2025年《氫氟酸儲罐內(nèi)襯》材料測試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.氫氟酸（HF）能夠腐蝕玻璃，這主要是因為（）。A.HF與二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B.HF的強氧化性C.HF的強還原性D.HF的溶解作用2.對于長期儲存高濃度氫氟酸（HF）的儲罐，以下哪種內(nèi)襯材料通常被認為是最耐腐蝕的選擇？（）A.未經(jīng)特殊處理的普通碳鋼B.普通不銹鋼（如304）C.酚醛玻璃鋼（FRP）D.氟橡膠（FKM）3.在制作酚醛玻璃鋼（FRP）內(nèi)襯時，使用層間樹脂的主要目的是（）。A.提高樹脂的粘度B.增加玻璃鋼的韌性C.填補玻璃纖維間隙，提高內(nèi)襯的整體性和耐腐蝕性D.降低固化溫度4.氫氟酸儲罐內(nèi)襯采用橡膠襯里時，若使用氯丁橡膠（CR），其通常適用的氫氟酸濃度和溫度范圍大約是（）。A.濃度<10%，溫度<50℃B.濃度<60%，溫度<80℃C.濃度<90%，溫度<120℃D.濃度可達100%，溫度<150℃5.氫氟酸儲罐內(nèi)襯施工中，確保粘接劑充分浸潤基層和增強材料的關(guān)鍵因素是（）。A.提高施工溫度B.增加固化時間C.保證足夠的固化壓力D.使用高滲透性的底層樹脂6.在氫氟酸儲罐內(nèi)襯的質(zhì)量檢驗中，檢測粘接層厚度主要采用的方法是（）。A.化學(xué)滴定法B.超聲波測厚儀C.拉伸試驗機D.顯微鏡觀察7.氫氟酸泄漏時，以下哪種個人防護裝備是對眼部防護最有效的？（）A.普通防護眼鏡B.帶側(cè)翼的化學(xué)安全護目鏡C.面罩D.簡易口罩8.選擇氫氟酸儲罐內(nèi)襯材料時，除了耐腐蝕性，還應(yīng)重點考慮的因素包括（）。A.材料的力學(xué)強度和剛度B.材料的施工性能和成本C.材料與氫氟酸的相容性D.以上所有因素二、判斷題（請將“正確”或“錯誤”填入括號內(nèi)）1.氫氟酸（HF）是弱酸，因此對大多數(shù)金屬的腐蝕性較弱。（）2.氫氟酸（HF）水溶液的濃度增加，其腐蝕性必然增強。（）3.玻璃鋼（FRP）內(nèi)襯儲罐的耐壓能力主要取決于罐體本身的厚度和結(jié)構(gòu)設(shè)計。（）4.橡膠襯里氫氟酸儲罐在運行過程中，若發(fā)現(xiàn)襯里表面出現(xiàn)小氣泡，通常不影響其使用性能。（）5.氫氟酸儲罐內(nèi)襯的施工環(huán)境溫度過低時，會影響樹脂的固化效果，可能導(dǎo)致內(nèi)襯性能下降。（）6.檢查氫氟酸儲罐內(nèi)襯是否完好，可以直接用裸手觸摸內(nèi)襯表面。（）7.氫氟酸泄漏到地面，可以使用普通的水泥或土壤進行覆蓋處理。（）8.氫氟酸具有劇毒，其蒸氣對上呼吸道和眼睛有強烈的刺激和腐蝕作用。（）三、簡答題1.簡述氫氟酸（HF）對金屬材料的主要腐蝕機理，并舉例說明哪些金屬容易受到HF的嚴重腐蝕。2.簡要比較酚醛玻璃鋼（FRP）和乙烯基酯玻璃鋼在耐腐蝕性、力學(xué)性能和成本方面的主要區(qū)別。3.氫氟酸儲罐橡膠襯里施工過程中，需要嚴格控制哪些關(guān)鍵工藝參數(shù)？為什么？4.列舉至少三種氫氟酸儲罐內(nèi)襯常見的缺陷，并簡述產(chǎn)生這些缺陷的可能原因。5.在氫氟酸儲罐運行期間，進行日常檢查的主要內(nèi)容和注意事項有哪些？四、論述題1.論述選擇氫氟酸儲罐內(nèi)襯材料時，應(yīng)綜合考慮哪些因素？并結(jié)合具體實例說明不同因素之間的權(quán)衡關(guān)系。2.結(jié)合氫氟酸的特性和內(nèi)襯材料的性能，論述確保氫氟酸儲罐長期安全運行需要采取哪些關(guān)鍵措施，包括設(shè)計、施工、使用和維護等方面。試卷答案一、選擇題1.A*解析思路：氫氟酸能腐蝕玻璃是因為HF能與玻璃的主要成分二氧化硅（SiO?）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性的四氟硅酸（H?SiF?），從而破壞玻璃結(jié)構(gòu)。這與HF的強酸性和SiO?的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。2.D*解析思路：氟橡膠（FKM）是含氟聚合物，具有極其優(yōu)異的耐化學(xué)介質(zhì)性能，特別是對強酸（包括氫氟酸）、強堿、油類和高溫的抵抗能力，是已知最耐氫氟酸的材料之一。酚醛玻璃鋼（FRP）雖然耐腐蝕性較好，但在高濃度氫氟酸和高溫下性能會下降。普通碳鋼和不銹鋼會被氫氟酸迅速腐蝕。3.C*解析思路：層間樹脂（或稱夾層樹脂、內(nèi)襯樹脂）在玻璃鋼制造中填充在玻璃布層之間，其主要作用是確保樹脂充分滲透到纖維間隙中，形成連續(xù)、無缺陷的整體基體，從而提高層間粘接強度、內(nèi)襯的整體性和抗?jié)B透性，最終提升耐腐蝕性能。4.B*解析思路：氯丁橡膠（CR）對氫氟酸的耐受性相對有限，通常其使用上限濃度在60%左右，溫度上限在80℃左右。在更高濃度或溫度下，其耐腐蝕性能會顯著下降。5.D*解析思路：粘接劑的充分浸潤是保證內(nèi)襯層與基層、層與層之間形成牢固粘接的基礎(chǔ)。使用高滲透性的底層樹脂能夠更好地浸潤基層和增強材料，確保粘接劑滲透到位，從而提高內(nèi)襯的整體性和耐久性及耐腐蝕性。6.B*解析思路：超聲波測厚儀是測量涂層（包括內(nèi)襯層）厚度的常用非破壞性檢測方法，可以直接、快速地測量內(nèi)襯層的實際厚度，判斷其是否符合設(shè)計要求?；瘜W(xué)滴定法用于測定溶液濃度，拉伸試驗機用于測試材料強度，顯微鏡觀察用于微觀結(jié)構(gòu)分析。7.B*解析思路：帶側(cè)翼的化學(xué)安全護目鏡能提供更全面的眼部保護，不僅能防護前方飛濺物，還能防護側(cè)面的濺射，是處理強腐蝕性化學(xué)品（如HF）泄漏時對眼部防護最有效的裝備。普通防護眼鏡防護范圍不足，面罩雖好但可能不如專門的護目鏡靈活，簡易口罩不能有效防護液態(tài)化學(xué)品的飛濺。8.D*解析思路：選擇氫氟酸儲罐內(nèi)襯材料是一個綜合決策過程，必須同時考慮材料的耐腐蝕性（核心要求）、力學(xué)性能（如強度、剛度以保證罐體承壓）、施工性能（如施工便捷性、固化條件）、成本效益以及與介質(zhì)的長期相容性等多個因素。二、判斷題1.錯誤*解析思路：氫氟酸（HF）是一種強酸，其腐蝕性非常強，并非弱酸。它能與多種金屬發(fā)生反應(yīng)，特別是硅、鋁、鋅、鎂及大多數(shù)不銹鋼。2.錯誤*解析思路：雖然氫氟酸濃度越高，其腐蝕性通常越強，但濃度過高時，水的存在反而會限制其滲透和反應(yīng)能力。此外，純氫氟酸（無水HF）的腐蝕性在某些情況下可能更強。更關(guān)鍵的是，高濃度HF對材料的破壞更迅速和劇烈。3.錯誤*解析思路：雖然罐體厚度和結(jié)構(gòu)設(shè)計決定了儲罐本身的承壓能力，但內(nèi)襯的主要功能是隔絕氫氟酸與罐體金屬基材的直接接觸，提供耐腐蝕屏障。內(nèi)襯層的厚度和結(jié)構(gòu)設(shè)計決定了內(nèi)襯本身的耐壓能力和耐腐蝕性能，而不是罐體整體的承壓能力。4.錯誤*解析思路：橡膠襯里表面出現(xiàn)小氣泡通常意味著內(nèi)襯存在缺陷，如樹脂浸潤不充分、固化不均勻或存在氣源，這會降低內(nèi)襯的致密性和整體性，可能導(dǎo)致氫氟酸滲透，影響使用性能和安全，必須引起重視。5.正確*解析思路：大多數(shù)樹脂（包括制作FRP的樹脂）的固化反應(yīng)速率和程度受溫度影響顯著。環(huán)境溫度過低會延緩固化反應(yīng)，導(dǎo)致固化不完全，使得內(nèi)襯的力學(xué)性能、耐腐蝕性能和整體強度下降。6.錯誤*解析思路：氫氟酸及其蒸氣具有高度腐蝕性和劇毒性，直接接觸或吸入都會造成嚴重傷害。檢查內(nèi)襯狀況必須使用適當(dāng)?shù)膫€人防護裝備（PPE），如防酸服、耐酸手套、防酸護目鏡或面罩，嚴禁裸手接觸。7.錯誤*解析思路：氫氟酸與水泥、土壤等接觸，可能會發(fā)生反應(yīng)，甚至產(chǎn)生可溶性氟化物，或者反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可能加劇腐蝕。處理HF泄漏應(yīng)使用合適的惰性材料（如蛭石、特殊吸附劑）或耐酸材料進行覆蓋和中和，具體方法需根據(jù)泄漏情況和安全規(guī)程確定。8.正確*解析思路：氫氟酸是已知最強的無機酸之一，具有極強的腐蝕性。其蒸氣會刺激和腐蝕眼睛、呼吸道粘膜，吸入可導(dǎo)致嚴重的化學(xué)灼傷和系統(tǒng)中毒。因此，氫氟酸及其蒸氣都具有劇毒，必須采取嚴格的安全防護措施。三、簡答題1.氫氟酸（HF）對金屬材料的主要腐蝕機理是電化學(xué)腐蝕和直接化學(xué)腐蝕。HF能破壞金屬表面的氧化膜，使金屬暴露在腐蝕介質(zhì)中。在電化學(xué)腐蝕中，HF溶液作為電解質(zhì)，在金屬表面形成微電池，加速腐蝕過程。對于像碳鋼這樣的合金，HF會優(yōu)先溶解碳元素，形成碳氟化合物，導(dǎo)致金屬基體被掏空，產(chǎn)生點蝕或坑蝕。直接化學(xué)腐蝕是指HF分子直接與金屬原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性的金屬氟化物。例如，碳鋼與HF反應(yīng)生成可溶性的氟化鐵（FeF?）和氫氣。許多金屬，如鐵、鋼、鋁、鋅、錫、鉛以及大多數(shù)不銹鋼，都會被HF嚴重腐蝕。2.酚醛玻璃鋼（FRP）和乙烯基酯玻璃鋼的主要區(qū)別：*耐腐蝕性：乙烯基酯玻璃鋼比酚醛玻璃鋼具有更好的耐腐蝕性，特別是對堿性介質(zhì)、鹽水和某些有機溶劑的抵抗能力更強。酚醛玻璃鋼耐酸性（包括氫氟酸）和耐水性較好，但耐堿性較差。*力學(xué)性能：乙烯基酯玻璃鋼通常具有更高的拉伸強度、彎曲強度和沖擊韌性，其力學(xué)性能更接近金屬。酚醛玻璃鋼的力學(xué)性能相對較低，且在低溫下性能會下降。*成本：酚醛樹脂通常比乙烯基酯樹脂便宜，因此酚醛玻璃鋼的成本相對較低。乙烯基酯玻璃鋼由于性能更優(yōu)異，成本通常較高。*耐熱性：酚醛玻璃鋼通常具有更高的熱變形溫度和耐熱性。乙烯基酯玻璃鋼的耐熱性相對較低。3.橡膠襯里施工過程中需要嚴格控制的關(guān)鍵工藝參數(shù)包括：*基層處理：確保罐體基層清潔、干燥、無油污、無銹蝕，表面粗糙度適宜，以獲得良好的附著力。*橡膠預(yù)處理：根據(jù)橡膠種類和溫度，控制好預(yù)壓或預(yù)熱的溫度和時間，使橡膠變軟，便于施工和貼合。*涂布膠粘劑：嚴格控制膠粘劑的涂布量、均勻性和涂布時間，確保形成連續(xù)、均勻的粘接層。*壓實和排除氣泡：在鋪貼橡膠片材或模壓橡膠時，必須施加足夠的壓力，并仔細操作，及時排除橡膠層下的空氣，防止產(chǎn)生氣泡影響粘接強度和耐久性。*溫度和濕度控制：根據(jù)膠粘劑和橡膠的性能要求，控制施工環(huán)境（特別是溫度和濕度），確保粘接劑和橡膠能在最佳條件下固化，獲得預(yù)期的性能。*固化條件：嚴格控制固化溫度、時間和壓力，確保膠粘劑充分反應(yīng)，形成牢固的粘接層。嚴格控制這些參數(shù)是為了確保橡膠襯里與基層之間形成牢固可靠的粘接，消除缺陷（如氣泡、脫層），從而保證內(nèi)襯的整體性、密封性和耐腐蝕性。4.氫氟酸儲罐橡膠襯里常見的缺陷及其原因：*氣泡：主要原因是在橡膠鋪貼或模壓過程中壓實不充分，空氣被夾在橡膠層與基層之間或橡膠層內(nèi)部；或膠粘劑中混入空氣。*脫層（粘接不良）：主要原因包括基層處理不當(dāng)、膠粘劑選擇錯誤或涂布不均勻、固化條件不滿足要求、橡膠本身質(zhì)量問題或施工操作不當(dāng)。*劃傷：主要原因是在施工過程中或運輸、安裝、使用過程中，橡膠表面受到尖銳物體的刮擦。*龜裂：主要原因包括橡膠選型不當(dāng)（如耐溫性或耐候性不足）、固化不充分、內(nèi)應(yīng)力過大、受到反復(fù)拉伸或壓縮、或長期接觸超過其耐受極限的氫氟酸濃度/溫度。*變形：主要原因是在使用過程中，由于氫氟酸的滲透或罐體承受壓力，導(dǎo)致橡膠襯里發(fā)生永久變形。5.氫氟酸儲罐運行期間的日常檢查內(nèi)容和注意事項：*外觀檢查：定期檢查內(nèi)襯表面是否有明顯的腐蝕點、裂紋、鼓包、變形、脫層、劃傷等缺陷。注意檢查焊縫、密封件、人孔、接管等部位的情況。*容器壓力和溫度監(jiān)測：確保儲罐運行壓力和溫度在設(shè)計和安全操作規(guī)程允許的范圍內(nèi)。*泄漏跡象檢查：檢查儲罐本體、法蘭、閥門、焊縫、密封處等部位是否有氫氟酸泄漏的跡象（如酸霧、白色煙霧、腐蝕痕跡）。*周圍環(huán)境監(jiān)測：檢查儲罐周圍環(huán)境是否有異常，如地面是否有腐蝕痕跡、植被是否有異?？菸?。*個人防護裝備檢查：檢查現(xiàn)場操作人員是否按規(guī)定佩戴了合適的個人防護裝備。*記錄：詳細記錄檢查時間、內(nèi)容、發(fā)現(xiàn)的問題及處理情況。*注意事項：檢查應(yīng)在確保安全的前提下進行，必要時使用合適的檢測儀器輔助檢查（如測厚儀、泄漏檢測儀）。發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時處理并上報。四、論述題1.選擇氫氟酸儲罐內(nèi)襯材料時，應(yīng)綜合考慮以下因素，并權(quán)衡它們之間的關(guān)系：*耐腐蝕性（首要因素）：這是選擇內(nèi)襯材料的核心依據(jù)。必須選擇對高濃度、高溫氫氟酸及其可能產(chǎn)生的雜質(zhì)具有長期穩(wěn)定抵抗能力的材料。這是確保儲罐安全、長壽命的關(guān)鍵。*力學(xué)性能：內(nèi)襯需要具備足夠的拉伸強度、彎曲強度、沖擊韌性等，以承受儲罐運行中可能產(chǎn)生的內(nèi)部壓力、外部載荷以及意外沖擊，保證儲罐的結(jié)構(gòu)完整性。*與基體的粘接性能：內(nèi)襯必須與罐體基材（通常是金屬）形成牢固、持久的粘接，形成可靠的整體結(jié)構(gòu)，共同承受載荷，防止內(nèi)襯脫落。*施工性能：材料的加工和施工工藝應(yīng)相對成熟、簡便，成本經(jīng)濟合理。施工過程應(yīng)易于控制，不易產(chǎn)生缺陷?？紤]施工周期和現(xiàn)場條件。*安全性和環(huán)保性：材料本身及其生產(chǎn)、使用、廢棄處置過程應(yīng)盡可能安全，低毒低害。材料在使用壽命期內(nèi)應(yīng)不與氫氟酸發(fā)生危險反應(yīng)（如釋放有毒氣體）。*溫度適應(yīng)范圍：材料應(yīng)能在氫氟酸儲存和運行的最高、最低溫度下保持其必要的物理和化學(xué)性能。*長期性能和可靠性：材料應(yīng)具有良好的耐老化、耐疲勞性能，能在預(yù)期的使用壽命內(nèi)保持穩(wěn)定的性能。例如，在選擇時，如果一種材料雖然耐腐蝕性極佳，但成本過高、施工復(fù)雜，可能就需要與性能要求、壽命預(yù)期等因素進行權(quán)衡。有時為了獲得優(yōu)異的耐腐蝕性和力學(xué)性能，可能需要采用復(fù)合內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，如玻璃鋼與橡膠復(fù)合，以結(jié)合不同材料的優(yōu)點。2.確保氫氟酸儲罐長期安全運行需要采取的關(guān)鍵措施包括：*設(shè)計階段：*根據(jù)氫氟酸的濃度、溫度、壓力及儲存量，合理選擇儲罐的材質(zhì)（基材）和尺寸。*選擇合適的內(nèi)襯材料類型（如FRP、橡膠等），并進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保內(nèi)襯層有足夠的厚度，并合理設(shè)計加強筋等結(jié)構(gòu)，滿足承壓要求。*精心設(shè)計焊縫、法蘭、人孔、接管等易損或易泄漏部位的結(jié)構(gòu)和密封形式，確保其可靠性。*設(shè)置必要的安全附件，如壓力表、液位計、安全閥、緊急切斷閥等，并確保其選型和安裝符合規(guī)范。*材料選擇與檢驗：*選用質(zhì)量合格、性能穩(wěn)定的內(nèi)襯材料及罐體材料。*對進場的內(nèi)襯材料進行嚴格的質(zhì)量檢驗，包括外觀、厚度、粘接性能、無損檢測等，確保其符合設(shè)計要求。*施工階段：*選擇有資質(zhì)、經(jīng)驗豐富的施工單位