常减压二套装置工艺简介

石油化工设备的防腐蚀措施,广州工程技术职业学院梁国华,2,制订防腐蚀方案任务要求：制订所选择的腐蚀案例的防腐蚀方案，主要包括防护方法的选择、防护措施等。考核标准：1、方案描述清楚、简练、完善，60分；2、安全措施落实，20分3、版面整洁程度，10分；4、按时完成，10分,任务,3,主要内容,电化学保护技术表面涂层防腐技术添加缓蚀剂工艺防腐技术常用化工防腐蚀方法及施工技术,4,电化学保护技术,防腐蚀技术正确选用金属材料和合理设计金属结构前面已经介绍电化学保护工艺防腐添加缓蚀剂采用有效的表面覆盖层等,为了达到金属防护目的而采取综合的方法手段。,5,电化学保护技术,知识回顾构成电化学腐蚀的条件是什么？存在电位差存在电解质溶液相互接触构成电流闭合回路,6,电化学保护技术,电化学保护方法根据金属腐蚀的电化学原理，使被保护金属的电极电位向着有利于降低金属腐蚀速度的方向变化，从而对金属实施保护的方法。施加外加电动势将被保护金属的电位移向免腐蚀区或钝化区，以降低腐蚀速度。,7,电化学保护技术,电化学保护,阴极保护,阳极保护,对被保护金属通以阴极电流，电位负移至或接近免蚀区而防止或减小腐蚀。,对被保护金属通以阳极电流，电位正移至钝化区而减小腐蚀。,8,电化学保护技术,阴极保护,阳极反应停止，金属腐蚀停止。,9,对金属表面通往足够的阴极电流，使金属电位变负，并使阳极溶解速度减小。腐蚀金属在外部阴极电流作用下受到阴极极化而使电位负移，局部阳极电流减小，即腐蚀速度减小。当电极电位负移至该金属的平衡电位时，腐蚀速度减小到零，腐蚀被完全抑制。,电化学保护技术,阴极保护原理,10,电化学保护技术,阴极保护主要参数,1.自然腐蚀电位未施加阴极保护时金属的电极电位。随金属材料、电解质溶液成分、金属的表面状态和温度等条件的不同而异。是阴极保护的一个参考参数，根据它可以大致判断金属所处的电化学状态。经验表明，保护电位比自然腐蚀电位负200300mV时，可以达到完全保护。,11,电化学保护技术,阴极保护主要参数,12,电化学保护技术,阴极保护主要参数,2.最小保护电位或保护电位金属在电解质溶液中阴极保护下的电位达到其局部阳极的平衡电位时，可达到完全保护，这一电位称为最小保护电位。通过间接的方法可求得。将被保护试片控制在不同电位下进行腐蚀试验，电位愈负、腐蚀速度愈小。当电位负至腐蚀速度为零时的电位值即为保护电位。,13,电化学保护技术,阴极保护主要参数,2.最小保护电位或保护电位可通过估算出平衡电位，从而计算出保护电位。通常文献中将碳钢在土壤中的保护电位的标准定为-0.85V(CuCuSO4)。,14,电化学保护技术,阴极保护主要参数,2.最小保护电位或保护电位实际中：考虑到被保护体系的电化学行为和电流效率，通常并不一定把腐蚀速度为零的电位定为保护电位，而是把腐蚀速度降到最低程度时的电位定为保护电位。,15,电化学保护技术,阴极保护主要参数,3.最小保护电流密度和保护电流密度对应于最小保护电位的电流密度称为最小保护电流密度或保护电流密度。通常把腐蚀速度减小到最低程度时所需的电流密度定为保护电流密度。减小保护电流密度和改善电流分散能力方法：阴极保护常和涂料一起联合使用，金属的腐蚀减小又降低了涂层剥落的倾向，延长了涂层的寿命。,16,电化学保护技术,阴极保护主要参数,3.最小保护电流密度和保护电流密度最小保护电流密度随外界条件不同会有很大的变化。例如长输管道，影响主要因素有：,绝缘层质量土壤含水量土壤温度土壤电阻率,17,电化学保护技术,阴极保护分类,利用外部直流电源，通过辅助阳极对金属施加阴极电流的保护方法。,在被保护的金属上接一种电位更负的活泼金属或合金，活泼金属不断溶解而牺牲掉，被保护金属受到阴极极化而得到保护。,18,设计时可考虑在两段管之间加入一段可更换的管,此管由较活泼的金属制造。备件储备考虑设置易损件,以便及时更换。,18,电化学保护技术,19,电化学保护技术,外加电流阴极保护,系统组成：直流电源、辅助阳极、被保护管道、附属设施,将被保护金属与外加电源负极相连，辅助阳极接到电源正极，由外部电源提供保护电流。,外部电源通过辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生了丢电子氧化反应。,20,电化学保护技术,牺牲阳极阴极保护,牺牲阳极阴极保护不需要外部电源，维护管理经济、简单，对邻近地下金属构筑物干扰影响小。,适用于短距离、小口径、分散的管道。,21,电化学保护技术,牺牲阳极阴极保护,1.牺牲阳极材料,镁及镁合金镁的化学活泼性很强，其标准电极电位为-2.37V。镁中的杂质易加速其自溶解，降低其电流效率(按50考虑)和寿命，因此通常采用的是镁合金，如Mg-Mn合金、Mg-Mn-Zn合金和Mg-Mn-Zn-Al合金等。Mg合金与钢铁撞击时会产生火花，因此在油轮内部和其他含有爆炸性气体的场合严禁使用镁合金阳极。适合用于电阻率高的电解质，如纯水和高阻的土壤。,22,电化学保护技术,牺牲阳极阴极保护,1.牺牲阳极材料,锌及锌合金锌的标准电极电位为-0.76V。纯锌阳极对杂质含量很敏感，纯度大于99.995%的锌才可以直接作牺牲阳极用。应用最广的还是锌合金阳极。如Zn-Mg、Zn-Ti、Zn-Al-Mg、Zn-Al-Si等。,23,电化学保护技术,牺牲阳极阴极保护,1.牺牲阳极材料,锌及锌合金锌合金阳极多用于土壤电阻率Fe2+2e处于活性溶解状态，电位越正，电流密度越大，电流密度的大小反应出腐蚀的快慢。当电流密度超过峰值点后，电流急剧下降，这个峰值点对应称为致钝电流密度Ic，,对应的电位称为致钝电位。,Ic,Ec,47,电化学保护技术,1.阳极保护的原理,典型的阳极极化曲线,曲线的四个特性：b.钝化过渡区（活化钝化区）金属处于由活化状态向钝化状态的突变过程中，金属开始钝化，电流急剧下降，在金属表面可能生成二价到三价的不稳定氧化物。,48,电化学保护技术,1.阳极保护的原理,典型的阳极极化曲线,曲线的四个特性：c.钝化区不锈钢中金属元素发生氧化反应，生成高价氧化物（膜）。氧化物溶解量很小，即腐蚀速率很低正是阳极保护所需要的电位控制区。对应的电流密度称为维钝电流密度Ip。,Ip,49,电化学保护技术,1.阳极保护的原理,典型的阳极极化曲线,曲线的四个特性：d.过钝化区当电位高于稳定钝化区，电流又出现增大现象，钝化膜转化成可溶性的氧化物而遭受破坏，金属腐蚀重新加剧。,50,电化学保护技术,2.阳极保护的主要参数,1.维钝电流密度Ip金属在给定环境下维持钝态所需的电流密度。Ip代表金属的溶解速度，所以Ip愈小愈好。2.致钝电流密度Ic使金属在给定环境下发生钝化所需的最小电流密度。愈小愈好。Ic愈小，则需要的直流电源的输出额定电流就小，设备费用也就小。,Ip,Ic,51,电化学保护技术,2.阳极保护的主要参数,3.钝化区宽度钝化区宽度(即EcD区电位宽度)愈宽愈好。愈宽则对恒电位仪的控制精度要求就愈低。,52,电化学保护技术,3.不同腐蚀体系和阳极保护的关系,不同金属材料和不同介质所形成的腐蚀体系具有不同的极化曲线式。碳钢在热浓酸中，致钝操作比较困难，而且钝化后的腐蚀率也比较大，钝化膜稳定性比较差。因此，阳极保护冷却器几乎全部用不锈钢制造。,53,电化学保护技术,4.阳极保护系统,参比电极阳极保护所适用的介质大多为强腐蚀性和强氧化性溶液，为化工设备高温高压系统。与阴极保护相比，阳极保护更需要采用坚固耐用的固体参比电极。,辅助阴极对材料的要求：在阴极电流作用下耐腐蚀和具有较高的强度。,54,电化学保护技术,4.阳极保护系统,直流电源的注意事项：不要采用简单的跳闸式继电保护：某种原因出现电流增大时，以避免重新建立钝化。在原因未查明之前，不允许连续通大电流，以免造成严重的活性溶解腐蚀或过钝化腐蚀。用于阳极保护的恒电位仪一般都设计一个限流装置。,直流电源和阴极保护相比，阳极保护更需要采用恒电位仪。,55,电化学保护技术,4.阳极保护系统,恒槽压阳极保护：作用：与参比电极一样，控制电位。前提：辅助阴极的电位随电流变化而变化不大与参比电极相比：简化保护系统避免了因参比电极系统出现故障而使恒电位失灵,56,电化学保护技术,5.阳极保护的工业应用,适合阳极保护的体系氧化性强的体系,57,电化学保护技术,5.阳极保护的工业应用,阳极保护的应用条件,只适用于