本发明涉及设备垢样检测领域，具体而言，涉及一种换热设备垢样的检测方法。
背景技术：
：换热设备壁面上结有污垢，对传热性能和压降影响很大，其热阻有时可达到起控制作用的数量级。对于具体换热设备，其结构、材质、污垢种类、流体性质及使用条件等因素均对垢样的成分和含量有影响，进而影响其除垢方法。在分析完全未知的换热设备垢样时，要获得样品的主要成分和含量，现有技术通常采用化学法进行定性和定量分析。采用盐酸溶液定性碳酸盐，铁离子；采用氯化钡定性硫酸盐；采用氟化钠定性硅离子；采用硝酸银溶液定性氯离子；加入盐酸后，在试管口方一条加入1滴醋酸铅溶液和1～2滴氢氧化钠溶液的滤纸条，将该试管在酒精灯下微乳，若试纸变黑，则该垢样包含硫化物。对于定性的物质采用相应的国标或行业标准进行定量。采用化学法分析垢样很难获得垢样的全部组成。现有技术中也存在利用x射线荧光光谱法检测样品成分及含量的，通常的做法是首先查阅相关的资料获得关于样品组成的信息；再根据样品组成的信息找到合适的标准样品；根据标准样品的信息选择合适的制样方法制样：包括标准样品和待测样；根据标准样品信息设定测量条件，再测量标准样品后绘制校准曲线；最后测量待测样，从而获得待测样的分析结果。但是，由于换热设备垢样成分和含量的复杂性，很难找到合适的标准样品，因而很难获得关于样品组成和含量的信息。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种换热设备垢样的检测方法，以解决现有技术中难以对换热设备垢样组成进行检测的问题。为了实现上述目的，本申请提供了一种换热设备垢样的检测方法，该检测方法包括：采集换热设备的垢样；对垢样进行焙烧，得到焙烧产物；采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定，得到测定结果。优选地，在对垢样进行焙烧之前，检测方法还包括：对垢样进行干燥以及对干燥前后的垢样进行称重的步骤；优选在干燥步骤中，将干燥前的垢样置于真空烘箱中进行干燥。优选地，在采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定之前，检测方法还包括将焙烧产物研磨成粉体的步骤。优选地，采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定时，选择无标样分析程序进行测定。优选地，x射线荧光光谱仪具有内置的标准品，从标准样品中选择以标样作为检查样品，进行无标样分析。优选地，采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量的步骤是在氦气的分析介质中进行的。优选地，采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定的步骤中，控制检测的焙烧产物为≤3g的粉状物。优选地，采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定时，采用扫描模式测量焙烧产物。优选地，对焙烧产物的成分及含量进行测定得到测定结果的步骤包括：采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定，得到初步结果；对初步结果进行核实校准，得到测定结果。优选地，对初步结果进行核实校准的步骤包括如下a至i中的任意一种或多种：a.根据初步结果中各成分的含量，核实x射线荧光光谱仪中所选择的评估模式是否为互动评估模式，若非互动评估模式，则更改为互动评估模式重新测定；b.核实所定义的垢样的特性是否为粉体，若不是，调整为粉体进行重新测定；c.检查焙烧产物的成分中的最高kα线谱线是否有重叠，若重叠部分超过半峰高时，则选择kβ线；若kα线和kβ线同时重叠，则选择lα线进行重新测定；d.检查谱线的强度是否超出探测器的线性范围，若超出探测器的线性范围，则选择次灵敏的谱线重新测定；e.核实化合物的分子式是否准确，若不准确，则更改为准确的分子式后重新测定；f.若已知垢样中的某一成分已知，而初步结果中无相应的成分，则在初步结果中添加相应的成分后重新进行测定；g.若已知垢样中某一成分的含量，且与初步结果中相应成分的含量不一致，则将初步结果中的相应成分的含量更改为已知含量后重新进行测定；h.核实垢样中的各成分均被测量，确认均被测量后对测量结果进行归一处理；i.根据初步结果中各成分的浓度计算出理论康普顿线强度，将理论康普顿线强度与实际康普顿线强度进行比较，得到比值，并当比值为0.7～1.4时，则初步结果即为测定结果。应用本发明的技术方案，该换热器垢样的检测方法一方面可以在无标样的情况下分析换热设备垢样，而且可以在标准样品缺少的情况下分析七十几种元素，含量范围可以从痕量到100％，从而解决了现有技术中无标准样品而导致换热器垢样难以分析的问题。另一方面该检测方法也拓宽了x射线荧光光谱仪的应用范围，并且分析速度快，操作简单的特点，节约检测成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了根据本申请的一种优选的实施例中换热设备垢样的检测方法流程示意图。上述附图中包括以下标号：1、天平；2、坩埚；3、真空烘箱；4、干燥器；5、马弗炉；6、研钵；7、液体样品杯；8、x射线荧光光谱仪。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。如
背景技术：
所提到的，由于换热设备垢样成分和含量的复杂性，很难获得关于样品组成的信息，并且找到合适的标准样品也很困难，对于此类换热器的垢样成分难以采用现有的方法进行定性和半定量。为了检测该类换热器垢样的成分和相对含量，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种换热设备垢样的检测方法，该检测方法包括：采集换热设备的垢样；对垢样进行焙烧，得到焙烧产物；采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定。本申请的上述换热器垢样的检测方法，一方面可以在无标样的情况下分析换热设备垢样，而且可以在标准样品缺少的情况下分析七十几种元素，含量范围可以从痕量到100％，从而解决了现有技术中无标准样品而导致换热器垢样难以分析的问题。另一方面该检测方法也拓宽了x射线荧光光谱仪的应用范围，并且分析速度快，操作简单的特点，节约检测成本。上述换热设备垢样的检测方法已经能够对某些难以找到标准样品的垢样的成分和相对含量进行检测。为了提高垢样检测的相对准确性，在本申请一种优选的实施例中，在对垢样进行焙烧之前，上述检测方法还包括：对垢样进行干燥以及对干燥前后的垢样进行称重的步骤。通过对垢样进行干燥，并对干燥之前和干燥之后的垢样的重量进行称重，从而能够准确获得垢样中的水含量。上述对垢样进行干燥的步骤中，采用现有的干燥方式进行干燥即可。在本申请一种优选的实施例中，将干燥前的垢样置于真空烘箱中进行干燥。在对干燥前的垢样进行称重后，置于真空干燥箱中进行干燥，可以避免外界环境与垢样发生物理或化学反应而导致其成分发生变化，从而使得检测结果相对准确。上述烧结步骤中，烧结所使用的容器也无特殊要求，只要能够实现对垢样的烧结灰化即可。在本申请中优选将垢样置于马弗炉中进行烧结。采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定的步骤，根据具体所使用的x射线荧光光谱仪型号及性能的细微差异，具体操作步骤可以进行稍微调整。为了使检测结果相对更准确，在本申请一种优选的实施例中，在采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定的步骤之前，上述检测方法还包括将焙烧产物研磨成粉体的步骤。上述优选实施例中，研磨成粉体上x射线荧光光谱仪进行成分和含量测定，测定结果更准确。本申请的上述检测方法在采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定时，选择无标样分析程序进行测定。相比现有技术中对换热设备垢样的成分和含量的分析方法，本申请采用无标样分析程序进行测定不仅实现了无标样垢样的定性和半定量检测，而且分析速度快，操作简单的特点，节约检测成本。上述检测方法选择无标样分析程序进行测量能够获得可靠的测量强度，可自动寻峰，不受化学位移的影响，背景基于一个大范围扫描，不会受邻近重叠谱线的影响，并且当测量信号强度达到了某一限值，高压发生器的电流自动减低，以避免测量强度超过探测器的线性范围。上述采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定，根据具体使用的x射线荧光光谱仪的性能差异适当调整即可实现。在本申请一种优选的实施例中，x射线荧光光谱仪具有内置的标准品，从标准样品中选择以标样作为检查样品，进行无标样分析。具体地，x射线荧光光谱仪的系统中储存着仪器制造商测量标准样品的标准曲线库。在测量待测样品时，对待测样品进行全谱扫描，得到样品的信号强度，在标准曲线库里得到样品相应浓度。上述优选实施例中，内置的标准品可以是仪器自带的，也可以是操作者长期对不同垢样进行检测而积累的标准品。通过选择这些内置的标准品虽然对待测的垢样的含量检测准确度相对较低，但相对于现有技术中没有合适标准样品无法检测而言，具有能够定性和半定量检测的优势，以便于制定相应的除垢方法。为了进一步提高检测的相对准确性，在本申请一种优选的实施例中，采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量的步骤是在氦气的分析介质中进行的。将上述焙烧产物在氦气的分析介质中进行成分和含量分析，有助于避免其他杂质的干扰，提高检测的相对准确性。上述检测方法中，采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量的检测时，具体的上样量根据仪器的检测量程而定。本申请中，控制检测的焙烧产物为≤3g的粉状物。在另一种优选的实施例中，采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定时，采用扫描模式测量焙烧产物。采用扫描模式测量焙烧产物可自动寻峰，不受化学位移的影响，背景基于一个大范围扫描，不会受邻近重叠谱线的影响，并且当测量信号强度达到了某一限值，高压发生器的电流自动减低，以避免测量强度超过探测器的线性范围。为了进一步提高测定结果的准确性，在一种优选的实施例中，对焙烧产物的成分及含量进行测定得到测定结果的步骤包括：采用x射线荧光光谱仪对焙烧产物的成分及含量进行测定，得到初步结果；对初步结果进行核实校准，得到测定结果。根据具体样品的形态、样品中的已知成分以及已知成分的含量等，对初步结果进行核实，从而使得测定结果更准确。在本申请另一种优选的实施例中，对初步结果进行核实校准的步骤包括如下a至i中的任意一种或多种：a.根据初步结果中各成分的含量，核实x射线荧光光谱仪中所选择的评估模式是否为互动评估模式，若非互动评估模式，则更改为互动评估模式重新测定；b.核实所定义的垢样的特性是否为粉体，若不是，调整为粉体进行重新测定；c.检查最高谱线是否有重叠，若重叠，则选择无重叠的次高的谱线进行重新测定；d.检查kα谱线的强度是否超出探测器的线性范围，若超出探测器的线性范围，则选择kβ谱线重新测定；若kβ谱线的强度亦超出探测器的线性范围，则选择lα谱线重新测定；e.核实化合物的分子式是否准确，若不准确，则更改为准确的分子式后重新测定；f.若已知垢样中的某一成分已知，而初步结果中无相应的成分，则在初步结果中添加相应的成分后重新进行测定；g.若已知垢样中某一成分的含量，且与初步结果中相应成分的含量不一致，则将初步结果中的相应成分的含量更改为已知含量后重新进行测定；h.核实垢样中的各成分均被测量，确认均被测量后对测量结果进行归一处理；i.根据初步结果中各成分的浓度计算出理论康普顿线强度，将理论康普顿线强度与实际康普顿线强度进行比较，得到比值，并当比值为0.7～1.4时，则初步结果即为测定结果。下面介绍本申请的检测方法的详细步骤。x射线荧光分析：又称x射线次级发射光谱分析。本法利用原级x射线光子或其它微观粒子激发待测物质中的原子，使之产生次级的特征x射线(x光荧光)而进行物质成分分析和化学态研究的方法。x射线荧光分析的原理为：样品经过x射线照射后，由于每一种元素的原子能级结构都是特定的，它被激发后跃迁时放出的x射线的能量也是特定的，称之为特征x射线。通过测定特征x射线的能量，便可以确定相应元素的存在，而特征x射线的强弱，则代表该元素的含量。具体检测步骤及所用材料如图1所示。其中，1、天平(精度0.0001g)；2、坩埚；3、真空烘箱；4、干燥器；5、马弗炉；6、研钵；7、液体样品杯；8、x射线荧光光谱仪。方法操作过程如下：(1)首先取一定量的垢样，进行称重(精确至0.0001)，然后进行干燥，之后再次进行称重(精确至0.0001)，干燥前后的垢样质量的差值为垢样中水份的质量；然后将垢样进行焙烧，对焙烧后的垢样冷却后进行称重。(2)然后将样品研磨后进行x射线荧光光谱分析无标样分析。x射线荧光光谱仪配置如下：端窗rh靶金属陶瓷光管，光管头部低温设计；分析液体样品的氦气系统；两个探测器：1个流气计数器，1个闪烁计数器；分光晶体：xs-55,pethelif200；两种规格准直器0.23°和0.46°。x射线荧光光谱仪测量参数的确定：称取3g左右粉末状垢样，选择减压氦气条件，采用扫描模式测量样品，选择无标样分析。垢样分析后结果的评估步骤：(1)根据分析出来的各成分的含量，判断所选择的评估模式文件是否合适，对于换热器垢样一般选择互动定量评估模式。互动定量评估模式指进行无标样分析结果的互动评估，显示含量，互动评估指考虑元素间的吸收增强效应的评估方式。(2)检查所定义的样品的特性是否准确，如制样方法，样品尺寸等，不准及时调整。对于换热器垢样一般为粉体，若显示样品的特性不是粉体，则及时调整为粉体。(3)检查谱线是否有明显重叠，若重叠很严重，选择不重叠的谱线进行评估。通常选择谱线的顺序为由高灵敏线到低灵敏线，即若两种成分的kα线重叠部分超过半峰高时，则选择kβ线，若kα线和kβ线同时重叠严重则选择lα线。(4)检查谱线的强度是否超探测器的线性范围，要考虑更换谱线，选择次灵敏的谱线重新测量。(5)检查化合物的分子式是否准确，不准确及时进行更改。(6)定义已知的化合物的含量，若垢样中某些成分为已知(比如采用化学法测定过)，则可定义，可使评估结果更准确。(7)插入xrf(x射线荧光光谱法)未分析的化合物的分子式和含量，对于样品中已知含有而xrf未分析出化合物需插入，点击“定量”，选择“添加样品”。(8)判断是否可以归一。归一指的是当结果合量不为100％时，但确认样品中的所有化合物均被测量或定义时，对结果合量进行100％的处理。注意：只有确认样品中的所有化合物均被测量或定义时，才能对结果进行归一。一般默认合量在99.5％-100.5％之间时以进行归一。(9)检查康普顿线比率，即通过样品中各元素的浓度计算出理论康普顿线强度，将理论强度与实际强度进行比较，如果比率接近于1，说明本次无标样分析结果较准确。一多次试验结果表明，当比率在0.7-1.4之间时，测定结果与实际结果误差在允许的范围内，因而此情况下认为该比率比较接近1。下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。取一定量的垢样，进行称重，其质量为10.3564g，然后将称重后的垢样在110℃±2℃的真空干燥箱中烘干2小时，然后取出并放入干燥器中待其冷却，之后再进行称重，其质量为10.1035g，干燥后的垢样质量的差值为0.2529g，即垢样中水份的质量；将干燥后的垢样在900℃下进行焙烧，对焙烧后的垢样放入干燥器中冷却再进行称重，其质量为6.5307g，经样品研磨后，取3.0912g样品进行x射线荧光光谱分析。启动仪器自带工作软件，测量之前，将分析介质变为氦气检查仪器的各项参数，开机稳定后，启动无标样分析程序，从标准样品中选择以标样作为检查样品，进行无标样分析，分析结果见表1，通过表1得知测量值与标准值物显著差异，仪器可以直接用于分析。表1:标准样品的标准值与测量值对比物质名称标准值(％)测量值允许偏差sio271.4371.7±2.0na2o13.5214.3±1.0al2o30.950.879±0.15so30.610.538±0.06cl0.260.214±0.04k2o5.544.10±1.85cao4.804.30±1.00fe2o30.040.0320±0.0100sro1.991.75±0.40sb2o30.750.719±0.070再对换热器垢样进行分析，分析结果见表2。表2：垢样分析结果该分析结果的康普顿线比率为1.06，比率接近于1，说明本次无标样分析结果较准确。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：该换热器垢样的检测方法一方面可以在无标样的情况下分析换热设备垢样，而且可以在标准样品缺少的情况下分析七十几种元素，含量范围可以从痕量到100％，从而解决了现有技术中无标准样品而导致换热器垢样难以分析的问题。另一方面该检测方法也拓宽了x射线荧光光谱仪的应用范围，并且分析速度快，操作简单的特点，节约检测成本。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12