【HG化工标准】 塔填料表面润湿性能测定方法

HG/T 4590—2014 塔填料表面润湿性能测定方法 Test method for surface wettability of tower packing 前言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。本标准由中国石油和化学工业联合会提出。本标准由全国非金属化工设备标准化技术委员会 (SAC/TC 162) 归口。 本标准起草单位：巩义市三星水处理设备有限公司、四川蓝星机械有限公司、合兴集团有限公司、四川理工学院、北京哈科试验仪器厂、承德精密试验机有限公司、西安塑龙熔接设备有限公司、温州赵氟降有限公司、国家塑料制品质量监督检验中心、华北电力大学、温州市质量技术监督检测院、杭州师范大学。 本标准主要起草人：丁鸿武、李华、蔡庆明、曾游、李永民、王新华、赵锋、陈国龙、郑伟义、徐志钮、应仁爱、裴勇兵。 1 范围 本标准规定了塔填料表面润湿性能测定方法的术语和定义、试验原理、试验装置、试样、试验方法及试验报告。本标准适用塑料、陶瓷、碳钢与不锈钢塔填料（以下简称填料）的液相参与的表面润湿性能的测定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 6682-2008 分析实验用水规格和试验方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 接触角 (contact angle) 指气、液、固三相交界处的气-液界面和固-液界面之间的切线角 θ，θ 数值的大小表示填料表面润湿性能的量度大小，即亲水性或疏水性。注：本标准的固相指填料。 3.2 表面润湿性能 (surface wettability) 是指液体在分子力的作用下沿固体表面流散现象的特性，该特性由润湿角表征，润湿角通常称为接触角。 3.3 亲水性 (hydrophilic) 对水具有强的亲和性，即可润湿性，一般接触角 θ < 90°。 3.4 疏水性 (hydrophobic) 对水具有很低的亲和性，即不可润性，一般接触角 θ ≥ 90°。 4 试验原理 以规定的水为媒介，测量其与填料表面的接触角，来推断其他化工液体介质与填料表面的气液有效接触界面，从而判定其表面润湿性能，进一步判定其传质效果。接触角示意图见图 1（包含疏水性接触角 θ ≥ 90° 和亲水性接触角 θ < 90°）。 5 试验装置 试验装置应达到下列要求： a) 接触角测量范围：0°~180°； b) 接触角测量精度：±0.5°； c) 自動进样范围：0.1~100μl； d) 进样精度：±0.1μl； e) 有录像、回播和瞬间截图功能；有自动液滴装置； f) 有接触角自动计算能力。 接触角计算方法按公式 (1)，公式 (1) 中变量见图 2： θ = 2 arctan(H/R) 式中： θ —— 接触角； H —— 液滴高度； R —— 液滴底面宽度的一半。 6 试样 6.1 尺寸 6.1.1 散堆填料的公称外径尺寸宜小于等于 50mm。 6.1.2 规整填料用机械方法取样，长度在 100mm 以下，其他尺寸大小与散堆填料相同。 6.2 数量 6.2.1 每批散堆填料至少取 3 个。但当散堆填料尺寸小，导致单个试样测景点不够 8 点（测量点总数少于 24 点）时，应适当扩大试样数，以保证测量点总数不少于 24 点。 6.2.2 规整填料：至少取 3 处，该 3 处分别作为 3 个试样；所取试样的测试面不能有肉眼可见的因取样而产生的变形，并能保证每个试样有 8 个测量点（测量点总数不少于 24 点）。 6.3 试样处理 6.3.1 使用丙酮清洗试样表面，试样表面无肉眼可见的污垢、锈斑等现象时为合格。 6.3.2 陶瓷试样应充分吸水 5h 后再进行测试。 7 试验方法 7.1 试验过程 采用镊子等工具拿取填料试样至工作台，不许直接用手拿取试样。开启接触角测试仪电源和工作电脑，打开软件。待测试仪器初始化完成后，开启视频，调整调焦于轮，同时调节针头上下左右移动，直到图像清晰，针头位置合适。 根据需要选择 3~5μl 的出水量，水滴在针头处形成球形状挂住，将放置试样的测试台调高，使球形水滴在试样上铺展，使水滴与针头脱离。选择基准计算线，使基准计算线位于液体与测试试样交界处。