GBT 47554.2-2026 金属和合金的腐蚀 工业冷却水系统的腐蚀和污垢 第2部分：应用中试试验台评估冷却水处理方案标准立项发展报告

金属和合金的腐蚀工业冷却水系统的腐蚀和污垢第2部分：应用中试试验台评估冷却水处理方案标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CorrosionofMetalsandAlloys—CorrosionandFoulinginIndustrialCoolingWaterSystems—Part2:EvaluationofCoolingWaterTreatmentSchemesUsingPilotTestRigs摘要工业冷却水系统广泛应用于石油、化工、电力、冶金等领域，其运行可靠性直接关系到装置的安全性与经济性。腐蚀与污垢是冷却水系统面临的两大核心问题，而冷却水处理方案的优劣决定了系统能否长期稳定运行。目前，国际上普遍采用中试试验台在接近实际工况的条件下对处理方案进行验证与评估，而我国在该领域的标准化工作尚存空白。本报告基于国家标准GB/T47554.2-2026《金属和合金的腐蚀工业冷却水系统的腐蚀和污垢第2部分：应用中试试验台评估冷却水处理方案》的编制实践，系统阐述了该标准的立项背景、编制原则、技术核心内容、关键试验方法要素及其对行业的潜在影响。本标准等同采用ISO国际标准，规定了冷却水系统中应用在线中试试验台（旁路试验装置）评估水处理方案效能的标准试验方法，涵盖试验系统设计、试验用水与模拟水配制、试件制备、操作条件控制以及结果评定等技术要求。该标准的发布实施将填补我国工业冷却水处理领域中试评估环节的标准空白，为冷却水处理药剂的筛选与优化提供统一、科学、可比的评价工具，有力支撑节水降耗与安全生产的国家战略。报告还介绍了标准主要起草单位在金属腐蚀与防护领域的专业积累，并对标准的实施前景进行了展望。关键词：金属腐蚀；工业冷却水系统；中试试验台；冷却水处理方案；腐蚀速率；污垢热阻；国家标准1引言工业冷却水系统是流程工业的关键公用工程设施，高温设备的热量导出、工艺介质的温度控制以及大型机组的运行保障均依赖其安全可靠运行。然而，冷却水系统长期运行中不可避免地面临金属管材与设备的腐蚀问题，以及由悬浮固体沉积、微生物滋生和盐类结晶等因素引起的污垢问题。腐蚀不仅导致设备壁厚减薄甚至穿孔泄漏，引发非计划停工和安全事故，还会造成金属离子溶出、水质恶化等次生问题；污垢沉积则显著降低换热设备的传热效率，增加能耗和清洗维护成本。据不完全统计，腐蚀与污垢造成的直接经济损失占工业设备维护总成本的相当比例，间接损失更为巨大。为控制冷却水系统的腐蚀与污垢，工业界普遍采用添加缓蚀剂、阻垢分散剂、杀生剂等化学处理手段，配合旁滤、排污等物理措施。然而，冷却水处理配方的筛选、投加浓度的优化以及处理方案的综合效能评估，长期以来缺乏统一的试验方法标准。实验室静态试验和模拟试验虽操作简便、成本较低，但难以完全反映实际冷却水系统的水力条件、热负荷、水质波动以及设备材质等复杂因素。中试试验台（又称旁路试验装置或动态模拟试验装置）作为介于实验室小试与工业应用之间的关键验证平台，能够在接近实际的条件下对冷却水处理方案进行全面评估，其结果对工业应用具有直接的指导价值。国际标准化组织ISO/TC156（金属和合金的腐蚀）技术委员会已发布ISO16784-2:2006《金属和合金的腐蚀工业冷却水系统的腐蚀和污垢第2部分：应用中试试验台评估冷却水处理方案》，为各国提供了一套较为成熟的试验方法框架。我国虽已建立GB/T47554.1等与冷却水系统腐蚀试验相关的标准体系，但在中试试验台评估方面仍缺乏对应的国家标准，导致国内相关研究和实际评估操作在方法选择、试验参数设定和结果判定上各自为政，数据可比性差，制约了冷却水处理技术的健康发展。在此背景下，制定《金属和合金的腐蚀工业冷却水系统的腐蚀和污垢第2部分：应用中试试验台评估冷却水处理方案》国家标准，等同采用ISO16784-2:2006，对于完善我国金属腐蚀试验方法标准体系、推动冷却水处理技术的规范化发展、促进国际技术对接具有重要的战略意义和现实必要性。2编制背景与任务来源2.1标准基本信息本标准编号为GB/T47554.2-2026，标准名称为《金属和合金的腐蚀工业冷却水系统的腐蚀和污垢第2部分：应用中试试验台评估冷却水处理方案》，国别为中国，语言为中文（简体）。标准状态为“未生效”，发布日期为2026年4月30日，实施日期为2026年11月1日，由国家标准管理机构发布，分类号为“金属的腐蚀”。文本版本为电子版，发布后约1分钟即可下载，售价50.0元。2.2编制依据与政策背景本标准的编制严格遵循《中华人民共和国标准化法》及相关法规要求，在结构编排和编写规则上依照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定执行。在技术内容上，标准等同采用ISO16784-2:2006国际标准，这是我国在金属腐蚀试验方法领域积极对接国际标准的重要举措。从政策层面看，本标准的制定契合国家多项战略部署。一是“双碳”目标：工业冷却水系统节能降耗是实现碳达峰、碳中和的重要途径，优化水处理方案以减少结垢和腐蚀导致的能源浪费，本质上是对碳排放的有效控制。二是节水行动方案：提高冷却水循环浓缩倍数、减少排污换水，是工业节水的重要内容，而高效可靠的冷却水处理是提高浓缩倍数的前提保障。三是安全生产专项整治：腐蚀泄漏引发的事故多属于重大安全隐患，规范的试验评估方法有助于从源头上防范事故发生。2.3国内外标准现状目前，针对金属腐蚀试验方法，我国已发布多项国家标准，覆盖均匀腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等主要腐蚀类型的实验室试验方法和现场挂片方法。在冷却水系统专用腐蚀试验方面，GB/T47554.1等标准已建立了基础性的试验框架。然而，已有的方法多为实验室静态或半动态模拟条件下的腐蚀评价，其与实际工业冷却水系统的差异决定了其结果主要用于初步筛选和对比研究，难以作为最终方案选择的唯一依据。在国际层面，ISO/TC156已制定了一系列冷却水系统腐蚀试验标准，其中ISO16784-2:2006专门针对中试试验台评估冷却水处理方案做出系统规定。该标准自发布以来，已在多个国家的冷却水处理研究和工程实践中得到广泛应用，为冷却水处理配方的开发、筛选和优化提供了统一的试验平台和方法指南。欧洲、北美等地区在工程实践中广泛采用中试动态模拟装置进行水处理方案评估，部分大型水务公司和冷却水处理服务商甚至将其视为项目交付前的必做环节。当前，随着我国工业冷却水系统规模不断扩大、运行参数日趋苛刻（高浓缩倍数、高硬度水质、复杂工况等），对冷却水处理方案进行中试级验证的需求快速增长，相关科研机构、检测单位、水处理药剂生产企业和终端用户对该标准的期盼日益迫切。3编制原则与主要工作过程3.1编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：（1）等同采用、国际接轨原则。为便于国际技术交流和贸易往来，减少技术壁垒，本标准等同采用ISO16784-2:2006，在技术内容上与ISO标准保持完全一致，在编写格式上遵循我国国家标准编写规则。这一原则既保证了标准技术水平的先进性，也使得国内相关试验结果能够与国际数据进行直接比对。（2）科学性与实用性并重原则。标准中的各项技术规定均以大量试验验证和工程实践经验为基础，既考虑了实验室操作的可行性，也兼顾了工业现场的实施条件，确保标准在科学严谨的前提下具备可操作性。（3）协调配套原则。本标准的制定注重与GB/T47554.1、GB/T10123（金属和合金的腐蚀术语）等相关标准的技术衔接和内容协调，避免重复或冲突，形成有机的标准体系。3.2主要工作过程本标准的编制工作自全国腐蚀防护标准化技术委员会立项启动以来，经历了以下主要阶段：前期研究与立项论证阶段。起草工作组在广泛调研国内外文献和现有标准的基础上，系统梳理了冷却水处理方案评估的技术现状和标准空白，分析论证了等同采用ISO16784-2:2006的必要性和可行性，编制了标准草案和立项建议书。起草阶段。成立标准起草工作组，成员单位涵盖科研院所、高等院校、检测机构、水处理药剂生产企业和终端用户单位等各利益相关方。工作组对ISO16784-2:2006的原文进行逐条翻译和认真审校，确保术语准确、表述规范。同时，对于标准中涉及的试验装置设计、操作条件等关键技术内容，工作组还邀请了具有实操经验的专家进行技术把关。征求意见与审查阶段。标准草案广泛发送至各相关单位征求意见。在汇总处理各方意见的基础上，形成标准送审稿，提交全国腐蚀防护标准化技术委员会审查。审查过程中，与会专家就标准适用范围、装置技术参数、结果评价指标等核心内容进行了充分讨论，形成审查意见并修改完善。报批与发布阶段。按照标准制修订程序完成报批稿编制，经逐级审查后，由国家标准化主管部门于2026年4月30日正式批准发布。4标准主要内容4.1范围与适用性本标准规定了在工业冷却水系统中，应用在线中试试验台（旁路试验装置）评估冷却水处理方案对金属腐蚀和污垢抑制效果的试验方法。标准适用于开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统中所使用的化学处理方案（包括缓蚀剂、阻垢分散剂等）以及相关物理处理手段的效能评估与对比。为保证标准的适用精度和聚焦性，标准明确了其不适用于以下情形：实验室小型模拟试验（此类试验应参照其他相关标准执行）、饮用水系统、锅炉水系统等非冷却水范畴的工业水系统，以及以微生物控制为主要评价目标的处理方案评估。上述排除事项的设定，有利于避免标准使用者在方法选用上产生混淆。4.2规范性引用文件标准中引用了多项国内外重要标准作为技术支撑，主要包括：-GB/T10123《金属和合金的腐蚀术语》，界定了本标准的术语体系；-GB/T47554.1《金属和合金的腐蚀工业冷却水系统的腐蚀和污垢第1部分：总则》，规定了冷却水系统腐蚀试验的通用原则；-ISO16784-1相关标准，与第2部分形成配套使用关系；-水质分析、金属材料牌号及化学成分分析等相关标准。4.3术语和定义标准对以下关键术语进行了明确界定：冷却水处理方案：为抑制冷却水系统中金属腐蚀和污垢沉积而采用的一组化学药剂配方及其投加方式、控制策略的统称。中试试验台：从实际冷却水系统取出一部分水量，通过专门设计的模拟换热器和旁路管道系统进行动态试验的装置，也称旁路试验装置或动态模拟试验装置。污垢热阻：反映换热表面因污垢沉积引起的传热阻力增加的物理量，是评价阻垢性能的核心指标。腐蚀速率：金属材料在冷却水介质中因电化学或化学作用导致的失重或壁厚减薄速率，以mm/a或µm/a表示。4.4试验方法概述标准所规定的试验方法的核心思路是：在冷却水系统的旁路管线上安装中试试验台，使一股连续流动的冷却水通过试验台中的模拟换热器，在可控的传热面温度和热流密度条件下运行一定周期，通过测量金属试件的腐蚀速率和换热表面的污垢热阻来量化评价冷却水处理方案的综合效能。试验一般分为准备阶段、运行阶段和结果评定阶段。准备阶段包括试验系统冲洗、试件预处理和试验水质调节；运行阶段按设定的操作条件（温度、流速、浓缩倍数等）连续运行，定期监测和记录关键工艺参数；结果评定阶段将试验后的试件取出，进行清洗、干燥和称重，结合运行记录计算各项评价指标。4.5试验装置与材料要求试验装置设计。标准规定中试试验台应具备模拟实际冷却水系统水力条件和热负荷的能力。核心部件包括：循环泵、流量计、加热控制系统、模拟换热器（通常采用套管式结构或单管式电加热结构）、温度传感器和压力传感器等。装置材质须耐冷却水介质腐蚀，且不干扰试验水质。标准特别强调了加热源应能提供稳定的热流密度以模拟工业换热器的运行工况。试件要求。试验用金属试件的材质、尺寸、表面状态和加工方法应在试验报告中明确记录。试件通常采用与实际系统管材相同或相近的金属材料制备，其化学成分应符合相应标准规定。对试件的加工提出了严格要求：焊接式试件需确保焊透、无焊接缺陷；表面粗糙度的加工控制应满足相关规定，以减少初始表面状态差异对试验结果的影响。试验用水。可采用实际工业冷却水或按给定配方配制的模拟冷却水。标准对模拟水的配制方法、浓缩倍数的控制方式等做了相应规定。试验用水的水质指标（pH值、电导率、总硬度、总碱度、氯离子、硫酸根等）应在试验报告中完整记录。试验条件。标准在总结大量实验数据的基础上，给予了多项参数的重要参考取值范围：水面流速通常控制在一定范围以模拟实际管道内水流状态；传热面初始热流密度设定应能反映工业换热器的典型热负荷水平；试验运行周期依试验目的和水质条件灵活确定，通常为数周至数月不等。同时，标准对试验过程中的补水、排污和药剂补加方式做出了规定，以保持系统浓缩倍数和药剂浓度的相对稳定。4.6结果评定与报告要求试验结束后，应对以下指标进行系统评定：腐蚀速率评定：将试验后的试件按标准方法清除腐蚀产物，根据失重计算平均腐蚀速率，并观察记录腐蚀形态（均匀腐蚀、点蚀等）。对于点蚀，应注意测量点蚀深度和分布密度。污垢评定：根据试验期间热流密度和壁温的变化数据，计算污垢热阻的变化趋势和最终稳定值。该数据是评价阻垢分散剂性能的重要依据。水质与药剂监测：对试验期间定期采集的水样数据（如pH、电导率、浊度、余氯或异养菌总数等）进行整理汇总，以判断系统运行状态和处理方案的稳定性。报告编制：标准要求试验报告至少应包含：试验目的与条件描述、装置结构与材质说明、试件材料和表面状态、试验水质分析结果、操作参数的全程记录、试验结果数据与分析结论、试验人员与日期等信息。完整的报告记录有利于不同试验室之间的结果比对和经验积累。5主要参编单位介绍本标准的编制凝聚了我国腐蚀防护领域多家权威机构与骨干企业的集体智慧，其中中国科学院金属研究所（以下简称“金属所”）作为主要起草单位，发挥了不可替代的核心技术支撑作用。中国科学院金属研究所成立于1953年，是我国材料科学与工程领域历史悠久、综合实力雄厚的国家级研究机构之一。六十余年来，金属所始终面向国家重大战略需求和国民经济主战场，在金属材料的设计与制备、腐蚀与防护、失效分析等研究方向上形成了深厚的学术积淀和技术优势。研究所建有“金属腐蚀与防护国家重点实验室”，长期承担国家科技重大专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金重大项目等科研任务，在腐蚀机理、腐蚀电化学、缓蚀剂开发、耐蚀合金设计以及腐蚀试验方法学等领域取得了大批具有国际影响力的研究成果。在标准编制过程中，金属所凭借以下核心能力为标准质量提供了坚实保障：（1）深厚的腐蚀试验方法研究积累。金属所在金属材料腐蚀试验方法的规范化、标准化方面开展了大量系统性先导性工作，曾主持或参与制修订多项腐蚀试验方法国家标准和行业标准，精通实验室加速试验、模拟试验和现场试验等方法学体系的建立与验证，积累了丰富的标准化实践经验。（2）领先的冷却水系统腐蚀与防护研究平台。金属所建有完善的水处理试验平台，涵盖从静态浸泡试验、动态模拟试验到中试规模的完整试验能力，相关研究成果已在电力、石化等行业的冷却水系统腐蚀控制中得到成功应用。正是依托这一平台，标准起草