《腐蚀防护第十一讲》PPT课件

过程装备腐蚀与防护第十一讲高海涛,回顾：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,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,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,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,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,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,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：P137,三、玻璃钢衬里,1、玻璃钢衬里的渗透与应力破坏,玻璃钢衬层出现针孔、气泡或微裂纹，介质沿缺陷往里渗透由于溶剂挥发，使一些未参与交联反应的固化剂、增塑剂等物质析出；某些缩聚树脂在固化过程中生成小分子；玻璃纤维的表面处理不好，介质渗到树脂与玻璃纤维的界面间，破坏树脂与金属的粘合；如发生腐蚀，可能出现鼓泡，使衬里层剥离,内应力超过玻璃钢衬层强度，使衬层破裂；或局部应力集中使衬层翘曲或局部龟裂。,分子交联和链的缩短引起体积收缩，在衬层内产生拉应力；加热固化或升温冷却过程中，出现热应力。,提高抗渗性、减缓内应力正确选择胶粘剂的配方；合理设计玻璃纤维与树脂的相对比例；使树脂充分固化；同时保证衬里有足够的强度,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,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50%:P腐蚀速度浓度70%形成钝化膜,金属铅,PP99%:PbHSO4P,腐蚀速度,金属铜,PP99%:铜氧化腐蚀,2、硫酸的温度（T）,纯净的硫酸溶液T腐蚀率,3、硫酸的流速,已具有保护膜的金属：T，流速腐蚀率,Cr18Ni8:腐蚀率与流速和硫酸中氧（氧化剂）的含量有关,（4）酸中的氧及氧化剂（略）（5）酸中的杂质（略）,涉及硫酸腐蚀的设备有：,塔器贮槽容器冷却器泵管道阀门,二、浓硫酸冷却器的腐蚀与防护,（1）铸铁排管酸冷器腐蚀情况及分析防腐方法（2）管壳式冷却器腐蚀情况及分析防腐方法,铸铁排管酸冷器,铸铁排管酸冷器,铸铁排管酸冷器,铸铁管存在缺陷,密封点多,硫酸温度高,硫酸流速高,排管铸造质量差,降低浓硫酸温度,采用低铬合金耐蚀铸铁,保证排管铸造质量,弯头采用耐腐蚀材料,管壳式酸冷器,列管穿孔、漏酸,电位指示发生故障,阴极布置不合理,酸进口布置不合理,壳层酸泥沉积,保证冷却水水质,合理布置酸进出口管,合理布置阴极,增设参比电极电位校正插座孔,三、硫酸泵,硫酸泵,浓硫酸泵稀硫酸泵,非金属泵金属泵,衬胶泵陶瓷泵,高硅铸铁泵硬铅泵,1、稀硫酸泵,2、浓硫酸泵,第四节、磷酸生产装置,一、介质的腐蚀性,磷酸的腐蚀性能的影响因素:,温度与浓度杂质含固物磷酸的生产方法,一、介质的腐蚀性-温度与浓度,一、介质的腐蚀性杂质,不锈钢的钝化电流密度维钝电流密度稳定钝化电位区腐蚀速度,F-Cl-,SO42-对腐蚀的促进作用,不锈钢的钝化电流密度Fe3+足量时，腐蚀速度Fe3+不足量时，腐蚀速度,Fe3+,Al3+,Mg2+的缓蚀作用,Fe3+足量时，腐蚀速度Fe3+不足量时，腐蚀速度,Fe3+的作用,介质的腐蚀性杂质,SiO2的作用,略,磷酸料浆中的固体颗粒：未反应的磷矿颗粒反应产物硫酸钙结晶颗粒越多；粒径越大；硬度越硬；磷酸对材料的腐蚀性越强,一、介质的腐蚀性含固物,一、介质的腐蚀性磷酸的生产方法,磷酸生产,热法,湿法,磷酸浓度腐蚀速度,温度腐蚀速度,二水法,半水法,无水法,二、磷酸萃取槽的腐蚀与防护,1、萃取槽处理的介质特点,处理的介质成分复杂、槽内设有搅拌器,副反应,2、萃取槽的结构特点,萃取槽主要由槽体、搅拌器、槽盖组成壳体用钢筋混凝土或钢制成槽体内表面采用非金属材料防腐搅拌轴和搅拌桨用不锈钢或合金制造碳钢外包橡胶，碳钢外包不锈钢防腐层萃取槽盖采用聚丙烯塑料或玻璃钢制作,3、腐蚀形态与分析-萃取槽体,3、腐蚀形态与分析搅拌器,三、磷酸料浆泵的腐蚀与防护,1、磷酸料浆泵的腐蚀形态及