化工设备材料及其选择化工设备腐蚀与防腐以及选择

化工设备材料及其选择化工设备腐蚀与防腐以及选择化工设备材料及其选择化工设备腐蚀与防腐以及选择 第六节化工设备的腐蚀及防腐措施一 金属的腐蚀1 化学腐蚀 金属遇到干燥气体或非电解质溶液发生的腐蚀 1 蚀金属表面 特点腐产物在2 腐蚀过程中无电流产生 腐蚀产物特性1 致密而稳定 与金属结合牢固 钝化膜钝化膜 钝化作用 2 不稳定 与金属结合不牢固 脱落 活化作用 1 金属的高温氧化及脱碳 金属在高温下的气体腐蚀 解决方法冶炼时加入铬 硅或铝 不起皮钢脱碳反应Fe3C O2 3Fe CO2Fe3C CO2 3Fe CO 温度 700 时 脱碳作用 Fe3C CO23Fe COFe3C H2O 3Fe CO H2力学性能下降 2 氢腐蚀铁碳合金发生氢腐蚀的开始温度和压力压力 MPa温度 压力 MPa温度 3 0 0 0 310300280304022021010 20270 24040 60210 xx0 30230 22060 80200 190第一阶段氢脆 以原子状态侵入钢材内部 聚集 使钢变脆 与氢在钢中的溶解度成正比 第二阶段氢侵蚀 发生化学反应Fe3C 2H2 3Fe CH4危害1 甲烷在晶界聚集 成为裂纹 源 2 甲烷在钢材表面鼓泡 降低力学性能 3 渗碳体还原为铁 素体 体积减小 产生组织应力 促进裂纹扩展 又提供氢和甲烷聚集条件 加重氢侵蚀 钢材组织成为网格 2 电化学腐蚀 金属与电解液接触发生电化学反映 三个环节发生电化学腐蚀必备条件1 同一金属中有不同电位的组织 成分或存在不同电位的金属 2 阳极和阴极互相连接 3 阳极和 阴极同处在连通的电解液中 晶间腐蚀和应力腐蚀 均属于电化学腐蚀 1 晶间腐蚀腐蚀性介质沿晶粒间渗入金属深处 腐蚀破坏金属晶粒 间的结合力 使之强度和塑性完全丧失 内部瓦解 作用 不锈钢有晶间腐蚀可能在450 850 之间 生成 Cr Fe 23C6 沿 晶界析出 晶界成为贫铬带 在电化学行为中 贫铬带成为阳极 晶粒成为阴极 形成微电池 解决办法1 钢中加入Ti和Nb元素 2 减少不锈钢中的碳含量 2 应力腐蚀亦称腐蚀开裂 金属在腐蚀性介质和拉应力共同作用下产生的破坏形式 腐蚀断裂过程分三个阶段1 孕育阶段 机械裂纹 2 裂纹扩展 裂纹尖端为高度应力集中区 出现微电池 3 破坏阶段 裂纹扩展应力腐蚀二 金属腐蚀的评定方法1 质 重 量变化评定 法 试验测定 单位表面 单位时间腐蚀引起的质 重 量变化量 2 腐蚀深度评定法 用每年金属厚度的减少量表示腐蚀速度 三 金属腐蚀破坏的形式危险性较小 壁厚有保证即可 危险性较大 隐蔽 穿孔泄漏 局部应力过大 四 金属设备的防腐措施1 衬覆保护层1 金属保护层 电镀 喷镀 衬里等 2 非金属保护层 非金属衬里 瓷砖 石墨板 水玻璃胶泥 防腐涂料 防腐漆 环氧树脂等 2 电化学保护1 阳极保护 被保护设备接直流电源阳极 生成 钝化膜 2 阴极保护 牺牲阳极保护 3 添加缓蚀剂 腐蚀性介质中加入少量缓蚀剂 降低或停止腐蚀作用 注意 1 不影响产品 介质 质量 2 符合性 3 种类和用量 要经试验确定 第七节 化工设备材料的选择要考虑 设备的操作条件 压力 温度 介质特性 操作特点 材料的使用性能 力学性能 物理性能 化学性能 加工工艺性能 焊接性能 热处理性能 冷弯性能及其他冷热加工性能 经济合理 性及设备结构 材料价格 制造费用和使用寿命 选材一般原则1 压力容器用钢材应符合GB150 1998 钢制压力容器 的要求 设计压力不大于35MPa 接受 压力容器安全技术监察规程 的监督 2 压力容器承压件用普通碳钢钢板的适用范围钢板牌号使用温度 设计压力MPa壳体厚度mm其他限制Q235 B0 350 1 6 20不得用于高度毒性和极度危害介质Q235 C0 400 2 5 303 设计温度应在允许使用温度范围内 见书p46表1 30 4 耐腐蚀 同时考虑正常生产 停车 空料 内填料等的实际情况 55 经济性好66 其他 1 高压设备应优先选用低合金高