TCVN 13948:2024 – Xác định độ chịu axit sulfuric của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc

Vật liệu chịu lửa được chia thành nhiều loại như gạch chịu lửa, đá huỳnh thạch, vật liệu chịu lửa dạng vải, vật liệu Silicon chịu lửa, vật liệu chịu lửa dạng hạt... Trong ngành công nghiệp luyện kim, hóa chất, xi măng hay các lĩnh vực sử dụng lò nung và thiết bị nhiệt, vật liệu chịu lửa đóng vai trò quyết định bảo đảm an toàn và ổn định sản xuất. Vật liệu chịu lửa có khả năng chịu nhiệt cao, chống ăn mòn và mài mòn. Những vật liệu này giúp bảo vệ các thiết bị và công trình khỏi tác động của nhiệt độ khắc nghiệt và kéo dài tuổi thọ của các thiết bị công nghiệp. 

Một trong những yêu cầu quan trọng đối với vật liệu chịu lửa dạng khối là khả năng chống lại tác động ăn mòn của môi trường hóa chất, đặc biệt là axit sulfuric – chất thường xuất hiện trong nhiều quá trình công nghiệp.

Tuy nhiên, trên thực tế, việc đánh giá khả năng chịu axit của vật liệu chịu lửa tại doanh nghiệp thường chưa đồng nhất, mỗi nơi áp dụng một cách thử khác nhau hoặc dựa trên các kinh nghiệm cũ. Điều này khiến kết quả đánh giá không thể so sánh giữa các đơn vị, gây khó khăn khi lựa chọn vật liệu thích hợp cho dây chuyền sản xuất.

Một số nhà máy từng gặp tình trạng vật liệu chịu lửa bị phá hủy nhanh hơn dự tính do đánh giá sai mức độ kháng axit, dẫn đến dừng lò ngoài kế hoạch và thiệt hại lớn về kinh tế.

Phương pháp xác định độ chịu axit sulfuric của vật liệu chịu lửa theo tiêu chuẩn giúp nâng cao chất lượng vật liệu. (Ảnh minh họa)

Nhằm khắc phục sự thiếu thống nhất này, Việt Nam đã ban hành TCVN 13948:2024, tương đương tiêu chuẩn quốc tế ISO 8890:1988. Tiêu chuẩn đưa ra phương pháp xác định độ chịu axit sulfuric của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc bằng cách đưa mẫu vật liệu vào môi trường axit trong điều kiện được kiểm soát và đánh giá sự thay đổi của mẫu sau thử nghiệm. Lưu ý, sử dụng axit sulfuric vì nó cho kết quả đại diện khi phơi nhiễm vật liệu chịu lửa với nhiều axit khác nhau trừ axit hydrofluoric.

Về nguyên tắc, mẫu thử đã nghiền theo quy định, chịu tác động bởi axit sulfuric 70 % đun sôi trong 6h, xác định kết quả mất khối lượng và biểu thị theo phần trăm so với khối lượng ban đầu của vật liệu đã sấy khô. Mục đích của tiêu chuẩn là thiết lập phương pháp đo lường đáng tin cậy, giúp các nhà sản xuất, phòng thử nghiệm và doanh nghiệp sử dụng vật liệu có cùng cách đánh giá, từ đó lựa chọn sản phẩm phù hợp yêu cầu công nghệ.

Mẫu vật liệu phải được chuẩn bị đúng quy cách để bảo đảm bề mặt tiếp xúc đồng nhất và phản ánh chính xác đặc tính của vật liệu. Quá trình thử diễn ra trong môi trường axit sulfuric với nồng độ và điều kiện được kiểm soát, nhằm bảo đảm tính tái lập của kết quả. Sau khi thử, mẫu được kiểm tra sự thay đổi về khối lượng, cấu trúc và mức độ bị tác động bởi axit. Tiêu chuẩn yêu cầu việc đánh giá phải dựa trên mức độ suy giảm của vật liệu, từ đó phản ánh khả năng chịu axit trong điều kiện vận hành thực tế.

Ngoài ra, tiêu chuẩn nhấn mạnh yêu cầu ghi chép và báo cáo kết quả rõ ràng, bao gồm thông tin về mẫu thử, điều kiện thử nghiệm và mức độ biến đổi sau thử. Việc tuân thủ nghiêm túc yêu cầu này giúp kết quả giữa các phòng thí nghiệm có thể so sánh với nhau và bảo đảm tính minh bạch khi doanh nghiệp lựa chọn vật liệu chịu lửa.

Báo cáo thử nghiệm cần trình bày đầy đủ các nội dung liên quan đến quá trình và kết quả thử. Trước hết, báo cáo phải mô tả rõ cách thiết lập thử nghiệm, bao gồm các điều kiện, thiết bị và bố trí được sử dụng. Ngày thực hiện phép thử cũng phải được ghi rõ để bảo đảm tính truy xuất của kết quả. Báo cáo cần viện dẫn tiêu chuẩn TCVN 13948:2024 như cơ sở thực hiện phép thử.

Thông tin về vật liệu được thử phải được mô tả chi tiết, chẳng hạn như tên nhà sản xuất, loại mẫu, số mẻ hoặc các thông tin nhận dạng cần thiết khác. Ngoài ra, báo cáo phải ghi lại nhiệt độ và thời điểm của axit tại hai thời điểm quan trọng: lúc bắt đầu sôi và ngay trước khi kết thúc thử nghiệm, nhằm chứng minh quá trình thử diễn ra trong điều kiện kiểm soát.

Phần kết quả phải nêu các giá trị mất khối lượng của từng mẫu, đồng thời tính toán giá trị trung bình từ các giá trị riêng lẻ này. Các giá trị riêng được dùng để xác định giá trị trung bình, giá trị trung bình có thể được sử dụng cho các phân tích thống kê sâu hơn, chẳng hạn theo hướng dẫn của ISO 5022.

TCVN 13948:2024 không chỉ mang lại phương pháp thử nghiệm chuẩn hóa mà còn tạo cơ sở nâng cao chất lượng vật liệu chịu lửa sản xuất trong nước. Các doanh nghiệp có thể dựa vào tiêu chuẩn để tối ưu thiết kế sản phẩm, người sử dụng có cơ sở tin cậy để lựa chọn vật liệu phù hợp, bảo đảm an toàn thiết bị và hiệu quả sản xuất lâu dài.