Df 第五章 金属腐蚀防护技术

1、Chapter 5 腐蚀防护技术腐蚀防护技术Chapter 5 腐蚀与防护技术腐蚀与防护技术n设备的腐蚀防护设计设备的腐蚀防护设计 Structure design of corrosion prevention for equipmentn改善腐蚀环境改善腐蚀环境 Alteration of corrosive environmentn电化学保护电化学保护 Electrochemical protectionn金属涂层金属涂层 Metallic coatingsn非金属涂层非金属涂层 Non-metallic coatingsSection 1nStructure design of cor

2、rosion prevention for equipment n 设备的腐蚀防护设计设备的腐蚀防护设计1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.1 选材基本要求选材基本要求n (1)基本要求基本要求n 耐化学介质的腐蚀能力；耐化学介质的腐蚀能力；n 具有一定的机械强度，在相应的工作温度和应力下能防止设备变具有一定的机械强度，在相应的工作温度和应力下能防止设备变形、脆裂和泄漏；形、脆裂和泄漏；n 具有所需要的良好的冷热加工、成形、焊接、热处理工艺性能；具有所需要的良好的冷热加工、成形、焊接、热处理工艺性能；n 市场供应方便、价格合理；市场供应方便、价格合

3、理；n 储存、制造和使用过程中不会造成环境污染和人体健康危害。储存、制造和使用过程中不会造成环境污染和人体健康危害。n(2)其次也应考虑以下各点其次也应考虑以下各点n 要满足使用要求；要满足使用要求；n 制造简易或经努力可以制造；制造简易或经努力可以制造；n 来源丰富，运输方便，来源不明、运输困难的不选；来源丰富，运输方便，来源不明、运输困难的不选；1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.1 选材基本要求选材基本要求n(2)其次也应考虑以下各点其次也应考虑以下各点n 设计上应按下列先后顺序，能用前者的尽量不用后者：设计上应按下列先后顺序，能用前者的尽量

4、不用后者：n a碳素钢一低合金钢一耐热抗氢钢一低温钢一奥氏体不锈碳素钢一低合金钢一耐热抗氢钢一低温钢一奥氏体不锈钢双相不锈钢一铝和铝合金一铁素体不锈钢一马氏体不锈钢钢双相不锈钢一铝和铝合金一铁素体不锈钢一马氏体不锈钢一钛和钛合金镍合金镍一铜和铜合金一锆一钽；一钛和钛合金镍合金镍一铜和铜合金一锆一钽；n b板材一管材一其他型材锻件一铸件；板材一管材一其他型材锻件一铸件；n c薄板一复合板一厚板锻件；薄板一复合板一厚板锻件；n d冷轧状态一热轧状态冷轧状态一热轧状态 正火状态正火加回火状态一调质正火状态正火加回火状态一调质状态；状态；n e库存一定尺一不定尺；库存一定尺一不定尺；1. Proper

5、 materials selection 合理选材合理选材n1.1 选材基本要求选材基本要求n(2)其次也应考虑以下各点其次也应考虑以下各点n 对不常用的材料或新材料应遵循下列先后顺序原则优先选用：对不常用的材料或新材料应遵循下列先后顺序原则优先选用：n国内标准有的一国外标准有的一国内经相关标准化委员会认可国内标准有的一国外标准有的一国内经相关标准化委员会认可批准的案例一国外经相关标准化委员会认可批准的案例经权批准的案例一国外经相关标准化委员会认可批准的案例经权威专家委员会鉴定合格并有实际使用一年以上经验的威专家委员会鉴定合格并有实际使用一年以上经验的(结构用钢结构用钢有完整的试验报告的耐腐蚀

6、材料有完整数据报告且有类似介有完整的试验报告的耐腐蚀材料有完整数据报告且有类似介质中挂片试验结果满足使用要求的质中挂片试验结果满足使用要求的)；n 不能用常温材料和高温材料代替低温材料使用；不能用常温材料和高温材料代替低温材料使用；n 对因运输重量限制的设备非抗腐蚀零部件尽量采用低合金高对因运输重量限制的设备非抗腐蚀零部件尽量采用低合金高强度钢，以减小结构外形尺寸和重量；强度钢，以减小结构外形尺寸和重量；n 当选用美国当选用美国ASTM、ASME等国外材料时，标准的化学成分等国外材料时，标准的化学成分和力学性能一般只供参考，对重要的设备还要根据设计工程的和力学性能一般只供参考，对重要的设备还要

7、根据设计工程的特殊要求提出附加要求。特殊要求提出附加要求。1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.2选材基本原则选材基本原则n石油化工设备石油化工设备(绝大部分是压力容器绝大部分是压力容器)设计的首要问题设计的首要问题是选材。对于给定工况，选择合适的材料是设计工程是选材。对于给定工况，选择合适的材料是设计工程师的责任。材料选择涉及方方面面，看起来是一个很师的责任。材料选择涉及方方面面，看起来是一个很复杂的难题。但从实际出发，一个压力设备设计工程复杂的难题。但从实际出发，一个压力设备设计工程师只要掌握选材的几个主要方面，选择材料就不是一师只要掌握选材的几

8、个主要方面，选择材料就不是一件难事了。件难事了。n设备承受设备承受压力载荷压力载荷(均匀的或交变的均匀的或交变的)及及非压力载荷非压力载荷(自自重、风载荷、地震载荷、冲击载荷、附属设备载荷、重、风载荷、地震载荷、冲击载荷、附属设备载荷、支座反力、运输载荷、波浪载荷、接管处的载荷等支座反力、运输载荷、波浪载荷、接管处的载荷等)。这些都在承压计算时起主要作用，但并不是影响材料这些都在承压计算时起主要作用，但并不是影响材料选择的主要因素。选择的主要因素。1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.2选材基本原则选材基本原则n石油化工设备石油化工设备(绝大部分是压

9、力容器绝大部分是压力容器)设计的首要问题设计的首要问题是选材。对于给定工况，选择合适的材料是设计工程是选材。对于给定工况，选择合适的材料是设计工程师的责任。材料选择涉及方方面面，看起来是一个很师的责任。材料选择涉及方方面面，看起来是一个很复杂的难题。但从实际出发，一个压力设备设计工程复杂的难题。但从实际出发，一个压力设备设计工程师只要掌握选材的几个主要方面，选择材料就不是一师只要掌握选材的几个主要方面，选择材料就不是一件难事了。件难事了。n设备承受设备承受压力载荷压力载荷(均匀的或交变的均匀的或交变的)及及非压力载荷非压力载荷(自自重、风载荷、地震载荷、冲击载荷、附属设备载荷、重、风载荷、地震

10、载荷、冲击载荷、附属设备载荷、支座反力、运输载荷、波浪载荷、接管处的载荷等支座反力、运输载荷、波浪载荷、接管处的载荷等)。这些都在承压计算时起主要作用，但并不是影响材料这些都在承压计算时起主要作用，但并不是影响材料选择的主要因素。选择的主要因素。1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.3 1.3 选材时应考虑的因素选材时应考虑的因素n(1)(1)介质介质 n硫化物应力腐蚀裂纹硫化物应力腐蚀裂纹(SSC)(SSC) 不论含有硫化氢和液态水的流体是酸性不论含有硫化氢和液态水的流体是酸性或碱性介质，均可能引起敏感材料的硫化物应力腐蚀开裂。或碱性介质，均可能引

11、起敏感材料的硫化物应力腐蚀开裂。n临氢使用临氢使用在常温下，即使压力很高，气态氢也不容易渗透到钢中去。在常温下，即使压力很高，气态氢也不容易渗透到钢中去。然而，当一般低碳钢在氢介质中使用温度高于然而，当一般低碳钢在氢介质中使用温度高于220220时，材料就有发生时，材料就有发生内部脱碳的倾向。这是因为氢气渗透到钢的内部，与碳生成甲烷产生内部脱碳的倾向。这是因为氢气渗透到钢的内部，与碳生成甲烷产生脱碳。生成的甲烷气体集聚在晶界等空隙中就造成裂纹或气泡。脱碳。生成的甲烷气体集聚在晶界等空隙中就造成裂纹或气泡。n应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹(SCC)(SCC) 金属材料在特定介质中，受应力作用后经一定金

12、属材料在特定介质中，受应力作用后经一定时间作用而引起的开裂。这是由于介质中有能引起应力腐蚀的成分，时间作用而引起的开裂。这是由于介质中有能引起应力腐蚀的成分，最常见有氯化物、氢氧化钠等。应力腐蚀敏感不仅与介质有关，还与最常见有氯化物、氢氧化钠等。应力腐蚀敏感不仅与介质有关，还与特定的材料有关，低碳钢在含氯离子介质中不会产生应力腐蚀开裂，特定的材料有关，低碳钢在含氯离子介质中不会产生应力腐蚀开裂，而奥氏体不锈钢却极易在含氯离子介质中发生应力腐蚀开裂。发生应而奥氏体不锈钢却极易在含氯离子介质中发生应力腐蚀开裂。发生应力腐蚀的应力大多为拉应力，应力腐蚀裂纹易产生于应力集中处，焊力腐蚀的应力大多为拉应

13、力，应力腐蚀裂纹易产生于应力集中处，焊接残余应力等引起的应力集中也易促使产生应力腐蚀裂纹。金属在环接残余应力等引起的应力集中也易促使产生应力腐蚀裂纹。金属在环境中发生境中发生SCCSCC问题的常见实例有：黄铜在氨水溶液中；碳钢在氢氧化钠问题的常见实例有：黄铜在氨水溶液中；碳钢在氢氧化钠或卤素溶液中；奥氏体不锈钢在含氯溶液中；钛合金在发烟硝酸或甲或卤素溶液中；奥氏体不锈钢在含氯溶液中；钛合金在发烟硝酸或甲醇醇HClHCl中。中。1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.3 1.3 选材时应考虑的因素选材时应考虑的因素n (2)温度温度n温度影响结构材料的性

14、能温度影响结构材料的性能，因此是选材的一个十分重要的，因此是选材的一个十分重要的因素。材料的强度以及抗氧化性随着温度的升高而降低，因素。材料的强度以及抗氧化性随着温度的升高而降低，因此所有材料都有一个合适的最高使用温度的限制，高于因此所有材料都有一个合适的最高使用温度的限制，高于该温度则材料不宜使用。温度高于某一温度时，材料会产该温度则材料不宜使用。温度高于某一温度时，材料会产生蠕变导致材料断裂或变形过大而失效。碳素钢的蠕变温生蠕变导致材料断裂或变形过大而失效。碳素钢的蠕变温度约为度约为400左右，低合金钢约为左右，低合金钢约为450左右，不锈钢约为左右，不锈钢约为520580。n材料的强度随

15、着温度的降低而增加材料的强度随着温度的降低而增加，但在压力容器设计中，但在压力容器设计中不允许采用因温度降低而强度升高的材料。在低温压力容不允许采用因温度降低而强度升高的材料。在低温压力容器设计中只允许采用室温的强度指标作为设计依据。材料器设计中只允许采用室温的强度指标作为设计依据。材料的延性及韧性随着温度的降低而降低。材料的韧性的延性及韧性随着温度的降低而降低。材料的韧性(特指冲特指冲击韧性击韧性)是确定材料低温使用的依据。往往要求一定强度水是确定材料低温使用的依据。往往要求一定强度水平的材料在某一低温使用时必须具有相应的冲击韧性。材平的材料在某一低温使用时必须具有相应的冲击韧性。材料从韧性

16、状态转变为脆性状态的温度称为冷脆转变温度。料从韧性状态转变为脆性状态的温度称为冷脆转变温度。1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.3 1.3 选材时应考虑的因素选材时应考虑的因素n (3)压力压力n压力和设备的尺寸决定了所用材料的厚度。往往材料厚度压力和设备的尺寸决定了所用材料的厚度。往往材料厚度增加，性能会降低，且加工不方便，使加工成本增加。因增加，性能会降低，且加工不方便，使加工成本增加。因此对大直径、高压力的设备往往选用高强度钢，可减小壁此对大直径、高压力的设备往往选用高强度钢，可减小壁厚以降低总体成本。厚以降低总体成本。n(4)流体速度流体速

17、度n流体的速度会产生冲蚀、磨蚀和汽蚀，在选材时应注意。流体的速度会产生冲蚀、磨蚀和汽蚀，在选材时应注意。流体含有固体颗粒会对冲蚀和磨蚀产生显著影响。流体含有固体颗粒会对冲蚀和磨蚀产生显著影响。 n(5)材料的相容性材料的相容性n 承压设备可由多种材料构成，在焊接连接时更应注意它承压设备可由多种材料构成，在焊接连接时更应注意它们的相容性，如电化学腐蚀。们的相容性，如电化学腐蚀。n(6)制造加工的工艺性能制造加工的工艺性能n 选择材料要注意其加工性能，如冷热加工性能等，特别选择材料要注意其加工性能，如冷热加工性能等，特别是焊接工艺性能这方面要予以充分了解。是焊接工艺性能这方面要予以充分了解。n 1

18、. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.3 1.3 选材时应考虑的因素选材时应考虑的因素n(7)成本成本n最优秀的材料选择具有最低的成本寿命比。最优秀的材料选择具有最低的成本寿命比。n有时使用加大腐蚀裕量的碳钢比采用价格较贵的抗腐蚀材料更为经有时使用加大腐蚀裕量的碳钢比采用价格较贵的抗腐蚀材料更为经济济(指材料成本、制造成本的总和指材料成本、制造成本的总和)。n在必须使用不锈钢及其他贵重合金材料时，如厚度较厚可采用以碳在必须使用不锈钢及其他贵重合金材料时，如厚度较厚可采用以碳素钢或低合金钢为基层的覆合钢板或金属衬里，经济性更显著。素钢或低合金钢为基层的覆

19、合钢板或金属衬里，经济性更显著。n在某些腐蚀场合下可采用非金属衬里或涂层，如橡胶、环氧树脂、在某些腐蚀场合下可采用非金属衬里或涂层，如橡胶、环氧树脂、玻璃或其他专用涂料。但这种措施一般要受温度的限制，以及真空度玻璃或其他专用涂料。但这种措施一般要受温度的限制，以及真空度的限制。的限制。n(8)货源货源(规格品种的配套规格品种的配套)n一般材料可直接采购，但一些特殊材料的采购供应就有时间的约束。一般材料可直接采购，但一些特殊材料的采购供应就有时间的约束。特别是一些多规格、小批量的材料在采购供应上涉及的不仅是时间和特别是一些多规格、小批量的材料在采购供应上涉及的不仅是时间和价格的问题，因此设计要予

20、以考虑。价格的问题，因此设计要予以考虑。n(9)重量重量n一般固定安置在陆地上的设备较少考虑重量的限制，但如果是安置于一般固定安置在陆地上的设备较少考虑重量的限制，但如果是安置于海上的石油平台和设备及船上、车上的设备，重量便是影响选材的重海上的石油平台和设备及船上、车上的设备，重量便是影响选材的重要因素。要因素。1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.4 1.4 选材选材 n从分析压力容器影响材料的主要因素出发，以及了解典型从分析压力容器影响材料的主要因素出发，以及了解典型材料的基本情况后，设计者对于大部分压力容器可确定选材料的基本情况后，设计者对于大

21、部分压力容器可确定选用材料类型。如采用碳素钢或是不锈钢，或是有色金属。用材料类型。如采用碳素钢或是不锈钢，或是有色金属。n各国压力容器规范都确定可用材料各国压力容器规范都确定可用材料( (一般称一般称表列材料表列材料) )以及相应以及相应的材料技术条件。在压力容器规范中也规定了相应材料的使用的材料技术条件。在压力容器规范中也规定了相应材料的使用限制。如我国的限制。如我国的钢制压力容器钢制压力容器标准标准GB150G有相应的即有相应的规定。规定。n(1)(1)材料技术条件的理解材料技术条件的理解n我国的材料技术条件我国的材料技术条件( (材料标准材料标准) )分为国家标

22、准、部分为国家标准、部( (行业行业) )标准及企业标准；国外一般分行业标准及企业标准；国外一般分行业( (协会协会) )标准及企业标准。标准及企业标准。n因此对特定的压力容器选材时采用标准要加以研究，对特殊场因此对特定的压力容器选材时采用标准要加以研究，对特殊场合可根据需要提出补充要求。但应注意，提出补充要求往往伴合可根据需要提出补充要求。但应注意，提出补充要求往往伴随着成本增加。对有经验的设计者来说可选择能满足要求的相随着成本增加。对有经验的设计者来说可选择能满足要求的相应标准，如果该材料标准本身的要求已满足设计者要求，无需应标准，如果该材料标准本身的要求已满足设计者要求，无需提出补充要求

23、。提出补充要求。1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.4 1.4 选材选材 n(2)(2)强度钢强度钢n强度钢一般指碳素钢和低合金钢，可按强度钢一般指碳素钢和低合金钢，可按GB 150GB 150钢制压力容器钢制压力容器选用选用表列材料及相应的材料标准。一般来说这样选用是可保证质量的。但表列材料及相应的材料标准。一般来说这样选用是可保证质量的。但是在选择强度级别较大的钢种时要特别重视，如是在选择强度级别较大的钢种时要特别重视，如Rm570MPaRm570MPa，Rs440MPaRs440MPa的钢材，应详细了解企业的生产情况以及该钢材的实际使的钢材，

24、应详细了解企业的生产情况以及该钢材的实际使用情况。用情况。n压力容器强度钢除首先选用压力容器钢材标准外，也可选用造船用钢、压力容器强度钢除首先选用压力容器钢材标准外，也可选用造船用钢、桥梁用钢及锅炉用钢。由于冶炼及技术要求不同，一般说造船用钢、桥梁用钢及锅炉用钢。由于冶炼及技术要求不同，一般说造船用钢、桥梁用钢适用于常温及低温使用，而锅炉用钢则适用于常温及中温使桥梁用钢适用于常温及低温使用，而锅炉用钢则适用于常温及中温使用。用。n(3)(3)不锈钢不锈钢n国内不锈钢也习惯于采用国内不锈钢也习惯于采用AISIAISI的命名，如的命名，如304304，316316等。根据设备的参等。根据设备的参数

25、选用相应类别的不锈钢，再按不锈钢技术条件采购。选用者除了类数选用相应类别的不锈钢，再按不锈钢技术条件采购。选用者除了类别外可根据需要选用低碳别外可根据需要选用低碳(C0.08(C0.08) )或超低碳或超低碳(C0.03(C0.03) )以满足要以满足要求。求。1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.5 1.5 材料技术要求的依据材料技术要求的依据 n1.5.1有关标准的代号有关标准的代号n （1）中国标准）中国标准n GB国家标准国家标准n GBT国家推荐标准国家推荐标准n JBT机械行业推荐标准机械行业推荐标准n YBT冶金行业推荐标准冶金行业推荐

26、标准n HGT化工行业推荐标准化工行业推荐标准1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.5 1.5 材料技术要求的依据材料技术要求的依据 n1.5.11.5.1有关标准的代号有关标准的代号n（2 2）美国标准）美国标准n - ANSI- ANSI美国国家标准美国国家标准n - AISI- AISI美国钢铁学会美国钢铁学会n - ACI- ACI美国铸造研究所美国铸造研究所n - MIL- MIL美国军用规范与标准美国军用规范与标准n - AMS- AMS美国航天航空材料技术规范美国航天航空材料技术规范n - ASTM- ASTM美国材料与试验协会美国材料

27、与试验协会n - ASME- ASME美国机械工程师学会美国机械工程师学会n - API- API美国石油学会美国石油学会n - AWS- AWS美国焊接协会美国焊接协会n - NACE- NACE美国腐蚀工程师协会美国腐蚀工程师协会n - UNS- UNS美国金属与合金统一编号系统美国金属与合金统一编号系统n - NBS- NBS美国国家标准局美国国家标准局1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.5 1.5 材料技术要求的依据材料技术要求的依据 n1.5.11.5.1有关标准的代号有关标准的代号n （3）日本标准）日本标准n JIS 日本工业标准日本

28、工业标准n （4）德国标准）德国标准n DIN德国国家标准德国国家标准n VdTUV德国检验师协会德国检验师协会n KRUPP VDM德国克虏伯钢铁公司标准德国克虏伯钢铁公司标准 1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.5 1.5 材料技术要求的依据材料技术要求的依据 n1.5.11.5.1有关标准的代号有关标准的代号n（5）法国标准）法国标准n NF法国国家标准法国国家标准n （6）英国标准）英国标准nBS英国国家标准英国国家标准n（7）瑞典标准）瑞典标准n NBS瑞典金属标准中心瑞典金属标准中心n SS瑞典国家标准瑞典国家标准n SAF瑞典瑞典SA

29、NDVIK公司标准公司标准n（8）欧盟标准）欧盟标准nEN 1002820031. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.5 1.5 材料技术要求的依据材料技术要求的依据 n1.5.2 1.5.2 有关产品标准和规范的规定有关产品标准和规范的规定n容器类标准容器类标准 GB 150钢制压力容器钢制压力容器GB 151管壳式换热器管壳式换热器JBT 4732钢制压力容器分析设计标准钢制压力容器分析设计标准JBT4331钢制卧式容器钢制卧式容器JBT4710钢制塔式容器钢制塔式容器JBT4735钢制常压容器钢制常压容器；n 法兰类标准法兰类标准JB 4700压

30、力容器法兰分类与技术条件压力容器法兰分类与技术条件JB 4701甲型平焊法兰甲型平焊法兰JB 4702乙型平焊法兰乙型平焊法兰JB 4703长颈对接法兰长颈对接法兰；n HGJ 15钢制化工容器材料选用规定钢制化工容器材料选用规定1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.6 1.6 化工设备选材举例化工设备选材举例- -加氢反应器加氢反应器1. Proper materials selection 合理选材合理选材n1.6 1.6 化工设备选材举例化工设备选材举例- -延迟焦化装置焦炭塔延迟焦化装置焦炭塔1. Proper materials selec

31、tion 合理选材合理选材n1.6 1.6 化工设备选材举例化工设备选材举例- -常减压装置主要设备常减压装置主要设备2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.1 The shape of components should be simple and suitable 结构件形状应尽可能简单和合理结构件形状应尽可能简单和合理图图5-1 容器本体形状正确设计（形状简单化）容器本体形状正确设计（形状简单化）2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计

32、n2.1 The shape of components should be simple and suitable 结构件形状应尽可能简单和合理结构件形状应尽可能简单和合理2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.1 The shape of components should be simple and suitable 结构件形状应尽可能简单和合理结构件形状应尽可能简单和合理2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.2 Avoid t

33、he corrosion caused by stagnant and deposits 尽量避免残留液和沉尽量避免残留液和沉积物造成腐蚀积物造成腐蚀n2.2.1 Locate the section of components suitably 合理布置合理布置剖面剖面2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.2 Avoid the corrosion caused by stagnant and deposits 尽量避免残尽量避免残留液和沉积物造成腐蚀留液和沉积物造成腐蚀n2.2.2 Avoid the acc

34、umulation of the water and solid particles 避免水分和避免水分和尘粒的积存尘粒的积存2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.2 Avoid the corrosion caused by stagnant and deposits 尽量避免残留液和沉积尽量避免残留液和沉积物造成腐蚀物造成腐蚀2.2.3 Suitable structural design 合理进

35、行结合理进行结构设计构设计2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.2 Avoid the corrosion caused by stagnant and deposits 尽量避免残留液和沉积尽量避免残留液和沉积物造成腐蚀物造成腐蚀2.2.3 Suitable structural design 合理进行结合理进行结构设计构设计2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.2 Avoid the corrosion caused by st

36、agnant and deposits 尽量避免残留液和沉积物造成腐蚀尽量避免残留液和沉积物造成腐蚀2.2.3 Suitable structural design 合理进行结构设计合理进行结构设计2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.3 The prevention of galvanic corrosion 防止电偶腐蚀防止电偶腐蚀n2.3.1 Utilizing the same materials in the same structure 在同一结构在同一结构中尽量采用相同的材料中尽量采用相同的材料n2

37、.3.2 Insulating the different metals by organic materials 不同金属不同金属之间用有机材料隔绝之间用有机材料隔绝2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.3 The prevention of galvanic corrosion 防止电偶腐蚀防止电偶腐蚀 2.3.3 Inserting the third materials between the different metals 异异种金属间插入第三种材料种金属间插入第三种材料2. Structural d

38、esign of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.3 The prevention of galvanic corrosion 防止电偶腐蚀防止电偶腐蚀2.3.4 Considering the ratio of cathode-anode area 考虑阴阳极的面积比考虑阴阳极的面积比n2.3.5 Utilizing the reliable dope of corrosion resistance 采用可靠的耐蚀采用可靠的耐蚀涂料涂料图图5-14 阴阳极大小的正确设计阴阳极大小的正确设计注：蒙乃尔合金注：蒙乃尔合金66Ni-32Cu耐蚀合金耐蚀合金2

39、. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.4 The prevention of crevice corrosion 防止缝隙腐蚀防止缝隙腐蚀2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.4 The prevention of crevice corrosion 防止缝隙腐蚀防止缝隙腐蚀2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.4 The prevention of c

40、revice corrosion 防止缝隙腐蚀防止缝隙腐蚀2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.4 The prevention of crevice corrosion 防止缝隙腐蚀防止缝隙腐蚀2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.4 The prevention of crevice corrosion 防止缝隙腐蚀防止缝隙腐蚀2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计

41、防蚀结构设计n2.5 Decreasing various stresses in designing components n 构件设计时应尽量降低各种应力构件设计时应尽量降低各种应力2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.5 Decreasing various stresses in designing components n 构件设计时应尽量降低各种应力构件设计时应尽量降低各种应力2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.6 P

42、reventing the corrosion caused by environmental differences 防止环境差异引起的腐蚀防止环境差异引起的腐蚀2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.6 Preventing the corrosion caused by environmental differences 防止环境差异引起的腐蚀防止环境差异引起的腐蚀2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.7 Preventing

43、the corrosion caused by the flowing liquid n 防止液体流动形式造成的腐蚀防止液体流动形式造成的腐蚀n2.7.1 The abrupt change of geometry arise in excess speed and turbulence 设计外形和形状的突变引起超流速与湍流的发生设计外形和形状的突变引起超流速与湍流的发生2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.7 Preventing the corrosion caused by the flowing liqu

44、id n 防止液体流动形式造成的腐蚀防止液体流动形式造成的腐蚀n2.7.2 Use of components with little resistance to flowing in pipeline system 选用对流体阻力小的部件选用对流体阻力小的部件2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.7 Preventing the corrosion caused by the flowing liquid n 防止液体流动形式造成的腐蚀防止液体流动形式造成的腐蚀n2.7.3 Specify the proper

45、 curvature radii for pipeline 确定合理的弯曲半径确定合理的弯曲半径2. Structural design of corrosion prevention 防蚀结构设计防蚀结构设计n2.7 Preventing the corrosion caused by the flowing liquid n 防止液体流动形式造成的腐蚀防止液体流动形式造成的腐蚀n2.7.4 The design of pipe-tie with high flowing speed 高流速接头部位设计高流速接头部位设计3. Strength design of corrosion prev

46、ention 防蚀强度设计防蚀强度设计n3.1 Anticipate corrosion rate 腐蚀裕量腐蚀裕量nA 腐蚀裕量（腐蚀裕量（mm）；）； 材料在腐蚀介质中的年腐蚀量（材料在腐蚀介质中的年腐蚀量（mm/a）；）； 安全系数，与不均匀腐蚀程度有关。安全系数，与不均匀腐蚀程度有关。n3.2 The strength calculation of local corrosion 局部腐蚀强度局部腐蚀强度的计算的计算n3.3 The strength change caused by manufacturing 加工过程加工过程引起的强度变化引起的强度变化aA a4. The desi

47、gn of corrosion prevention process 防腐工艺设计防腐工艺设计n4.1 Machining 机械加工机械加工n4.1.1金属材料最好在退火状态下进行机械加工或冷弯、冷冲等成型工金属材料最好在退火状态下进行机械加工或冷弯、冷冲等成型工艺艺, 以保证较小残余应力。以保证较小残余应力。n4.1.2金属材料经过机械加工或冷弯、冷冲等成型加工后应及时进行消除金属材料经过机械加工或冷弯、冷冲等成型加工后应及时进行消除应力热处理。应力热处理。n4.1.3磨光、抛光及喷丸处理可增加金属表面的残余压应力，有助于提高磨光、抛光及喷丸处理可增加金属表面的残余压应力，有助于提高材料的耐

48、蚀性。材料的耐蚀性。n4.1.4保证机械加工表面粗糙度，特别是在应力集中处，要严格按照设计保证机械加工表面粗糙度，特别是在应力集中处，要严格按照设计计算的要求进行加工。计算的要求进行加工。n4.1.5机械加工中使用的冷却液，应对加工材料无腐蚀性。机械加工中使用的冷却液，应对加工材料无腐蚀性。n4.1.6对某些零件应采取必要的工序间防锈措施。对某些零件应采取必要的工序间防锈措施。4. The design of corrosion prevention process 防腐工艺设计防腐工艺设计n4.2 Heat treatment 热处理热处理n4.2.1 应防止金属高温氧化和脱碳应防止金属高温

49、氧化和脱碳,最好采用真空热处理、可控气氛热处最好采用真空热处理、可控气氛热处理、感应加热处理或使用热处理保护涂料。理、感应加热处理或使用热处理保护涂料。n4.2.2 对有氢脆敏感性的材料如高强钢、超高强钢及钛合金，不能在含氢对有氢脆敏感性的材料如高强钢、超高强钢及钛合金，不能在含氢气氛中加热。气氛中加热。n4.2.3 对易产生沿晶腐蚀和应力腐蚀的材料，应避免敏感的热处理温度，对易产生沿晶腐蚀和应力腐蚀的材料，应避免敏感的热处理温度，并严格遵守工艺规程。并严格遵守工艺规程。n4.2.4 对于在腐蚀性介质中处理的工件，应及时清除腐蚀性残留物。对于在腐蚀性介质中处理的工件，应及时清除腐蚀性残留物。n

50、4.2.5 对于可产生较大残余拉应力的热处理，在最终热处理后，须采取消对于可产生较大残余拉应力的热处理，在最终热处理后，须采取消除应力措施。除应力措施。n4.2.6 表面淬火、化学热处理等可增加工件表面残余压应力，有助于提高表面淬火、化学热处理等可增加工件表面残余压应力，有助于提高材料的耐蚀性，若有条件或可能时，应尽量采用。材料的耐蚀性，若有条件或可能时，应尽量采用。4. The design of corrosion prevention process 防腐工艺设计防腐工艺设计n4.3 Forging and extrusion 锻造和挤压锻造和挤压n4.3.1应控制锻件流线末端的外露。应

51、控制锻件流线末端的外露。n4.3.2对有较大残余应力的锻件应采取消除应力的措施。对有较大残余应力的锻件应采取消除应力的措施。n4.3.3某些锻造工艺对于提高耐蚀性有利，如对高强度铝合金来说，某些锻造工艺对于提高耐蚀性有利，如对高强度铝合金来说，自由锻比模锻更有利于提高锻件的抗应力腐蚀能力。自由锻比模锻更有利于提高锻件的抗应力腐蚀能力。n4.4 Casting 铸造铸造n4.4.1尽量采用精密铸造工艺，减少铸件的孔洞、砂眼。尽量采用精密铸造工艺，减少铸件的孔洞、砂眼。n4.4.2若有可能应尽量除去铸件表面的多孔层或进行封孔处理。若有可能应尽量除去铸件表面的多孔层或进行封孔处理。n4.4.3避免铸

52、件上镶嵌件与铸件之间较大的电位差，减轻电偶腐蚀避免铸件上镶嵌件与铸件之间较大的电位差，减轻电偶腐蚀的危害。的危害。4. The design of corrosion prevention process 防腐工艺设计防腐工艺设计n4.5 Welding 焊接焊接n4.5.1从防腐角度来看，对接焊比搭接焊好，连续焊比断续焊和点从防腐角度来看，对接焊比搭接焊好，连续焊比断续焊和点焊好，若有可能最好用粘接代替焊接。焊好，若有可能最好用粘接代替焊接。n4.5.2 焊材成分应与基体成分相近，或焊条材料电位比基体更正一焊材成分应与基体成分相近，或焊条材料电位比基体更正一些，避免大阴极（基体）、小阳极（焊

53、缝）的不良腐蚀组合。些，避免大阴极（基体）、小阳极（焊缝）的不良腐蚀组合。n4.5.3焊缝处的热影响区容易发生局部腐蚀，应采用必要的保护措焊缝处的热影响区容易发生局部腐蚀，应采用必要的保护措施。施。n4.5.4焊接后，焊缝处的焊渣应及时清理干净，以免残渣引起局部焊接后，焊缝处的焊渣应及时清理干净，以免残渣引起局部腐蚀。腐蚀。n4.5.5某些焊接件不允许进行某些表面处理，如点焊件、断续焊件某些焊接件不允许进行某些表面处理，如点焊件、断续焊件及单面搭接焊件等，不允许采用电镀、阳极氧化等浸入电解液中及单面搭接焊件等，不允许采用电镀、阳极氧化等浸入电解液中的表面处理方法，而要采用涂漆或喷涂金属等方法。

54、的表面处理方法，而要采用涂漆或喷涂金属等方法。n4.5.6焊接和表面处理二者在工序上应有合理的安排。焊接和表面处理二者在工序上应有合理的安排。4. The design of corrosion prevention process 防腐工艺设计防腐工艺设计n4.6 Superficial treatment 表面处理表面处理n4.6.1脱脂、酸洗等表面处理工序可能产生过腐蚀或渗氢，应慎重脱脂、酸洗等表面处理工序可能产生过腐蚀或渗氢，应慎重处理。处理。n4.6.2电镀、氧化处理后及时清理残留的各种腐蚀性介质。电镀、氧化处理后及时清理残留的各种腐蚀性介质。n4.6.3酸洗、电镀后要考虑除氢处理。

55、酸洗、电镀后要考虑除氢处理。n4.6.4联接件或组合件一般先进行表面处理，然后联接或组合。联接件或组合件一般先进行表面处理，然后联接或组合。n4.6.5对于破损的表面处理层应及时进行返工或修补对于破损的表面处理层应及时进行返工或修补.n4.6.6对高强、超高强钢、铝、镁、钛合金等，应严格遵守相应的对高强、超高强钢、铝、镁、钛合金等，应严格遵守相应的要求和规定。要求和规定。4. The design of corrosion prevention process 防腐工艺设计防腐工艺设计n4.7 Assemblage 装配装配n4.7.1 装配前应检查和核实零件的镀层是否正确，保护层是否有损装配

56、前应检查和核实零件的镀层是否正确，保护层是否有损伤，零件是否已发生腐蚀等，发现问题应及时解决在装配之前。伤，零件是否已发生腐蚀等，发现问题应及时解决在装配之前。n4.7.2 对耐蚀性要求很高或易于发生腐蚀的零件，不允许赤手装配，对耐蚀性要求很高或易于发生腐蚀的零件，不允许赤手装配，防止手汗对零件的腐蚀。防止手汗对零件的腐蚀。n4.7.3 装配时注意必要造成过大的装配应力。装配时注意必要造成过大的装配应力。n4.7.4 对不宜接触的材料不能装配在一起，如镀镉零件不能和钛合对不宜接触的材料不能装配在一起，如镀镉零件不能和钛合金接触，镀镉、镀铝件不能与碳纤维复合材料接触等。金接触，镀镉、镀铝件不能与

57、碳纤维复合材料接触等。n4.7.5 对有密封要求的部位，在装配中要保证密封质量，防止有害对有密封要求的部位，在装配中要保证密封质量，防止有害介质的侵入。介质的侵入。n4.7.6 装配中及装配结束后应及时进行清理检查，除去灰尘、金属装配中及装配结束后应及时进行清理检查，除去灰尘、金属屑等残留物，并检查通风孔、排水孔等孔口，使之不被堵塞，以屑等残留物，并检查通风孔、排水孔等孔口，使之不被堵塞，以便腐蚀性介质排出。便腐蚀性介质排出。5. Proper choose the measures of corrosion prevention 正确选择防腐措施正确选择防腐措施 金属腐蚀速度与金属腐蚀速度与

58、pH值之间的关系值之间的关系%10000vvvvv 、0lSection 3lElectrochemical protection l 电化学保护电化学保护1. Definitionl电化学保护是电化学保护是根据金属腐蚀根据金属腐蚀的电化学原理，的电化学原理，将被保护金属将被保护金属的电位移至免的电位移至免蚀区或钝化区，蚀区或钝化区，以降低腐蚀速以降低腐蚀速度，对金属实度，对金属实施保护的方法。施保护的方法。可分为可分为阴极保阴极保护护和和阳极保护阳极保护两种两种2. Cathodic protection 阴极保护阴极保护 l阴极保护就是使被保护的金属电位负移，发生阴极保护就是使被保护的金属

59、电位负移，发生阴极极化，成为电化学体系中的阴极从而受到阴极极化，成为电化学体系中的阴极从而受到保护的电化学保护的方法。保护的电化学保护的方法。l外加电流阴极保护法外加电流阴极保护法 Cathodic protection by an external power supplyl牺牲阳极阴极保护法牺牲阳极阴极保护法 Cathodic protection by sacrificing anode2. Cathodic protection 阴极保护阴极保护 l2.1 The principle of cathodic protection 阴极保护原理阴极保护原理l金属之所以发生腐蚀是因为它们作

60、为腐蚀电池的阳极发生阳金属之所以发生腐蚀是因为它们作为腐蚀电池的阳极发生阳极反应，失去电子而成为金属离子，如果设法使电流流入金极反应，失去电子而成为金属离子，如果设法使电流流入金属（电位变负），金属腐蚀溶解的阳极过程就会受到抑制，属（电位变负），金属腐蚀溶解的阳极过程就会受到抑制，金属就会受到保护。如果由外加电源向金属提供电子，就是金属就会受到保护。如果由外加电源向金属提供电子，就是外加电源阴极保护法。如果用另外一种电位更负的金属提供外加电源阴极保护法。如果用另外一种电位更负的金属提供电子，就是牺牲阳极阴极保护法。电子，就是牺牲阳极阴极保护法。l2.1.1 The principle of c