2025年《氢氟酸储罐内衬》腐蚀防护题

2025年《氢氟酸储罐内衬》腐蚀防护题考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在括号内）1.氢氟酸与普通酸（如硫酸、盐酸）相比，其特殊危害主要表现为（）。A.沸点较高B.对金属材料腐蚀能力极强，尤其能腐蚀不锈钢C.易挥发，产生有毒氟化氢气体D.溶解度较低2.对于储存高浓度氢氟酸的储罐，选择内衬材料首要考虑的因素是（）。A.材料的机械强度B.材料的成本效益C.材料对氢氟酸的化学惰性和耐渗透性D.材料的施工便利性3.下列哪种材料通常被认为对氢氟酸具有最好的长期耐腐蚀性，尤其是在较高温度下？（）A.玻璃钢（FRP）B.聚四氟乙烯（PTFE）C.橡胶（如丁基橡胶）D.聚乙烯（PE）4.在氢氟酸储罐内衬系统中，设置玻璃纤维增强层的主要目的是（）。A.提高内衬的耐化学腐蚀性B.提高内衬的耐磨性和抗冲击性C.提高内衬的拉伸强度和刚度，抵抗介质渗透引起的应力D.增加内衬的保温性能5.氢氟酸对金属的腐蚀通常比稀硫酸更快，其原因是（）。A.氢氟酸电离度更高B.氢氟酸生成的氟化物具有强腐蚀性，能破坏金属表面的钝化膜C.氢氟酸密度更大D.氢氟酸沸点更高6.选择橡胶衬里作为氢氟酸储罐内衬时，特别需要关注其（）。A.撕裂强度B.氧化稳定性C.对氢氟酸的渗透率D.脆性温度7.氢氟酸储罐内衬施工中，对基体金属表面进行喷砂处理的主要目的是（）。A.增加美观度B.增强内衬与基体的机械结合力C.隔绝基体金属D.导电8.对于大型氢氟酸储罐，若采用多层结构内衬，通常外层会选择（）。A.耐腐蚀性最好的材料B.机械强度最高的材料C.对氢氟酸渗透率较低的柔性材料，用于缓冲和防护D.成本最低的材料9.氢氟酸储罐内衬层出现针孔或微裂纹，可能导致的直接后果是（）。A.储罐重量增加B.储罐保温性能变好C.氢氟酸加速渗透，导致内衬失效和基体腐蚀D.内衬颜色变深10.在氢氟酸储罐运行维护中，最重要的安全防护措施是（）。A.定期清洁内壁B.定期检查紧固件C.确保通风系统有效且人员佩戴了针对氢氟酸的专用防护装备D.定期更换内衬二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.氢氟酸储罐内衬材料的选择，必须确保其在储存介质的____、____及____等条件下，仍能保持足够的化学稳定性和结构完整性。2.聚四氟乙烯（PTFE）内衬具有优异的____性和____性，但其机械强度相对较低，通常需要添加玻璃纤维进行增强。3.氢氟酸储罐内衬的厚度设计，除了考虑介质浓度和温度等因素外，还应留有必要的____，以应对未来可能发生的腐蚀。4.橡胶衬里（特别是氟橡胶）作为氢氟酸储罐内衬时，其与金属基体的结合质量至关重要，通常需要经过严格的____处理和采用专门的____技术。5.氢氟酸渗透非金属内衬是一个复杂过程，通常认为包括____、溶解、扩散和____等多个步骤。6.在氢氟酸储罐的结构设计中，对于法兰、人孔等____部位，内衬的结构形式需要特别设计，以确保密封性和耐腐蚀性。7.检测氢氟酸储罐内衬的____情况，是判断内衬健康状况和剩余寿命的重要手段之一。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述选择玻璃钢作为氢氟酸储罐内衬材料时，需要重点考虑哪些性能指标？2.比较氟塑料（如PTFE、FEP）和橡胶（如FKM）作为氢氟酸储罐内衬材料的优缺点。3.简述氢氟酸储罐内衬施工过程中，确保内衬与基体良好结合的关键步骤有哪些？4.运行过程中，如何通过观察或检测来判断氢氟酸储罐内衬可能出现了渗透或损坏？四、论述题（每题10分，共20分）1.论述在设计氢氟酸储罐内衬系统时，需要综合考虑哪些因素？并说明这些因素之间可能存在的权衡关系。2.详细论述氢氟酸储罐在运行维护阶段，需要重点关注哪些安全事项？为什么这些事项至关重要？---试卷答案一、选择题1.B2.C3.B4.C5.B6.C7.B8.C9.C10.C二、填空题1.化学，温度，应力2.化学惰性，力学性能3.腐蚀裕量4.表面处理，粘接5.吸附，迁移6.边缘7.渗透三、简答题1.解析思路：考察对玻璃钢性能要求的理解。玻璃钢用于氢氟酸环境，核心是耐腐蚀性和足够的强度。需要考虑氢氟酸的特性（强腐蚀性、渗透性）以及内衬在储罐中的作用（承受压力、抵抗腐蚀、防止渗透）。*回答要点：耐氢氟酸腐蚀性（包括浓度、温度范围）；对氢氟酸的渗透率要低；足够的拉伸强度和模量（抵抗变形和应力）；良好的层间结合强度（抵抗分层）；与金属基体的结合力；一定的耐磨性和抗冲击性；较低的吸水率。2.解析思路：考察对不同内衬材料优缺点的比较能力。需要分别列出氟塑料和橡胶在氢氟酸环境下的主要优点和缺点，并进行对比。*回答要点：*氟塑料（PTFE/FEP）：优点-极佳的耐化学性（几乎不受所有化学品影响），摩擦系数低，不粘。缺点-机械强度较低（尤其PTFE），脆性温度高，成本较高，加工困难（FEP需烧结）。*橡胶（FKM）：优点-柔性好，有一定的耐温范围（低于氟塑料），耐渗透性相对较好（特定牌号），易于施工（模压、挤出）。缺点-耐化学品范围不如氟塑料全面，机械强度和耐磨损性通常不如氟塑料，易受某些溶剂影响，成本相对较低但性能差距大。*比较：氟塑料耐腐蚀性最好，但机械性能一般；橡胶柔性好，但耐腐蚀性和耐温性相对差。3.解析思路：考察内衬施工的关键质量控制点。内衬与基体的良好结合是内衬系统可靠性的基础。需要列出确保结合力的关键步骤，并说明其作用。*回答要点：(1)基体表面处理：彻底清除油污、锈蚀、氧化皮等，达到规定的清洁度和粗糙度，以增加机械咬合力和保证涂料/胶粘剂的有效附着。常用喷砂、酸洗等方法。(2)基体表面处理后的立即处理（如需）：可能需要涂刷底漆，增强附着力。(3)内衬材料（如涂料、胶粘剂）的配制：严格按照说明书比例和时间要求进行，确保性能。(4)内衬的涂覆/粘贴：控制厚度、均匀性，避免气泡、针孔等缺陷。(5)后处理：如加热固化、压力固化等，确保内衬材料充分反应，达到设计强度和与基体的结合强度。4.解析思路：考察对内衬渗透或损坏的检测方法的了解。氢氟酸具有极强的渗透性，检测其渗透或损坏需要关注介质侧的变化或内衬本身的状态。*回答要点：(1)观察储罐内壁：检查是否有新的点蚀、溃疡、颜色变化（如变暗、出现白色氟化物沉积）、材质析出等异常现象。(2)检查液位变化：如果储罐有明显的容量增加，可能指示内衬有较大渗透。(3)内部检测：对于大型或重要储罐，可能采用声发射监测、内窥镜检查、超声波测厚（监测剩余衬里厚度）等方法。(4)外部检查：观察储罐外部是否有异常，如渗漏痕迹、应力腐蚀裂纹等。(5)检查内衬附着力：通过敲击或特定方法检查内衬是否与基体结合牢固，有无起泡、脱层迹象。(6)检测呼吸阀或安全阀排放物：异常的氟化氢气味或白色烟雾可能指示内衬泄漏。四、论述题1.解析思路：考察对内衬系统设计复杂性的全面理解和权衡能力。需要从材料、结构、施工、运行、安全、经济等多个维度进行分析，并阐述不同因素间的相互影响和取舍。*回答要点：*需要综合考虑的因素：*储存介质特性：HF的浓度、温度、压力、流量、杂质等，这是决定内衬材料选择和结构设计的首要依据。*储罐基体材料和结构：基体材料（碳钢、不锈钢）的耐蚀性，储罐的形状、尺寸、焊缝等，影响内衬的设计和施工。*内衬材料性能与选择：对比不同材料的耐腐蚀性、力学性能、耐温性、耐渗透性、施工性、成本等，选择最优方案。*内衬结构设计：包括衬里厚度、层数、增强方式（如缠绕、模压）、过渡区域处理（法兰、人孔）、支撑结构、抗应力设计等，确保整体性能和可靠性。*施工工艺与质量控制：内衬材料的配制、涂覆/粘贴、固化、检验等环节，直接影响最终效果。*运行维护条件：温度波动、压力循环、装卸操作、清洗需求等，影响内衬的长期稳定性和维护策略。*安全与环保要求：满足相关法规标准，设计必须考虑安全冗余，防止泄漏，处理氟化氢气体等。*经济性：初投资成本、预期寿命、维护成本、停机损失等综合考量。*权衡关系：*耐腐蚀性与经济性：最耐腐蚀的材料通常最贵，需要根据风险和成本进行权衡。*机械强度与柔韧性：某些材料（如氟塑料）牺牲部分机械强度换取优异化学性。*施工复杂性vs.性能：复杂的结构或高性能材料可能增加施工难度和成本。*安全冗余vs.经济性：增加安全措施（如更厚的衬里、更复杂的结构）会增加成本。*运行条件与材料寿命：苛刻的运行条件（高温、高压、频繁波动）要求选用更耐用的材料或更保守的设计。2.解析思路：考察对氢氟酸储罐运行维护中安全关键点的认识。需要列出具体的安全措施，并深入阐述其必要性和重要性，体现对氢氟酸危害性的深刻理解。*回答要点：*通风系统：必须确保储罐区通风良好，特别是顶部空间和进出料口附近，以排除可能积聚的氟化氢气体。这是防止人员中毒和设备腐蚀的关键。重要性在于氟化氢极易挥发，无色无味但剧毒。*个人防护装备（PPE）：所有进入储罐区域或有可能接触氢氟酸的人员，必须佩戴针对氢氟酸的专用防护装备，包括但不限于：耐氢氟酸化学品的防护服、耐酸手套（如氟橡胶手套）、耐酸护目镜或面罩、防毒面具或呼吸器（根据浓度和通风情况选择）。重要性在于氢氟酸对皮肤、眼睛、呼吸道具有极强的腐蚀性和刺激性，防护不当极易造成严重伤害。*设备防护：确保所有与氢氟酸接触的设备（阀门、管道、泵等）及其连接处密封良好，防止泄漏。使用氢氟酸专用阀门和管道，并定期检查维护。重要性在于泄漏不仅威胁人员安全，也可能导致设备损坏和环境污染。*应急准备：必须配备有效的氢氟酸泄漏应急处理物资，如中和剂（专用）、吸收材料、洗眼器、紧急淋浴装置，并制定完善的应急预案，定期进行演练。重要性在于氢氟酸泄漏事故后果严重，必须做到快速响应、有效处置。*操作规程：严格遵守氢氟酸的安全操作规程，包括进料、出