《腐蚀防护第十讲》PPT课件

过程装备腐蚀与控制第十讲高海涛,影响腐蚀的结构因素,力学因素表面状态与几何因素异种金属组合因素焊接因素,金属在某些环境中的腐蚀,第一节在高温气体中的腐蚀第二节在大气中的腐蚀特点第三节在土壤中的腐蚀特点第四节在海水中的腐蚀特点,金属结构材料的耐蚀特性,第一节金属耐蚀合金化原理第二节常用结构材料的耐蚀性第三节结构材料的选择原则,金属的热力学稳定性判断依据：标准电位值酸性溶液中EH=0V中性溶液中EH=-0.414V中性溶液中EO2=0.805V当金属的电极电位小于以上值时，即发生腐蚀,一、纯金属的耐蚀特性,金属的钝化热力学不稳定的金属在氧化性介质中容易钝化可钝化的金属有锆、钽、铌、铝、铬、铍钼镁、镍、钴、铁这些金属大多在氧化性介质中易钝化在Cl-、Br-、F-，离子作用下钝态易破坏。易钝化的金属可作为合金元素加入合金中使合金获得耐蚀性腐蚀产物膜（机械钝态膜）的保护性能,1、提高金属的热力学稳定性（贵金属，成本高，难以推广）2、减弱合金的阴极活性减小金属或合金中的活性阴极面积；通过热处理的方法形成稳定的固溶体加入析氢超电压高的合金元素（增大合金阴极析氢反应的阻力）,二、金属耐蚀合金化的途径,3、减弱合金的阳极活性（是最有效、应用最广泛的方法）减少阳极相的面积加入易钝化的合金元素加入阴极合金元素促进阳极钝化4、使合金表面生成电阻大的腐蚀产物膜,铬（Cr）：是不锈钢的基本合金元素；热力学不稳定与铁基合金组成固溶体时，合金呈现不同程度的类似铬的耐蚀特性在具备钝化的条件下，含量越高，耐蚀性越好在不能实现钝化的条件下，随着含量的增高，腐蚀速率反而加大,三、主要合金元素对耐蚀性的影响,镍（Ni)：热力学不够稳定与Fe-Ni合金在硫酸、盐酸和硝酸中的腐蚀速率都随着镍的含量的增加而减小；镍在铁的基体中的耐蚀性不是钝化作用，而是使合金的热力学稳定性提高在氧化性介质和还原性介质中均有效,优势：与铬配合加入铁中获得不锈钢；综合了铬镍的优势，耐氧化性介质腐蚀也耐还原性介质腐蚀；形成奥氏体，具有良好的热加工性、冷变形能力、可焊性、良好的低温韧性。不利之处：增加不锈钢的晶间腐蚀倾向,钼（Mo)：使合金耐还原性介质的腐蚀和抗氯离子等引起的孔蚀含量较小时，使钢对氯化物腐蚀破裂敏感，而当钼含量大于4%时，钢的耐应力腐蚀破裂性能提高钝化膜厚度随着钢中钼含量增高而增厚，而膜厚度的增加通常会延长蚀孔形成的孕育期，提高耐孔蚀性能。,硅（Si)：在相应的合金中具有耐氯化物腐蚀破裂、耐孔蚀、耐浓热硝酸、抗氧化、耐海水腐蚀等作用不锈钢随硅含量的增加，耐应力腐蚀破裂性能显著改善（依靠加硅形成富硅保护膜）耐氯离子腐蚀（耐氯化物应力腐蚀破裂）改善耐孔蚀性能（提高了钢的钝态稳定性）耐强氧化物腐蚀：形成富集Si,Cr,O的表面膜Si与Cr,Mo与Cu配合，可以得到各种耐海水钢,铜（Cu)：是低合金钢、不锈钢、镍基合金、铸铁中常用的耐蚀合金元素之一；耐大气腐蚀：铜在低合金钢大气腐蚀过程中起着活性阴极的作用，在一定条件下可以促使钢产生阳极钝化，从而降低腐蚀速率；,钝化膜易被活性氯离子破坏，所以铜钢只在较纯净的空气中具有较好的耐蚀性；可提高钢对H2SO4的耐蚀性：提高了合金的热力学稳定性；可减弱钢在海水中的缝隙腐蚀：加入Cu后，钢的阳极过程受到阻滞，使钝化临界电流密度减小。,常用结构材料的耐蚀性能,主要有不锈钢、铝及铝合金、钛及钛合金、硅铸铁等1、18-8不锈钢（Cr18%,Ni8%-9%;n=2)在空气、水、中性溶液和各种氧化性介质中十分稳定在酸性介质中（氧化性酸或非氧化性酸，以及氧化性的强弱有关）不锈钢设备的腐蚀多是局部腐蚀破坏：晶间腐蚀、孔蚀、应力腐蚀,一、依靠钝化获得耐蚀能力的金属,铝的耐蚀能力主要取决于在给定环境中铝表面的保护膜的稳定性；在中性和近中性以及大气中具有很高的稳定性；在氧化性的酸或盐溶液中也十分稳定常用于浓硝酸的生产中在含卤素离子的中性溶液中易发生小孔腐蚀,2、铝与铝合金,在大多数有机介质中有很好的耐蚀性对硫和硫化物有很好的耐蚀性加入Cu,Mg,Mn等使铝强化，提高纯铝的强度耐蚀铝合金主要有Al-Mn,Al-Mn-Mg,Al-Mg-Si,Al-Mg,氧化性介质；沸水和过热蒸汽；沸腾铬酸、浓硝酸、浓硝酸的混酸、高温高浓度的硝酸在中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蚀性在含有少量氧化剂或添加高价重金属离子，或与铂、钯等相接触，抑制钛的腐蚀（可以促使阳极钝化）在稀碱溶液中耐蚀在一定条件下，发生激烈的发火反应；主要品种有：Ti-Pd,Ti-Ni,Ti-Mo,Ti-Ni-Mo合金容易发生氢脆情况应力腐蚀破裂,3、钛及钛合金,含14.5-18%硅的铁硅合金称为高硅铸铁n=2表面钝化形成SiO2保护膜在碱，氢氟酸，氟化物，卤素，亚硫酸等环境中不耐蚀抗热冲击能力差,4、高硅铸铁,结构材料的选择原则,1、介质的特性与温度、压力2、工艺条件对材料的限制3、设备的功能和结构4、运转及开停车的条件,一、根据工艺条件分析对设备材料的要求,首先了解各种材料的共性，然后分析某些材料的特殊性质，全面掌握各种材料的基本特性,二、掌握材料的基本特性,三、材料选择的基本要点,耐蚀性力学物理特性加工成型工艺性能材料价格与来源,第五章非金属结构材料的耐蚀特性,第一节高分子材料的腐蚀性和影响因素第二节耐腐蚀高分子材料第三节耐腐蚀无机非金属材料第四节碳-石墨第五节树脂基复合材料-玻璃钢的耐蚀性,高分子材料的腐蚀特性和影响因素,渗透：高分子材料处于环境中，腐蚀性介质通过材料表面渗入内部，同时，材料的可溶成分及腐蚀产物逆向扩散进入介质。溶胀：相当数量的介质小分子渗入高聚物内部，引起高分子材料宏观上的体积和重量的增加溶解：如果大分子间无交联键，溶胀可以一直进行下去，大分子充分溶剂化后会缓慢的向溶剂中扩散，形成均一的溶液,一、溶胀、溶解与渗透,二、化学腐蚀-氧化,聚二烯烃聚丙烯低密度聚乙烯高密度聚乙烯,加聚反应合成的产物的主链“CC”共价键不易水解杂链高聚物易水解，杂原子与碳原子键的极性越大，越易水解高分子材料的水解基团在酸碱介质中的水解活化能越高，越不易水解耐酸性介质水解的能力：醚键酰胺键或酰亚胺键酯键硅氧键耐碱性介质水解的能力：酰胺键或酰亚胺键酯键,三、化学腐蚀-水解,影响高分子材料老化的因素：阳光温度湿度其他作用,五、老化（耐侯性）,紫外线,红外线,水分、雨雪,第二节耐腐蚀的高分子材料,一、硬聚氯乙烯塑料：nCH2CHClCH2CHCln,材料的溶解性和渗透性增加,聚合物裂解交联,氧化产物降解交联（老化）,硬聚氯乙烯塑料：nCH2CHClCH2CHCln,常用耐腐蚀部件和设备：,贮槽、塔设备、电除雾器、离心泵、风机、管道、管件及阀门等,研制开发改性的聚氯乙烯：FR-PVCC-PVC玻璃钢增强PVC,PVC使用实例见P104,二、其他塑料,1、聚丙烯塑料（PP）具有良好的耐蚀性、耐溶剂性、耐热性（PVC）可以采用热塑性塑料的加工方法、可以焊接常用于制作化工管道、贮槽、衬里等石墨改性PP，可做PP换热器线膨胀系数PP=3线膨胀系数PVC杨氏模量PP=1/8杨氏模量PVC,热膨胀和刚性问题,2、氟塑料：含F原子的塑料的总称。具有耐蚀、耐热、自润滑性,聚四氟乙烯（PTFE，F-4）聚三氟氯乙烯（PCTFE，F3）聚全氟乙丙烯（FEP，F46）,3、氯化聚醚塑料,结晶大分子结构中存在醚键具有较高的耐蚀性。热塑性塑料加工成型用做涂层和衬里,4、聚苯硫醚塑料PPS,耐热机械性能高热塑性塑料加工成型用做耐蚀和耐热的阀门、泵、密封环主要用于防腐涂层,第三节耐腐蚀的无机非金属材料,一、陶瓷,1、陶瓷的耐蚀性的影响因素：,材料的化学成分矿物学组成孔隙结构类型高温下材料性质的变异腐蚀介质的性质,SiO2,Al2O3耐酸,CaO,MgO耐碱,陶瓷的化学组分为各类硅酸盐,2、陶瓷材料的特性指标：,孔隙率和吸水率不渗透性耐热冲击性能耐酸度,无定形碳和石墨的成品统称为碳素材料,第四节碳-石墨,碳素材料是一种重要的工程材料耐磨、耐蚀的特点；应用：冶金、机电、化工、原子能和航空等,一、碳-石墨制品的制造,填塞孔隙合成树脂、水玻璃、低熔点金属,无烟煤、焦炭、石油焦,浇铸石墨,压制石墨,第五节树脂基复合材料-玻璃钢的耐蚀性,玻璃钢：玻璃纤维（或玻璃纤维布）与热固性树脂组成的树脂基复合材料称为玻璃纤维热固性增强塑料，俗称玻璃钢。,具有高强度、耐腐蚀、成型加工性好等特点。,性能与玻璃纤维及树脂的种类、组成相的比例、组成相之间的结合强度有关,玻璃钢制品,环氧基,一、化工玻璃钢常用树脂的耐蚀特性1、环氧树脂,凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。,粘接性能优异环氧固化物具有优良的化学稳定性固化收缩率小（一般环氧树脂和聚酯树脂，不耐碱腐蚀马丁耐热度为120，最高为150（不受力）具有较大的收缩率和气孔率环氧-酚醛树脂使材料的耐酸、碱，耐热以及收缩率、粘结性等性能得到综合提高,3、呋喃树脂,分子中含有呋喃环的高聚物称为呋喃树脂,具有良好的耐酸、耐碱性能可在酸碱交替的环境中使用不耐氧化性酸和其他氧化性介质的腐蚀耐溶剂性和耐热性较好塑性差易脆裂与金属的粘结能力差,4、聚酯树脂,聚酯：多元醇与多元酸形成的缩聚物的总称,不耐氧化性介质、易老化在碱和热酸的作用下，发生水解成型工艺性能良好制品致密性好,制造玻璃钢主要用不饱和聚酯,二、玻璃钢的耐蚀特性1、玻璃钢的强度和使用温度,力学性能的最大特点：比强度高相对密度是碳钢的1/31/4，比强度是碳钢的23倍玻璃钢的导热系数仅为钢的1/1002/1000不适合做传热设备热膨胀系数较树脂大为减小固化成型后尺寸比较稳定，不会因温度变化发生较大的形变,2、玻璃钢的耐化学腐蚀特性,玻璃钢的耐蚀性主要取决于树脂腐蚀过程是腐蚀介质或溶剂的渗透引起树脂溶胀、溶解、水解、或受热氧化降解及热分解作用而导致的树脂结构的破坏,3、玻璃钢的耐老化性能酚醛树脂老化最严重；防腐用的玻璃钢在自然环境中可使用5-7年老化对机械强度影响较小，弹性模量缓慢降低,三、玻璃钢设备的结构设计特点1、层间结构：,内层:耐腐蚀层厚度：0.51.5mm；树脂：90%过渡层:中间防渗层厚度：22.5mm；胶量：5070%增强层:承载设备负荷，厚度依设计强度；玻纤维：70%外层：提高防老化性能，外表美观厚度12mm；含胶量：8090%,第六章防腐方法,目前工程中用得最多的防腐方法：金属或非金属材料覆盖层金属覆盖层：金属衬里；金属镀层；复合金属板等非金属覆盖层：衬里；搪瓷；搪玻璃；涂料；联合覆盖层电化学保护包括阴极保护；阳极保护防腐结构设计介质处理,从防腐效果、施工难易、经济成本等方面综合考虑选取防腐方法,第一节电化学保护法,电化学保护是根据金属电化学腐蚀原理对金属设备进行保护的方法。分为阴极保护和阳极保护,（一）阴极保护,一、阴极保护,电保护和护屏保护的原理完全相同；腐蚀着的金属看作是双电极腐蚀厚电池,1、原理,最小保护电流密度最小保护电位,2、阴极保护的基本参数,阴极保护的基本参数都通过实验确定；与被保护金属的种类，表面状态，以及腐蚀介质的性质、浓度、温度、运动状况等因数有关,确定合理的保护度阳极材料的选择护屏或辅助阳极的合理配置要预留保护参数的监测点,3、阴极保护技术设计的要点,电流密度增大到一定程度的时候会可能产生“过保护”现象,护屏保护的阳极材料对保护效果起决定性的作用为了使被保护构件的表面获得足够的电流密度护屏必须：具有足够负的电位，并且极化性能愈小愈好；在使用过程中，表面不产生高电阻的硬壳，溶解均匀。电保护的辅助阳极材料对保护效果的影响相对次要，凡是导电的材料均可用来制作辅助阳极。,阳极的数量和配置恰当，使电流的分散均匀，避免发生电流“遮蔽作用”,被保护设备上距离阳极最近的部位，集聚很高的电流密度，而离阳极较远的部位，往往不能获得足够的电流密度，致使保护度降低，甚至完全得不到保护,在实际保护条件下，金属表面的保护电流密度受各种因素的影响会有较大的波动，为了便于对保护参数进行测量和监控，在被保护设备上应预留保护参数的监测点；由于保护电流密度很难直接测量，生产上都是监控保护电位,小结：对于腐蚀性不太强的介质宜采用阴极保护；强腐蚀介质中，电能或护屏材料的消耗大，不经济；电保护比护屏保护的适用范围宽，电流可调；电保护的基本投资高于护屏保护；阴极保护技术成熟，广泛用于船舶、地下管道、海水冷却设备、油库及盐类生产设备、化工设备（表6-2）的保护。,二、阳极保护,是利用金属在电解质溶液中依靠阳极极化建立钝态的特性而实施的保护方法。,致钝电流密度（icp)维钝电流密度钝化区范围,1、阳极保护的主要参数,合理选择致钝电流密度金属建立钝态时，致钝电流密度越小越好使用小容量的电源设备，减少设备投资和耗电量；在致钝过程中，被保护金属的阳极溶解也较小致钝电流密度的大小与金属的本性、介质的条件、致钝时间的长短有关当电流密度小到一定数值时，电流效率几乎等于零在生产工艺条件允许时，可采用逐步钝化的方法,维钝电流密度直接反映了金属设备在阳极保护下的腐蚀速度维钝电流密度越小，经常性的电解消耗也越少。维钝电流密度的大小取决与金属的本性和介质条件采用涂料-阳极保护的联合保护，降低维钝电流密度,稳定钝化区电位范围越宽越好在实施阳极保护时，不会因电位波动导致金属由钝态转变为活态或过钝化态对控制电位的仪器设备和参比电极的要求可适当降低稳定钝化区的电位范围很窄生产工艺条件稍有波动，金属就有可能重新活化，阳极保护的实施就很困难,2、阳极保护设计要点,正确选择辅助阴极材料辅助阴极的合理配置参比电极的选用和安装,选择的基本原则：耐蚀、有一定的机械强度、制作容易、价格便宜，对某些材料还要考虑氢脆的影响,浓硫酸：铂、镀铂电极、钽、钼等稀硫酸：银、铝青铜、石墨等对硫酸纯度要求不高时：高硅铸铁或普通铸铁盐类溶液和碱类溶液：高镍铬合金、普通碳钢,用碳钢做阴极时，阴极面积的设计要保证阴极上必要的保护电流密度,阳极保护与阴极保护一样也存在电流遮蔽作用阴极的配置只要满足致钝阶段的要求，维钝阶段就一定能保证阴极的布置常常需要通过试验来确定,参比电极选用的总体要求：工作稳定；可靠；便宜；易于制作、安装和使用方便两类常用的参比电极：可逆电极：甘汞电极；硫酸铜电极固体金属电极：不锈钢、铅、铸铁、碳钢参比电极的安装位置：一般选在距阴极最远或电位最低的部位适用范围：适用于电解质溶液中连续液相部分的保护适用范围窄，主要用于氧化性介质中对钢铁进行保护,第二节衬里,是一种综合利用不同材料的特性，具有较长使用寿命的防腐方法。大多是在钢铁或混凝土设备上选衬各种非金属材料,一、碳钢设备及衬里材料的表面处理,1、对被粘物表面的要求,有良好的润湿性表面具有一定的粗糙度表面清洁,用接触角大小来衡量胶粘剂对固体表面的润湿性,洁净的金属或无机材料的表面有较强的吸附性，再加上外力的涂刷，接触角小于90，即可完全润湿的程度,适当的提高表面的粗糙度增强了界面的镶嵌效果毛细管作用促进胶粘剂的扩展，提高粘结强度过高的粗糙度使粘度降低工业上通常采用喷砂处理,洁净的金属表面具有较高的表面自由能；表面存在锈层、氧化物、油、水等，影响胶粘剂对金属表面的润湿性；锈层和油、水等污染物本身的内聚力很小，夹杂在胶粘剂和被粘物的界面上，造成粘结强度降低为了保证衬里的质量，加工金属表面氧化皮必须去除,（2）钢铁表面处理,手工除锈效率低、表面质量差，只适用于较小的表面或一般的涂料施工，衬里工程很少采用机械清净法包括机械研磨、滚磨、喷砂、喷丸、高压水流等方法。喷砂：清除金属表面的铁锈、氧化皮及其他污垢；使金属表面获得一定的粗糙度,化学法除锈将金属件浸于无机酸溶液中，依靠溶解作用去除表面的氧化物HCI（1015%）：溶解钢铁表面氧化皮和铁锈，用于间歇酸洗H2SO4（510%）：进入氧化皮的微裂纹，在钢与Fe3O4、的界面上反应生成H2，使氧化皮脱落。用做流水作业的酸洗液酸洗液中必需添加缓蚀剂,3、衬里材料的表面处理,机械处理方法用喷砂或手工打磨的方法，增加材料表面的粗糙度，和接触面积，使塑料表面更容易被胶粘剂润湿化学方法处理高分子材料表面通过氧化、交联、引入极性基团或接枝的作用提高表面活性聚烷烃类塑料：过氧化氢、有机过氧化物、高锰酸盐、王水、硫酸-重铬酸盐等含氟共聚物：钠-萘-四氢呋喃、钠-联苯-二氧六环、纳-萘-乙二醇二甲醚等,二、砖板衬里,常用的砖板有：辉绿岩板：既要求耐蚀又有严重磨损的场合玄武岩板耐酸瓷砖板耐酸耐温陶砖板：用于耐酸度要求稍低的部位不透性石墨板：用于传热的设备,多年来一直是国内外传统的防腐技术,砖板衬里的质量取决于：1、胶粘剂的合理选择与施工2、衬里结构的正确设计,1、衬里胶泥的选择防腐衬里用胶粘剂要求：高的粘结强度高、耐蚀性良好、致密抗渗透、热稳定性好、固化收缩率低，经济、便于施工常用于砖板衬里的胶粘剂有：硅酸盐胶粘剂、树脂类胶粘剂,硅酸盐胶粘剂粘结机理：,树脂类胶泥：大多使用热固性树脂（酚醛、环氧、呋喃、环氧-呋喃、环氧-酚醛等添加填料、固化剂等配制而成,树脂类胶泥对非氧化性酸有较好的耐蚀性；环氧、呋喃：适用于酸碱交替的场合；酚醛胶泥：常用于渗透性较大的稀酸介质；环氧-呋喃胶泥：提高呋喃胶泥的粘结强度；环氧胶泥：粘结强度高、收缩性小、抗渗透性好、价格贵，一般用于挤缝和勾缝。,各种胶泥的使用场合：P137,（1）设备直径不宜小于700mm；密闭设备设有人孔和可拆卸大法兰；法兰转角处衬贴耐腐蚀材料（2）焊缝采用对焊接；内表面焊缝平整、凸起高度3mm(苛刻的腐蚀环境)衬贴过程中，涂刷充分，尽可能挤出纤维间空隙中的空气，每一层经热处理或充分干燥玻璃纤维衬里的抗渗性不够理想、不耐磨、劳动卫生条件差，使用范围受限,四、橡胶衬里,生胶板按施工要求衬贴于设备的表面，经硫化后使橡胶变成结构稳定的防腐层。,1、衬里用橡胶的性能与适用范围,天然橡胶，可塑性好,硫化橡胶,橡胶具有良好的化学稳定性，可耐一般非氧化性酸、有机酸、碱溶液和盐溶液在强氧化性酸和芳香族化合物中不稳定,软橡胶（S：13%）：-2575半硬橡胶（S：30%）：-2575硬橡胶（S：40%）：065,橡胶,耐蚀性、耐老化性、粘结强度：硬橡胶半硬橡胶软橡胶耐磨、耐寒性、抗冲击性：软橡胶半硬橡胶硬橡胶,橡胶衬里的使用场合：,软橡胶：温度变化大，有冲击震动的场合不能单独做衬里层、和硬橡胶、半硬橡胶组合使用硬橡胶：温度变化小、无磨损冲击的强腐蚀介质中可单独使用、与软橡胶联合衬里的底层做旋塞、泵等的衬里,聚异丁烯橡胶近年在化工防腐中用做砖板衬里的严密底层,2、橡胶衬里的技术要点,消除衬层鼓泡的方法：,用刷过胶浆的胶条填贴设备缺陷处，然后用烙铁烙至要求的坡度或烙平；在涂刷第三次胶浆之后，采用挂线排气法；用粗针头穿过胶片插到缺陷部位，然后用真空泵将残余空气抽出（较小部位，局部缺陷）垫布在一定温度下烙压,硫化过程的技术要点,衬里施工的硫化温度一般控制在140150；对于厚度比较大的衬里层（泵壳、旋塞）采取分段硫化通过实验确定硫化终点值,硫化的方式,间接硫化：硫化质量高，设备尺寸受硫化罐的容积限制直接硫化：需要采取保温措施敞口硫化：质量不易保证，用于不能承压的大型设备,3、橡胶衬里结构,设备与衬层结构应符合以下要求:,对设备表面的凹凸部位要求更高所有焊缝处都应打磨成一定坡度或圆角原则上不应采用铆接结构，如特需，用埋头螺钉法兰口上不要车密封线，以免缝隙中残留空气造成衬层鼓泡,设备与衬层结构应符合以下要求:,设备接管口应与设备表面齐平。所有管道、顶盖、塔节的可拆连接都采用用法兰连接胶板的粘接结构有对接和搭接两种形式除转动设备外，一般都用坡口搭接转动设备的胶片搭接方向应与转动方向一致避免接缝受冲击或摩擦作用而脱胶,五、化工搪瓷,在钢铁表面涂覆高含硅量的瓷釉，经高温煅烧而形成的致密玻璃质耐蚀层,通常由两层组成：,底釉：热膨胀系数；表面张力面釉：防腐和抗老化的作用,1、化工搪瓷的性能与应用耐蚀（除HF，含氟化物溶液、浓热磷酸、强碱外）导热（可用于需要加热或冷却的场合）耐温度剧变性能不高（T最高300,T120)压力条件：只适用于内压0.25MPa;真空度700mmHg;外压0.6MPa目前国内的化工搪瓷制品：搪瓷反应釜；搪瓷贮槽；套环式和套管式搪瓷热交换器；塔器、管子及管件、阀门等,2、化工搪瓷设备结构设计特点,（1）搪瓷制品的金属胎一般采用低碳钢；（小型的、形状复杂的制品也有用铸铁的）（2）设备所有的转角必须均匀圆滑过渡，转角半径越大越好；（3）壁厚在强度计算的基础上增加23mm,壁厚6mm;高径比：0.81.6（最好取1）；（4）法兰一般用较多卡子连接；小直径的允许螺栓连接；,（5）金属设备外表面不允许有焊接接触面很宽或很厚的附件；必要时可采用过渡板连接，如果设备上开孔较多，一般不焊加强板而是增加壁厚（6）设计时尽量减少焊缝并且严格控制焊接质量,（7）避免瓷面直接承受液、汽的冲击以及局部过热、过冷。（8）具有中空的结构，应在适当的部位开排气孔，避免爆瓷。,第三节防蚀结构设计,从防腐蚀的角度分析常见的联接、容器及其附件的结构设计问题,一、联接,（1）不同断面的焊接（2）不同金属间的焊接（3）螺栓联接（4）管子与管板联接（5）管道联接（6）轴的联接,对于不同板厚的构件，如果焊缝位于断面变化处，有时可能出现很高的局部拉应力；如果构件处于腐蚀环境中，就可能发生腐蚀开裂；施加交变载荷时，应力集中会促进这些部位首先出现腐蚀疲劳,根据容器的壁厚选择加合金钢垫板或不加垫板的结构，避免晶间腐蚀或选择性腐蚀,重要构件应尽可能将螺母处四周密封异种金属联结时，在金属之间充填绝缘物，以避免电偶腐蚀法兰有足够的刚度，避免缝隙腐蚀,列管式换热器管子与管板采用胀接或胀后焊接，管子与整个管板紧密贴合管板上的管孔边缘倒圆管板内侧和管子可加涂层管口不要伸出管板，防止滞留沉积,管道与管道的联接采用对接焊搭接或角焊的形式很难消除缝隙，当流入腐蚀性介质就可能发生缝隙腐蚀,轴与其他零件的连结采用平键联结；为减少应力集中，可采用花键轴或多边形轴轴与皮带轮之间采用锥形过盈配合效果较好,二、设备壳体与接管,（1）夹套的焊接（2）壳体的保温（3）壳体冷却（4）封头接管（5）排掖管,加热或冷却夹套的焊接结构应尽可能避免存在缝隙，否则在腐蚀性的热介质或冷介质作用下，有引起缝隙腐蚀的趋势，在一定条件下甚至可能发生应力开裂,为了防止热量散失，壳体外加保温层。设计时，将支脚与壳体同时绝热保温；绝热材料外加保护板，保护板的搭接方向如图所示,为防止介质沿器壁流动，接管应向容器内伸进足够的长度（15mm)，当浓稀溶液混合时，浓液进口接管有时加长到插入液面下以防止溶液飞溅,停产时，必须将容器内的介质排空；设计时避免三相界面,三、容器附件与管道,（1）支座（脚）（2）缓冲板与折流板（3）搅拌器的扰流挡板（4）管道,将容器置于型钢支架上，容器外面焊上围裙，或在底板周围封填沥青,拱形底的容器采用完全封闭的管子做支脚，当容器底板为不锈钢（s4mm)，支脚为碳钢时，二者之间加一块不锈钢的垫板，防止因焊接热影响而出现晶间腐蚀,列管式换热器，在侧向液流入口区加一与容器联在一定的缓冲板，可减轻液流对这一带管束的冲击，同时防止流体入口区管子的磨损腐蚀,列管式换热器的空间安置折流板：改善换热；减小罐子振动折流板的间隔小到足以限制管子的振动；折流板上的孔通常比管板上的孔大0.40.8mm；在折流板上加套管，防止管子与折流板上的孔壁彼此擦伤,搅拌器上安装扰流挡板：促进溶液与悬浮物的良好混合；有效的减轻腐蚀疲劳破坏,管道曲率半径:软钢、钢管：3d，高强度材料5d不同管径联接时，渐缩管应用较长的过渡区；高速流体：采用流线型逐步过渡的结构；,第四节其他防腐方法,一、涂料覆盖层,涂料覆盖层目前主要用做设备、管道、厂房的外表面抗大气腐蚀的防护层，或者腐蚀环境不是很苛刻的设备内壁的保护涂料的品种主要有：以干性油为主体的油基性涂料以合成树脂或天然树脂为主体的树脂基涂料,一、涂料覆盖层,1、涂料的主要组成及其作用,组成：成膜物质、颜料、稀释剂、催干剂、固化剂,成膜物质：隔离介质使覆盖层与被保护的设备表面紧密粘附颜料：填充连续成膜物质的空隙，降低渗透性不同程度的反射紫外线，延缓漆膜的老化某些颜料具有显著的防锈效果,作用,油基性涂料的成膜物质来自植物果实的干性油（桐油、亚麻油、豆油等）,氧化诱导期长，添加催干剂,生漆的主要成膜物质是漆酚：,依靠自身含有的霉菌产生活性氧，使漆酚侧链上的不饱和键产生氧化聚合作用，形成体型大分子,较大的湿度和一定的温度,树脂类成膜物质：,大部分是加入固化剂，通过缩聚反应发生交联而形成体型大分子；环氧树脂、酚醛树脂等在引发剂作用下，激发不饱和双键的活性，发生聚合反应而形成大分子结构，不饱和聚酯等,氯乙烯树脂、热塑性丙烯酸树脂和沥青等树脂，在成膜过程中，既不发生缩聚反应，也不发生聚合反应，与空气中的氧也不产生氧化聚合作用，仅借溶剂挥发而留下固态的连续薄膜。