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文檔簡介
1、材料設備的腐蝕防護與保溫 21材料設備的腐蝕 22材料設備腐蝕防護技術 23設備的保溫121材料設備的腐蝕一、腐蝕的危害及影響因素二、金屬腐蝕原理三、金屬的腐蝕破壞形態(tài)四、非金屬材料的腐蝕2一、腐蝕的危害及影響因素1.腐蝕現(xiàn)象及危害設備和管材的結垢與腐蝕導致設備和管道的報廢;維護費用增加;腐蝕產物進入水中,使水質下降。水工程中大型設備采用鋼絲繩或拉鏈會產生磨損、斷線、銹蝕,導致事故。如,沉淀池中的刮泥機上的鋼絲繩腐蝕斷裂,直接影響排泥效果,導致沉淀池出水惡化。2.影響因素3鍍鋅鋼管的腐蝕4腐蝕的影響因素化學因素環(huán)境的pH溶解鹽Cl,SO4溶解氣體CO2促進腐蝕O2,H2S,Cl2促進酸性侵蝕。
2、懸浮物微生物物理因素溫度水的流速高流速促進磨損腐蝕材料的表面狀況5二、金屬腐蝕原理(一)金屬的化學腐蝕1、金屬氧化2、鋼鐵的氣體腐蝕(二)金屬的電化學腐蝕1、電化學腐蝕原理2、極化現(xiàn)象3、去極化作用4、金屬的鈍化6 1、金屬氧化氧化條件在一定溫度下,金屬氧化物的分解壓氧氣的分壓(0.022MPa)時,金屬可能被空氣中氧氣氧化。氧化膜的作用金屬氧化后在表面形成一層氧化物固相膜,保護金屬防止繼續(xù)氧化。氧化膜厚度與溫度有關(見表2.1)溫度越高,氧化膜越厚保護性氧化膜的條件1)金屬表面的氧化膜致密完整,2)氧化膜具有一定強度和塑性;3)氧化膜穩(wěn)定,不易脫落。高溫氧化的危害72、鋼鐵的氣體腐蝕氣體腐蝕
3、類型1)脫碳2)氫蝕3)鑄鐵腫脹預防方法1)合金化加入合金元素鉻、鋁、硅可以抗氧化;2)改善介質3)保護性覆蓋表面噴涂表面滲鍍8脫碳脫碳現(xiàn)象:鋼中的滲碳體Fe3C與O2、H2、CO2和水反應,使?jié)B碳體減少的現(xiàn)象。脫碳作用的危害:滲碳體減少會降低材料表層硬度和強度,使綜合力學性能下降;降低材料的使用壽命。防止脫碳的措施:增加氣體介質中CO,CH4的含量;鋼中加入合金元素鋁、鎢。9氫蝕氫蝕:溫度200300,壓力30.4MPa時,氫氣使鋼產生劇烈脆化的現(xiàn)象。防止氫蝕的方法:降低鋼中含碳量,減少脫碳過程;加入鉻、鈦等合金元素形成穩(wěn)定的碳化物10高溫氧化在200-300 時,鋼鐵表面形成氧化膜,溫度升
4、高,氧化膜厚度增加。溫度570 形成的氧化膜( Fe2O3 ,F(xiàn)e3O4)致密,使氧化速度降低;溫度 570 ,氧化膜內形成疏松的FeO,表面產生易脫落的疏松氧化皮。11鑄鐵腫脹鑄鐵腫脹是一種晶間氣體腐蝕現(xiàn)象。氣體滲入鑄鐵內部,發(fā)生氧化作用,產生氧化物使鑄鐵腫脹,強度降低。防止方法:在鑄鐵中加入5%-10%Si,形成SiO2保護膜,阻止氧氣的滲入。12(二)金屬的電化學腐蝕1、電化學腐蝕原理2、極化現(xiàn)象極化作用可以使金屬腐蝕速度減緩3、去極化作用氫去極化腐蝕氧去極化腐蝕去極化作用會加速金屬的腐蝕4、金屬的鈍化金屬的鈍化可提高金屬的耐蝕性131、電化學腐蝕原理1)電化學腐蝕定義:金屬在電解質中發(fā)
5、生氧化還原反應后,產生腐蝕現(xiàn)象2)腐蝕原電池原理:腐蝕原電池構成示意圖組成:陽極、陰極、導體介質由于金屬表面電極電位不同,金屬在電解質溶液中形成腐蝕原電池;腐蝕原電池包括四個過程陽極反應、陰極反應、電子流動、離子傳遞如果阻止電化學反應中的某一個環(huán)節(jié),可阻止腐蝕的進行。14腐蝕原電池示意圖金屬產生原電池的可能性基體與雜質中金屬的電極電位不同;鐵、鋁、鋅電極電位金、銀、銅、鉛、汞組織結構不同;鐵素體電極電位滲碳體物理狀態(tài)不均勻,如受力不同;高應力區(qū)電極電位低應力區(qū);溫度高的部位電極電位溫度低的部位表面氧化膜不完整;無保護膜區(qū)域電極電位有保護膜區(qū)域電極電位較低的金屬形成陽極不斷溶解,產生腐蝕,陽極上
6、多余的電子由金屬內部流向電極電位較高的陰極電極電位較高的金屬形成陰極151、電化學腐蝕原理3)E-pH圖表示金屬與水的電化學反應和 化學反應平衡關系圖可判斷金屬在溶液中的腐蝕傾向、 腐蝕產物、防腐的途徑采用陰極保護,將EFe降至非腐蝕區(qū)采用陽極保護,將EFe升至鈍化區(qū)在溶液中加陽極型緩蝕劑調節(jié)溶液pH值為813,進入鈍化區(qū)162、極化現(xiàn)象定義:指原電池由于電流通過,使陰極和 陽極電位偏離起始電位值產生過電位的現(xiàn)象。極化的結果:極化使陽極電位升高,使陰極電位下降,使兩電極的電位差減小 導致金屬腐蝕速度降低。極化類型:活化極化 濃差極化 電阻極化總之,產生極化作用具有防止腐蝕作用;是控制金屬電化學
7、腐蝕速度的一個重要因素。17陽極活化極化是電子的傳導過程快于陽極表面的電化學反應過程,從而使得電極上出現(xiàn)過剩的正電荷,從而使電位向正方向移動。 濃差極化:在電解過程中,電極附近某離子濃度由于電極反應而發(fā)生變化,本體溶液中離子擴散的速度又趕不上彌補這個變化,就導致電極附近溶液的濃度與本體溶液間有一個濃度梯度,這種濃度差別引起的電極電勢的改變稱為濃差極化. 184、金屬的鈍化定義:金屬與介質作用后,失去化學活性, 使金屬更穩(wěn)定的現(xiàn)象鈍化劑:使金屬發(fā)生鈍化的物質 HNO3,NO3-, O2,重鉻酸鉀、 高錳酸鉀氧化劑等鈍化機理:成相膜理論、吸附理論總之,金屬的鈍化可提高金屬的耐蝕性19去極化作用去除
8、極化會促進陽極和陰極過程進行,即去極化會加速腐蝕進行。腐蝕體系中,陽極的去極化不易發(fā)生,而常會發(fā)生陰極的去極化作用。電化學腐蝕的陰極過程是溶液中各種氧化劑(去極化劑)在腐蝕電池陰極上被還原的過程,也稱陰極去極化作用。水處理中常見的去極化劑有O2,H2S,CO2等常見(最重要)的陰極去極化過程有2個:氫離子的還原和氧分子的還原。20氫去極化腐蝕定義:金屬在腐蝕介質中,以氫離子的還原反應為陰 極 過程的腐蝕,稱氫去極化腐蝕,簡稱析氫腐蝕 去極化劑是氫離子,腐蝕產物是氫氣。析氫腐蝕是常見的危害性較大的一類腐蝕。析氫腐蝕的條件:非氧化性酸(鹽酸、稀硫酸、稀硝酸)溶液金屬的電極電位氫的電極電位根據(jù)能斯特
9、方程計算氫電極電位: 21析氫腐蝕的條件氫去極化過程的4個步驟:當以上步驟中有一個步驟進行得較慢,整個氫去極化過程將受阻,不能發(fā)生析氫過程。所以,氫的實際析出電位EH要比平衡電位EeH更負22例題利用能斯特方程和金屬材料的電極電位判斷金屬Zn、Cu材料在某溶液pH=5條件下,是否會發(fā)生氫去極化腐蝕解:1.由金屬電極電位表得知:EZn= -0.763V ECu=0.337V2.用能斯特方程計算pH=5時氫的平衡電位3.比較電極電位,判斷腐蝕的可能性:23析氫腐蝕的影響因素:金屬材料的性狀材料與表面狀態(tài)不同,氫過電位值不同。氫過電位值低,加速腐蝕。溶液的pH值pH值低,H離子濃度高, EH升高,加
10、速金屬腐蝕陰極區(qū)的面積陰極區(qū)面積增大,氫過電位小,陰極極化率降低,析氫加速,腐蝕速度加快;溫度溫度升高,氫過電位減小,陰陽兩極電極反應加快,腐蝕速度加快。24氧去極化腐蝕定義:在中性和堿性溶液中,金屬腐蝕過程的陰極反 應是溶液中的氧分子被還原反應,又稱吸氧腐蝕吸氧腐蝕的條件:金屬電極電位氧的電極電位與析氫腐蝕相比,氧去極化腐蝕比氫去極化腐蝕更為普遍。影響氧去極化腐蝕的因素:陽極材料的電極電位溶解氧的濃度溶液的流速溶液中鹽的濃度溫度25三、金屬的腐蝕破壞形態(tài)1、全面腐蝕2、局部腐蝕3、應力作用下的腐蝕類型4、微生物腐蝕261、全面腐蝕特征:腐蝕分布在整個金屬材料的表面腐蝕機理:屬電化學腐蝕過程。
11、腐蝕電池的陰極和 陽積微小,各點電勢隨時變化,陰極與陽極變動,使整個金屬表面都受腐蝕。預防措施:設計時預留足夠的腐蝕裕量采用保護性覆蓋層使用緩蝕劑電化學保護272、局部腐蝕指腐蝕集中在金屬表面的某些部位。(1)局部腐蝕特征(2)局部腐蝕類型28(1)局部腐蝕特征:存在可辨的腐蝕電池陰極區(qū)和陽極區(qū)陽極區(qū)面積?。鸭y、裂縫),陰極區(qū)面積大電化學反應具有自催化性,局部腐蝕持續(xù)加速進行。29(2)局部腐蝕類型1)電偶腐蝕:2)小孔腐蝕:易鈍化的金屬在含Cl-介質中會發(fā)生 孔蝕現(xiàn)象3)縫隙腐蝕:介質在材料內的縫隙中滯留,引起縫隙內金屬加速腐蝕的現(xiàn)象。4)晶間腐蝕:5)選擇性腐蝕:301)電偶腐蝕:定義:
12、兩種電極電位不同金屬在同一介質中,電極電位低的金屬腐蝕加快的現(xiàn)象,又稱雙金屬腐蝕或接觸腐蝕。易產生電偶的材料組合有黃銅純銅、銅鋁、碳鋼不銹鋼電偶腐蝕事例預防電偶腐蝕方法: 正確選材,避免異種金屬接觸(參考電偶序) (電位差50mv);消除面積效應;避免大陰極,小陽極;添加緩蝕劑和絕緣性保護層,絕緣材料墊圈利用電偶腐蝕原理減緩某些材料的腐蝕31分析電偶腐蝕影響的重要手段1.采用電偶序判斷將各種金屬和合金在某種環(huán)境中的腐蝕電位測量出來,并按大小排列,就得到所謂“電偶序”。蒙乃爾合金的電位比碳鋼的電位正得多(相差057V),將它們組合在一起,碳鋼作為腐蝕電池的陽極就可能發(fā)生加速腐蝕破2.電偶腐蝕效應
13、在電偶對中陽極金屬的腐蝕速度與它孤立存在時的腐蝕速度(有時稱為自腐蝕速度)的比值叫做電偶腐蝕效應。電偶腐蝕效應愈大,陽極金屬遭受的電偶腐蝕愈嚴重。 32電偶腐蝕事例1一個海洋生物學家小組進行貽貝試驗,將12個裝貽貝的籠子用鋼絲繩懸掛在燈船下面。籠子放人海洋中選定的位置,經過了幾個星期,科學家們回來時發(fā)現(xiàn)只有繩子懸在那里,籠子已掉到海底。固定籠子的方法存在問題:將鋼絲繩穿過一個孔洞,再將末端折轉過來,做成一個圈,再用鋁絲綁扎起來。結果鋁發(fā)生電偶腐蝕,當鋁絲溶斷,穿過孔洞的鋼絲繩圈脫開,籠子就丟失了。 33電偶腐蝕事例2用蒙乃爾合金(Monel,Ni70Cu30)制造船殼,連接船殼的鉚釘則是用碳鋼
14、制造的。很短時間內由于鋼鉚釘嚴重腐蝕,游艇就不能航行了。產生電偶腐蝕腐蝕原因:蒙乃爾合金中銅為陰極,面積大,碳鋼制造的鉚釘是陽極,面積小,易發(fā)生腐蝕34電偶腐蝕事例360年代初,美國破冰船殼上的焊縫很快腐蝕,比船殼鋼板腐蝕更嚴重。腐蝕原因電偶腐蝕焊接金屬對船殼是陽極。船殼的涂層系統(tǒng)被冰擦傷,陰極保護系統(tǒng)的陽極也被冰刮落,失去了保護作用。所以,產生大陰極(船殼鋼板),小陽極(金屬焊縫)布局,加速電偶腐蝕。所以在選擇焊接金屬時一個基本準則是:焊縫相對于母材應是陰極性的。35石墨-金屬材料的電偶腐蝕 導電的非金屬材料制品(如石墨)與金屬接觸也會導致金屬發(fā)生電偶腐蝕腐蝕原理:石墨的電位比許多金屬的電位
15、都高(常做陰極)不銹鋼、銅合金、鎳合金的閥桿、泵軸、法蘭與含石墨的填料、墊片、潤滑油接觸,石墨與金屬材料在酸堿鹽等電解質溶液中就可能產生嚴重的電偶腐蝕。36利用電偶腐蝕達到腐蝕控制的目的 對某些設備來說,可以利用電偶腐蝕達到腐蝕控制的目的。例1輸送海水的不銹鋼泵葉輪,在停運期間易發(fā)生縫隙腐蝕,用鎳鑄鐵泵殼可以保護不銹鋼葉輪;例2水加熱器用青銅作管束,碳鋼制作花板對銅管束起保護作用。減緩腐蝕分析在這種組合中,鑄鐵泵殼和碳鋼花板在電偶對中為陽極,其腐蝕加速;而不銹鋼葉輪和青銅管束作為陰極,腐蝕受到抑制,即受到陰極保護作用。這實質上是犧牲陽極保護的應用。因為泵殼和花板可以做得較厚,仍可滿足使用壽命的
16、要求。 372)小孔腐蝕(孔蝕、點蝕):特點:腐蝕孔小而深孔蝕過程孔蝕核-孔蝕源-孔蝕深挖腐蝕機理:閉塞電池小孔腐蝕示意圖影響因素與控制:合金成分與組成:高鉻鋼耐孔蝕介質組成:Cl-促進腐蝕;提高pH可減緩孔蝕加緩蝕劑采用陰極保護383)縫隙腐蝕:縫隙腐蝕示意圖縫隙腐蝕與小孔腐蝕的區(qū)別腐蝕的初始階段不同小孔腐蝕:自掘孔縫隙腐蝕:原有縫腐蝕形成的場所不同小孔腐蝕:個別材料縫隙腐蝕:所有材料腐蝕的形態(tài)不同小孔腐蝕:孔深窄縫隙腐蝕:蝕坑淺、大394)晶間腐蝕:晶粒表面和內部間化學成分的差異以及晶界雜質或內應力的存在,材料微觀組織電化學性質不均勻引起的局部腐蝕現(xiàn)象危害:破壞晶粒間的結合,大大降低金屬的
17、機械強度。 導致材料喪失強度。腐蝕實例:晶間腐蝕的不銹鋼,表面看起來還很光亮,但經不起輕輕敲擊便破碎成細粒。 黃銅、不銹鋼、鎳基合金、鋁合金、鎂合金等屬晶間腐蝕敏感性高的材料。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕:在受熱情況下使用或焊接過程都會造成晶間腐蝕的問題。 405)選擇性腐蝕:多元合金在電解質溶液中構成腐蝕電池,電位較低的為陽極,先被溶解的現(xiàn)象。由于腐蝕后剩下已優(yōu)先除去某種合金組分的組織結構,所以也常稱為去合金化。去合金化后材料總的尺寸變化不大,但金屬已失去了強度,因而易于發(fā)生危險事故。選擇性腐蝕實例:黃銅脫鋅灰鑄鐵石墨化腐蝕現(xiàn)象鑄鐵因腐蝕而發(fā)生鐵素體的溶解,以及碳化物和石墨在表面上富集是這類腐蝕現(xiàn)象
18、。41黃銅脫鋅其表現(xiàn)形式兩種:均勻的層狀脫鋅合金表面層變?yōu)榱W性能脆弱的銅層,強度下降;不均勻的帶狀或栓狀脫鋅脫鋅的腐蝕產物為喪失強度的疏松多孔的銅殘渣,容易早期穿孔,危害性更大。簡單黃銅(銅和鋅的二元合金)多見層狀脫鋅;腐蝕性強的介質如弱酸、弱堿或海水易發(fā)生層狀脫鋅耐腐蝕性的復雜黃銅(銅和鋅再加其他組分的多元合金)則多見栓狀脫鋅。腐蝕性弱的介質,如河水容易發(fā)生栓狀脫鋅。在黃銅中加砷(加砷量0.020.06)可防止黃銅脫鋅。 423、應力作用下的腐蝕類型1)應力腐蝕開裂2)腐蝕疲勞:3)磨損腐蝕4)摩振腐蝕431)應力腐蝕開裂定義:材料在靜應力和腐蝕介質共同作用下發(fā)生的脆性開裂破壞的現(xiàn)象,簡稱
19、應力腐蝕。應力腐蝕的3個必要條件:敏感的合金、特定的介質、一定的靜應力(拉應力)應力腐蝕體系:指產生應力腐蝕的材料與敏感介質的組合關系(P60 表23)黃銅-氨:氨介質中應避免使用銅合金應力腐蝕機理:陽極溶解機理、氫脆機理44防止應力腐蝕措施:選材時應考慮介質情況,避免構成應力腐蝕體系低碳鋼/低合金結構鋼-NaOH:強堿介質中不能使用低碳鋼改善環(huán)境體系,加緩蝕劑電化學保護,外加電流極化保護注意:對氫脆敏感材料不能采取陰極保護!452)腐蝕疲勞腐蝕介質和交變應力協(xié)同作用所引起的材料破壞現(xiàn)象。危害:在腐蝕疲勞部位出現(xiàn)腐蝕紋,逐漸發(fā)展為穿晶開裂。463)磨損腐蝕湍流腐蝕侵蝕空泡腐蝕氣蝕由于高壓水泵葉
20、輪工作時,在前緣低壓形成氣泡,進入后緣高壓區(qū)氣泡破滅,瞬間產生140MPa以上的壓力,破壞金屬表面的保護膜,使金屬產生腐蝕。防止氣蝕措施:合理選材:青銅,鈦合金,不銹鋼加涂保護層474、微生物腐蝕由于介質中存在微生物使金屬腐蝕速度加快的現(xiàn)象腐蝕的原因:代謝產物具有腐蝕作用改變環(huán)境條件:影響電極極化過程破壞保護層或緩蝕劑的穩(wěn)定性48四、非金屬材料的腐蝕非金屬無機材料的腐蝕原理:硅酸鹽中的SiO2在堿、氫氟酸、高溫磷酸作用,形成可溶性的物質,產生腐蝕作用。有機非金屬材料的腐蝕49有機材料的腐蝕原理物理腐蝕:高分子材料在介質中溶解的現(xiàn)象化學腐蝕:高分子中極性基團與特定的介質發(fā)生化學反應,改變材料的性
21、能,造成老化或裂解的現(xiàn)象。微生物腐蝕:不含増塑劑的塑料具有較好的抗微生物腐蝕的能力。應力腐蝕:高分子材料在受力狀態(tài)下,發(fā)生的物理或化學腐蝕,材料產生裂紋直至斷裂的現(xiàn)象。50有機非金屬材料的腐蝕物理腐蝕高分子材料在介質中溶解溶解過程:溶脹階段、溶解階段防止物理性腐蝕應合理選擇材料選擇材料原則極性原則:非極性高分子材料不易溶于極性溶劑, 極性高分子材料不易溶于非極性溶劑溶解度參數(shù)原則:描述溶劑分子或高分子鏈間作用力大小的參數(shù)51有機非金屬材料的腐蝕化學腐蝕:高分子中極性基團與特定的介質發(fā)生化學反 應,改變材料的性能,造成老化或裂解的現(xiàn)象。水解反應高分子中的醚鍵、酯鍵、酰胺鍵等極性鍵與水發(fā)生作用,使
22、之降解。高分子材料在酸堿作用下易發(fā)生水解反應氧化反應聚烴類高分子材料中存在雙鍵、支鏈等受光輻 射與氧分子發(fā)生氧化降解取代反應高分子中某些基團在光作用下與氯發(fā)生取代反應交聯(lián)反應使材料硬化變脆5222材料設備腐蝕防護技術一、腐蝕防護設計內容二、防腐措施1、設備的電化學保護2、設備環(huán)境介質的控制3、其它防腐措施三、給排水設備常用防腐措施53三、給排水設備常用防腐措施1.管道外防腐2.管道內防腐水泥砂漿襯里3.管道電化學保護4.水下設備防腐5.金屬器壁腐蝕的處理方法541.管道外防腐石油瀝青防腐環(huán)氧煤瀝青防腐聚乙烯防腐聚乙烯膠帶防腐聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料防腐55石油瀝青防腐優(yōu)點:價格低,施工工藝成熟;
23、應用廣泛。缺點:吸水率大,易受細菌侵蝕,使用壽命短。適用場合:室內外管道、埋地長輸碳素鋼及低合金鋼的管道防腐工程。56環(huán)氧煤瀝青防腐優(yōu)點:耐水性防腐性較好,吸水率小,不易受細菌侵蝕,使用壽命較長。適用場合:適用于輸送介質溫度低于110的埋地輸水、氣、油的鋼質管道的外壁防腐工程。57聚乙烯防腐對埋地鋼管采用擠出法包覆聚乙烯防腐層技術,簡稱包覆管。適用場合:輸送介質的溫度范圍高密度聚乙烯包覆管小于80;低密度聚乙烯包覆管小于60。58聚乙烯膠帶防腐適用場合:鋼質管道的外壁防腐工程;其他防腐層的補口、補傷作業(yè)。59聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料防腐適用場合:埋地鋼管輸送介質溫度小于100 時,防腐保溫層采用
24、聚乙烯和聚氨酯泡沫復合結構聚乙烯塑料保護層,具有防腐作用;硬質聚氨酯泡沫塑料保溫層,具有保溫作用。602.水泥砂漿襯里適用場合:生活飲用水和常溫工業(yè)用水的輸水鑄鐵管、儲水罐的內壁防腐。水泥砂漿襯里工藝風送法、離心法、噴涂法水泥砂漿襯里原料:水泥:425號以上的礦渣硅酸鹽水泥。砂子:含泥量小于2%,粒徑小于1.52mm水:清水613.管道電化學保護陰極保護外加電流法犧牲陽極法624.水下設備防腐常用表面處理方法:處理方法應 用 場合鍍鋅鋼管、緊固件、彈簧氧化緊固件、彈簧氮化齒輪、軸滲鉻軸、緊固件塑料噴涂無摩擦的零件金屬噴涂軸63給排水工程中水下設備防腐措施1)鋼絲繩和拉鏈的防腐措施2)水下軸承的
25、防腐措施3)攪拌設備的防腐措施4)曝氣轉刷的防腐措施641)鋼絲繩和拉鏈的防腐措施加強日常防腐保養(yǎng)及時清除表面污泥,定期涂油;定期檢查鋼絲繩的內部腐蝕情況:用磁力探傷等方法測定鋼絲內部腐蝕情況。652)水下軸承的防腐措施水下軸承的種類滑動軸承滾動軸承工程軸承防腐措施采用合理的密封措施663)攪拌設備的防腐措施采用防腐材料:腐蝕性大的環(huán)境,采用環(huán)氧玻璃鋼,化工搪瓷,橡膠防腐;采用涂裝方式防腐時應滿足:涂裝前,應嚴格除銹;用于給水工程的涂料采用“食品工業(yè)采用防霉無毒環(huán)氧涂料”用于排水工程時,涂刷環(huán)氧底漆及環(huán)氧面漆。水下攪拌設備漆膜厚度200-250m水上攪拌設備漆膜厚度150-200m674)曝氣
26、轉刷的防腐措施空心軸涂環(huán)氧瀝青或包裹一層氯丁橡膠刷片采用不銹鋼或塑料685.金屬器壁腐蝕的處理方法1)輕微腐蝕2)單個腐蝕蝕坑3)局部腐蝕缺陷4)全面均勻腐蝕5)晶間腐蝕691)輕微腐蝕以下輕微腐蝕現(xiàn)象可暫不處理面積大的麻點腐蝕,但無裂紋;分散腐蝕坑點,深度小于計算壁厚的一半;分散的點蝕區(qū)域內,無嚴重的鏈狀點蝕。702)腐蝕蝕坑單個蝕坑(40mm)腐蝕缺陷,處理方法淺坑可不予處理;打磨處理,打磨后的強度應滿足要求;打磨后的強度若不滿足要求,應用堆焊處理。幾個較大蝕坑采用打磨或堆焊處理713)局部腐蝕缺陷腐蝕面積大,腐蝕深度不影響材料的強度要求時,可采用金屬噴涂處理。724)全面均勻腐蝕全面均勻
27、腐蝕危險性較小,一般只做防腐措施,不做其他處理。735)晶間腐蝕晶間腐蝕造成危險最大。主要采用預防措施;一旦發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕,設備應整體更換。74腐蝕裕量腐蝕裕量是指由于鋼板在使用壽命中可能受到腐蝕,因此在設計制造中預先增加一些厚度,以保證在使用壽命內安全使用。 金屬的腐蝕速度,單位(g/m2h)75一、腐蝕防護設計內容1 腐蝕結構設計構件形狀盡量簡單合理防止電偶腐蝕防止縫隙腐蝕防止湍流腐蝕避免應力過分集中設備和構筑物位置合理2 防蝕強度設計3 采用防蝕措施設計76構件形狀盡量簡單合理避免殘留液沉積腐蝕設備底部與出口管的布置圖77防止電偶腐蝕應采用大陽極,小陰極的連接方式78防止縫隙腐蝕部件連接盡
28、量少接縫79防止湍流腐蝕設計時避免湍流和渦流。水流急劇變化處設導流板 管線設計避免直角彎曲,轉彎半徑至少是管徑的3倍。80防蝕強度設計考慮腐蝕裕量局部腐蝕強度材料的腐蝕強度特性變化811、設備的電化學保護陰極保護定義:使金屬設備發(fā)生陰極極化,減小或防止金屬腐蝕的方法。方法一:外加電流的陰極保護方法二:犧牲陽極的陰極保護陰極保護時的注意事項:陽極保護82方法一:外加電流的陰極保護金屬設備與直流電源負極相連接,進行陰極極化的方法。圖212優(yōu)點:極化電流與電壓可調, 用于 要求大保護電流的條件使用缺點:1、需配置直流電源設備2、需要一定操作和維護費用3、對附近的其他金屬設備可 能產生干擾83方法二:
29、犧牲陽極的陰極保護在金屬設備上安裝一個比設備金屬材料電位更低的金屬充當陽極,金屬設備為陰極。圖213優(yōu)點:無外加電流、對其他 設備無干擾、管理方便安全。缺點:不能調節(jié)電流和電壓大小,外加的陽極金屬消耗大,應定期更換適合用于需要保護電流小的場合使用84陰極保護時的注意事項:介質必須是能導電的電解質溶液鈍化的金屬不宜采用陰極保護結構復雜的金屬設備不宜采用陰極保護氫脆敏感性材料的設備不宜采用陰極保護85陽極保護定義:將金屬設備與外加直流電的正極連接,進行陽極極化,提高金屬設備的電極電位,使金屬由活化態(tài)轉入鈍化態(tài)陽極極化示意圖 圖214適用條件用于當提高電位時,金屬 設備在所處的介質中有鈍化 行為的金
30、屬介質體系。利用E-pH圖判斷金屬是否 可以進行陽極極化處理86E-pH圖87陽極保護注意事項:介質溶液:活性陰離子(Cl-)含量高的介質中,不宜采用陽極保護,否則易造成孔蝕。設備結構:結構復雜的設備極化時易產生遮蔽效應,當陽極、陰極布置不合理,鈍化不均勻,某些部位發(fā)生活化態(tài),使腐蝕加重。88陰極保護與陽極保護的比較(自學)相同點:同屬于電化學保護,被保護金屬處于電解質溶液中不同點:適用的金屬材料種類;影響極化保護效果的因素極化時電位偏移對極化的影響在強氧化性介質中的極化效果極化時的析氫反應對材料的影響經濟費用和工程管理892、設備環(huán)境介質的控制改變介質腐蝕途徑方法一:控制介質中有害成分去除介
31、質中氧氣方法加熱法、化學法控制介質中pH降低氣體中濕度方法二:使用緩蝕劑添加少量化學物質降低介質的腐蝕性90緩蝕劑防腐法緩蝕劑能阻止或減緩金屬在腐蝕性介質中腐蝕速度的化學物質分類按化學組成無機緩蝕劑(硝酸鹽、等) 有機緩蝕劑(醛類、胺類等) 聚合物類緩蝕劑根據(jù)緩蝕劑對電化學腐蝕的控制部位分類 陽極緩蝕劑(硅酸鈉、鉻酸鹽) 陰極緩蝕劑(鋅鹽、聚磷酸鹽) 混合型緩蝕劑(生物堿、瓊脂等)根據(jù)生成保護膜的類型分類 氧化膜型緩蝕劑 沉積膜型緩蝕劑 吸附膜型緩蝕劑 91按化學組成分類無機緩蝕劑 主要包括鉻酸鹽、亞硝酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、聚磷酸鹽、鋅鹽等。 有機緩蝕劑 主要包括膦酸(鹽)、膦羧酸、琉
32、基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木質素等一些含氮氧化合物的雜環(huán)化合物。 聚合物類緩蝕劑主要包括聚乙烯類,聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化學物。 92陽極型緩蝕劑陽極型緩蝕劑種類無機強氧化劑,如鉻酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、亞硝酸鹽、硼酸鹽等。作用緩蝕劑在金屬表面陽極區(qū)與金屬離子作用,生成氧化物或氫氧化物氧化膜覆蓋在陽極上形成保護膜;抑制了金屬向水中溶解;陽極反應被控制,陽極被鈍化。硅酸鹽也可歸到此類,它也是通過抑制腐蝕反應的陽極過程來達到緩蝕目的的。 陽極型緩蝕劑要求有較高的濃度,保證全部陽極都被鈍化,一旦劑量不足,將在未被鈍化的部位造成點蝕。93陰極型緩蝕劑抑制電化學陰極反應的化學藥劑,稱為陰極
33、型緩蝕劑。種類 鋅的碳酸鹽、磷酸鹽和氫氧化物,鈣的碳酸鹽和磷酸鹽為陰極型緩蝕劑。作用陰極型緩蝕劑能與金屬表面的陰極區(qū)反應,其反應產物在陰極沉積成膜,隨著膜的增厚,陰極釋放電子的反應被阻擋。在實際應用中,由于鈣離子、碳酸根離子和氫氧根離子在水中是天然存在的,所以只需向水中加入可溶性鋅鹽或可溶性磷酸鹽。94混合型緩蝕劑某些含氮、含硫或羥基的、具有表面活性的有機緩蝕劑,其分子中有兩種性質相反的極性基團,能吸附在清潔的金屬表面形成單分子膜,它們既能在陽極成膜,也能在陰極成膜。種類巰基苯并噻唑、苯并三唑、十六烷胺等作用阻止水與水中溶解氧向金屬表面擴散,起緩蝕作用,95陽極型緩蝕劑作用陽極型緩蝕劑多為無機
34、強氧化劑如鉻酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽。釩酸鹽、亞硝酸鹽、硼酸鹽等。作用在金屬表面陽極區(qū)與金屬離子作用,生成氧化物或氫氧化物氧化膜覆蓋在陽極上形成保護膜。如有機硅耐高溫漆,抑制了金屬向水中溶解。陽極反應被控制,陽極被鈍化。 96緩蝕機理吸附理論:緩蝕劑的極性基團定向吸附在金屬表面形成連續(xù)的吸附層成膜理論:緩蝕劑分子與金屬或腐蝕性介質發(fā)生化學反應,形成保護膜電極過程抑制理論:緩蝕劑能抑制腐蝕電池的陰極過程或陽極過程 97使用緩蝕劑注意事項1. 緩蝕劑的作用與金屬種類,介質種類有關;飲用水應為無毒的緩蝕劑2.不同緩蝕劑的使用濃度不同;由于緩蝕劑的緩蝕機理在于成膜,故迅速在金屬表面上形成一層密而實的膜,乃獲得緩蝕成功之關鍵。為了迅速成膜,水中緩蝕劑的濃度應該足夠高,等膜形成后,再降至只對膜的破損起修補作用的濃度;3. 溫度與pH影響緩蝕效果;溫度高,不利于防腐作用。4. 為了膜密實,金屬表面應十分清潔;成膜前對金屬表面進行化學清洗除油、除污和除垢,是必
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