化工设备的腐蚀与防护化工设备使用与维护武存喜97课件

化工设备的腐蚀与防护化工设备使用与维护主讲人：武存喜腐蚀的危害01腐蚀的概念及分类02常用的防腐措施03CONTENTS目录01腐蚀的危害01腐蚀的危害腐蚀是三大公害（自然灾害、环境污染、腐蚀）之一，发生在我们生产、生活和建设的各个环节。近些年来，我国年均发生承压设备事故200多起，人员伤亡近千人，经济损失巨大，有的重特大事故还造成人员群死群伤、居民大规模转移、交通干线中断、大范围生产生活受到严重影响、大面积环境污染等灾难性后果。这是我国20世纪90年代末投用的压力容器失效原因示意图，70%的压力容器是由于腐蚀失效的，因此我们需要对腐蚀是如何发生的、如何防止腐蚀等有所了解。01腐蚀的危害我国20世纪90年代末投用的压力容器失效原因示意图02腐蚀的概念及分类腐蚀的概念及分类

材料与其周围环境发生作用而遭受破坏的现象称为腐蚀。金属腐蚀是指金属材料与环境相互作用，在界面处发生化学、电化学或生化反应而破坏的现象。要点一：腐蚀的概念腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类1.按腐蚀的机理分类腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀要点二：腐蚀的分类1.按腐蚀的机理分类——化学腐蚀腐蚀的概念及分类化学腐蚀是指金属与干燥的气体或非电解质溶液发生化学作用而引起的腐蚀。特点是：在反应过程中只有氧化还原反应，没有电流产生，而且温度和腐蚀介质的浓度越高，腐蚀的速率就越快。化学腐蚀没有液相水存在，金属与腐蚀介质直接接触发生化学反应，电子传递是在相同地点的金属与氧化剂之间直接进行，无腐蚀电流。例如金属在高温下形成的氧化皮，图中打铁过程中掉落的铁渣就是这种情形，此外还有金属设备在苯、含硫石油、乙醇等非电解质溶液中的腐蚀，金属钠在氯化氢气体中的腐蚀等。要点二：腐蚀的分类1.按腐蚀的机理分类——化学腐蚀电化学腐蚀是金属材料与电解质溶液互相接触时，在界面上发生有自由电子参加的广义氧化和还原反应，使接触面的金属变为离子而溶解或生成稳定化合物的过程，是以金属为阳级的腐蚀电极过程。金属在酸、碱、盐溶液（包括大气腐蚀情况下的薄水膜）和熔盐中的腐蚀都属于电化学腐蚀，石油化工生产中的腐蚀破坏绝大部分是由电化学腐蚀引起的。电子传递是在金属和溶液之间进行，整个腐蚀反应可分为两个既互相联系又相对独立的半反应同时进行，发生电化学腐蚀有腐蚀电流。腐蚀的概念及分类02腐蚀的概念及分类1.按腐蚀的机理分类——电化学腐蚀要点二：腐蚀的分类铁棒在酸液或硫酸铜溶液中的电化学腐蚀要经历两个步骤，第一步是金属铁失去电子变成亚铁离子溶于溶液中，发生氧化反应；然后电子在铁棒中移动到另一端，形成电流；第二步是电子与阳离子结合形成新的物质，发生还原反应。02腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类HCl溶液ZnCuAK阳极阴极正极负极腐蚀电池1、电位差2、电解质3、连续传递电子的回路1.按腐蚀的机理分类——电化学腐蚀腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类钢铝a、不同金属组合渗碳体铁b、金属中含杂质新管道新管道c、表面状态不同1.按腐蚀的机理分类——电化学腐蚀02腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类1.按腐蚀的机理分类——电化学腐蚀应力集中d、应力及形变差异砂土粘土e、氧浓度差异铜铜表面状态不同缝内Cu2+浓度比缝外高f、金属离子浓度差异02腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类腐蚀1、均匀腐蚀2、缝隙腐蚀3、晶间腐蚀4、应力腐蚀02腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——均匀腐蚀换热器管箱腐蚀宏观形貌换热器管板腐蚀宏观形貌腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类均匀腐蚀是在整个金属表面几乎以相同速度进行的全面腐蚀，腐蚀的结果使设备壁厚减薄。如碳钢在强酸、强碱中的腐蚀，这种腐蚀危害性不大，可以通过在设计时增加设备的壁厚来保证设备具有一定的寿命。2.按腐蚀破坏的特征分类——均匀腐蚀02腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——缝隙腐蚀管壳式换热器管板缝隙腐蚀换热器管束产生的垢下腐蚀腐蚀的概念及分类在腐蚀性介质中，若金属与金属或与非金属之间存在很小的缝隙，则缝隙内的介质处于滞留状态，在缝隙内或近旁发生的局部腐蚀就是缝隙腐蚀。一般介质温度越高，越容易引起缝隙腐蚀。几乎所有的金属都可能产生缝隙腐蚀，但以依赖钝化而耐蚀的金属，如不锈钢、铝合金、钛合金等最容易产生这种腐蚀。几乎所有的腐蚀介质（包括淡水）都能引起金属的缝隙腐蚀，而含氯离子的溶液通常是缝隙腐蚀最敏感的介质。在压力容器上，常发生在各种开孔的法兰密封垫下、管壳式换热器的管板孔内、覆盖层破损处、螺栓连接的接合部和螺纹接合部等处。要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——缝隙腐蚀腐蚀的概念及分类缝隙腐蚀是由于缝隙内的溶液浓度、介质组分、pH值与缝隙外有很大不同，缝隙内氧浓度明显偏低，导致缝隙内的金属作为阳极不断失去电子变为离子，外面的氯离子大量进入缝隙进一步加剧了腐蚀的发生，从而导致了缝隙腐蚀。要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——缝隙腐蚀缝隙腐蚀机理示意图02腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——晶间腐蚀高温退火态晶间腐蚀焊缝晶间腐蚀焊缝附近晶间腐蚀02腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——晶间腐蚀晶界析出及腐蚀电池示意图腐蚀的概念及分类图中所示的一种合金在特定溶液中发生了应力腐蚀，导致管子发生破裂。合金比纯金属更易发生应力腐蚀，具有突发性及强破坏性等特点，是能源、石油、化工、航空等领域危害极大的一种设备失效形式。要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——应力腐蚀0Cr17Ni12Mo2管在含HAc、HBr、Cl-和硫酸盐等介质中的SCC宏观形貌腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——应力腐蚀金属特定的介质拉应力应力腐蚀（SCC）应力腐蚀是指金属材料在特定的介质和拉应力的协同作用下产生的腐蚀开裂，在宏观上开裂是脆性的。腐蚀的概念及分类要点二：腐蚀的分类2.按腐蚀破坏的特征分类——应力腐蚀下表列出了常见的能产生应力腐蚀的一些材料与介质的组合，设备所用的金属材料不要与其相接触的介质构成这种组合就可以有效的避免应力腐蚀发生。03常用的防腐措施常用的防腐措施在腐蚀性介质中加入某种物质，可缓解介质对设备的腐蚀。如在原油中先通过脱盐、脱水，注碱、注水、注铵、注缓蚀剂等方法进行预处理，以降低原油对设备的腐蚀作用。原油脱盐装置要点一：降低介质的腐蚀性常用的防腐措施根据设备所接触介质的特性，选用能够耐受这种介质的材料制作设备。如选择不锈钢，用耐腐蚀材料对设备进行衬里，在设备的表面涂覆一层耐腐蚀材料，或在设备的表面镀一层耐腐蚀材料等方法。要点二：采用耐腐蚀材料不锈钢材料衬里常用的防腐措施要点三：电化学保护利用活泼的合金与被保护体电连接，向被保护体提供电流，使被保护体成为电化学反应阴极的阴极保护方法。将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。牺牲阳极阴极保护示意图1.牺牲阳极