水工艺设备基础

水工艺设备基础

2006-12给水排水教研室卢金锁

给水排水工程专业基础课程环境与市政工程学院第2章材料设备的腐蚀防护与保温主要内容：材料设备的腐蚀与防护设备的保温重点：掌握水工艺设备及常用材料的腐蚀与防护的基本原理与方法。难点：设备、材料的腐蚀原理与方法。1/8/20232材料腐蚀分类金属材料腐蚀非金属材料腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀高温腐蚀常温腐蚀材料类型腐蚀机理腐蚀环境分类依据1/8/20233金属材料腐蚀分类大气腐蚀土壤腐蚀自然环境依据腐蚀的环境状态（自然环境和工业环境）淡水腐蚀海水腐蚀微生物腐蚀酸性溶液碱性溶液工业环境盐类溶液工业水中液态金属1/8/20234金属材料腐蚀分类电偶腐蚀点蚀局部腐蚀依据腐蚀形态（全面腐蚀、局部腐蚀、力与环境因素共同作用下的腐蚀）缝隙腐蚀晶间腐蚀选择性腐蚀氢致开裂应力腐蚀共同作用腐蚀疲劳腐蚀磨损均匀的不均匀的全面腐蚀1/8/20235设备材料腐蚀图片1/8/20236设备材料腐蚀图片1/8/202372.1材料设备的腐蚀与防护1、腐蚀概念

腐蚀是材料与它所处环境介质之间发生作用而引起材料的变质和破坏。材料环境介质发生作用腐蚀问题无处不在。2.1.1概述1/8/202382.1.1概述2、腐蚀的危害经济损失巨大资源和能源浪费严重引发灾难性事故造成环境污染（跑、冒、滴、漏）阻碍新技术的发展1/8/202392.1.1概概述述自来来水水管管道道腐腐蚀蚀化学和生物腐腐蚀(沉积物物、锈蚀物、、粘垢)；管壁变薄、出出现局部的凹凹坑和麻点(黑水、红水水、绿水)；；水质变坏、降降低管网输水水能力、增加加泵站能耗、、可能产生爆爆管。12/29/2022102.1.1概概述锅炉炉炉管的的腐蚀蚀溶解氧氧腐蚀蚀（电电化学学腐蚀蚀，铁铁为阳阳极，，氧为为阴极极）；；给水含含盐量量过高高加速速了溶溶解氧氧腐蚀蚀；保持锅锅炉薄薄垢运运行，，能有有效减减缓金金属的的氧腐腐蚀；；12/29/2022112.1.1概概述热水锅锅炉氧氧腐蚀蚀管线长长，补补水量量过多多，使使得水水中氧氧气量量增加加；水中pH偏偏低；；给水未未采取取除氧氧措施施；锅炉水水中的的氧未未析出出，附附着在在锅炉炉受热热面上上。12/29/2022122.1.2腐蚀与与防护基本本原理一、金属腐腐蚀金属腐蚀是是指金属与与环境介质质发生化学学或电化作作用，由单单质变成化化合物的过过程。金属腐蚀主主要有化学腐蚀、电化学腐蚀蚀。这个过程能能否进行是是热力学问题题，进行速度度如何是动力学问题题。12/29/2022132.1.2腐蚀与与防护基本本原理1、金属的的化学腐蚀蚀纯氧化还原原过程，金金属被氧化化，腐蚀介介质被还原原；气体腐蚀、、非电解质质溶液腐蚀蚀；反应进行中中没有电流流产生。（1）金属属氧化及其其氧化膜大多数金属属氧化在其其表面上形形成一层氧氧化物固相相膜；氧化膜减慢慢金属继续续氧化的速速度。12/29/2022142.1.2腐腐蚀与防防护基本本原理12/29/2022152.1.2腐腐蚀与防防护基本本原理12/29/2022162.1.2腐腐蚀与防护护基本原理（2）钢铁的的气体腐蚀高温氧化、脱脱碳、氢蚀和和铸铁肿胀。。①高温氧化化铁在铸造、扎扎制、热处理理过程中发生生高温氧化。。570℃以下下，生成的氧氧化物为Fe3O4和Fe2O3超过570℃℃时，在氧化化膜内层生成成FeO。高于800℃℃，表面上就就开始形成多多孔、疏松的的“氧化皮””。12/29/2022172.1.2腐腐蚀与防护护基本原理②脱碳脱碳是指在腐腐蚀过程中，，除了生成氧氧化皮层外，，与氧化皮层层相连的内层层渗碳体Fe3C与介质中的的氧、二氧化化碳、水等作作用，生成的的气体降低了了膜的保护作作用。防止：增加气气体介质中CO和CH4的含量或在钢钢中添加铝和和钨。12/29/2022182.1.2腐腐蚀与防护护基本原理③氢蚀第一阶段是可逆氢脆：氢以原子状状态向钢的内内部扩散，没没有起化学反反应，也未改改变其组织，，却降低了钢钢的韧性。在在一定条件下下韧性又可以以部分或全部部恢复。第二阶段是氢蚀阶段：侵入并扩散散到钢中的氢氢与不稳定化化合物发生反反应。防止：降低含碳量量、加合金元元素。12/29/2022192.1.2腐腐蚀与与防护护基本本原理理④铸铸铁的的肿胀胀是一种种晶间气气体腐腐蚀。腐蚀蚀性气气体沿沿晶界界、石石墨夹夹杂物物和细细微裂裂缝渗渗入到到铸铁铁内部部，发发生氧氧化作作用。。由于于氧化化物的的生成成，铸铸铁体体积变变大，，产生生肿胀胀，其其强度度大大大降低低。防止：加适适量硅硅（5%——10%））。12/29/2022202.1.2腐腐蚀与与防护护基本本原理理（3））防止止钢铁铁气体体腐蚀蚀的方方法合金化化：加入入元素素Cr、Al、、Si，在在氧化化性介介质中中形成成极稳稳定的的Cr2O3、Al2O3、SiO2，形形成成有有效效的的保保护护层层。。改善善介介质质：通通过过设设法法改改善善介介质质成成分分。。应用用保保护护性性覆覆盖盖层层：涂涂层层将将金金属属和和气气体体介介质质隔隔离离开开来来。。耐高高温温氧氧化化的的陶陶瓷瓷覆覆盖盖层层：采采用用热热喷喷涂涂或或等等离离子子喷喷涂涂的的方方法法，，在在金金属属表表面面形形成成耐耐高高温温氧氧化化的的陶陶瓷瓷覆覆盖盖层层。。12/29/2022212.1.2腐腐蚀与防防护基本本原理2、金属属的电化化学腐蚀蚀金属在电电解质介介质中由由于电化化学作用用发生的的腐蚀；；是一种种最普通通的金属属腐蚀现现象；发生原因因：金属属和水溶溶液两类类导体、、金属表表面的微微观区域域存在差差异腐蚀过程程中有电电流流动动；腐蚀过程程包括：：阳极过过程、电电子转移移、阴极极过程。。12/29/202222金属腐蚀蚀原电池池分类依据电极极尺寸：：宏观和和微观腐腐蚀原电电池异种金属属侵入不不同的电电解质溶溶液异种金属属在同一一腐蚀介介质中接接触（电电偶电池池）宏观腐蚀蚀电池浓差腐蚀蚀温差腐蚀蚀12/29/202223腐蚀原电电池原理理2.1.2腐腐蚀与防防护基本本原理（1）微微观腐蚀蚀原电池池腐蚀原电电池：金金属腐蚀蚀的短路路原电池池。产生条件件：化学成分分不均一一；组织结构构不均一一；物理状态态不均一一；表面氧化化膜不完完整。引起金属属表面电电极电位位的不同同。电极电位位较低作作阳极（（腐蚀）），较高高作阴极极。12/29/2022252.1.2腐腐蚀与与防护护基本本原理理（2））极化化极化：：电流通通过电电极，，阴极极电位位减小小，阳阳极电电位增增大，，减小小了电电池两两极之之间的的电位位差，，降低低金属属腐蚀蚀速度度。阴极极极化、、阳极极极化化。活化极极化：电化化学反反应迟迟缓造造成；；浓差极极化：电极极反应应物（（或反反应生生成物物）输输运迟迟缓造造成；；电阻极极化：在电电极表表面上上生成成了具具有保保护作作用的的氧化化膜或或不溶溶性的的腐蚀蚀产物物等引引起的的。12/29/2022262.1.2腐蚀与与防护基本本原理（3）钝化化钝化就是金属与与介质作用用后，失去去其化学活活性，变得得更为稳定定的现象。。使金属发生生钝化的物物质称为钝化剂。成相膜理论论：当金属溶溶解时，可可在金属表表面生成一一层致密的的、覆盖性性良好的固固体产物。。吸附理论：引起金属属钝化并不不一定要形形成固相膜膜，而只要要在金属表表面或部分分表面上形形成氧或含含氧粒子的的吸附层。。使金属保持持钝化方法法：阳极保护护、控制氧氧化剂浓度度、加铬、、铝、硅、、镍等元素素。12/29/2022272.1.2腐腐蚀与防护护基本原理阳极钝化或电电化学钝化金属除依靠与与钝化剂相互互作用钝化外外，还可通过过阳极极化发发生钝化。金属在一定介介质中进行阳阳极极化时，，当外加电流流或电位达到到或超过一定定值后，金属属发生从活化化态到钝化态态的转变，金金属的溶解速速度降低到一一个很低的值值，并且在一一定的电位范范围内基本保保持不变。就是金属与介介质作用后，，失去其化学学活性，变得得更为稳定的的现象。12/29/2022282.1.2腐腐蚀与防护护基本原理（4）氢去极极化和氧去极极化腐蚀①氢去极化化腐蚀以氢离子还原原反应为阴极极过程的腐蚀蚀称为氢去极化腐蚀蚀，简称析氢腐腐蚀。氢去极化过程程包括以下几几个步骤：水化氢离子脱脱水H＋·nH2O→H＋＋nH2O形成吸附氢原原子H＋＋M(e)→→MH（（电电化学步骤））吸附氢原子脱脱附MH＋MH→H2＋2M（（脱附步步骤）氢分子形成气气泡，从表面面逸出。12/29/2022292.1.2腐腐蚀与防护护基本原理影响氢去极化化腐蚀的主要要因素：金属材料的性性状：金属材料的性性质、表面状状态及金属阴阴极相杂质。。氢过电位。。pH值：减小，氢离子子浓度增大，，氢电极电位位变得更正，，加速金属的的腐蚀阴极区的面积积：增加，氢过电电位减小，阴阴极极化率降降低，析氢反反应加快，从从而导致腐蚀蚀速度增大。。温度：升高使氢过电电位减小，而而且温度升高高，阳极反应应和阴极反应应都将加快。。12/29/2022302.1.2腐腐蚀与防护护基本原理②氧去极化化腐蚀吸氧腐蚀：在中性和碱碱性溶液中，，由于氢离子子的浓度较低低，析氢反应应的电位较负负，一般金属属腐蚀过程的的阴极反应往往往不是析氢氢反应，而是是溶液中的氧氧的还原反应应，此时腐蚀蚀去极化剂是是氧分子。吸氧腐蚀形成成条件：当金属的电电极电位较氧氧电极的平衡衡电位为负。。12/29/2022312.1.2腐腐蚀蚀与与防防护护基基本本原原理理氧去去极极化化过过程程有有以以下下几几个个步步骤骤组组成成：：氧通通过过气气/液液界界面面传传质质，，由由空空气气进进入入溶溶液液；；溶解解氧氧通通过过对对流流扩扩散散均均布布在在溶溶液液中中；；氧以以扩扩散散方方式式通通过过电电极极表表面面的的扩扩散散层层，，到到达达金金属属的的表表面面；；氧在在金金属属表表面面进进行行还还原原反反应应。。12/29/2022322.1.2腐腐蚀与防防护基本本原理影响氧去去极化腐腐蚀的主主要因素素：阳极材料料电极电电位：降低，氧氧去极化化腐蚀的的速度增增大。溶解氧浓浓度：增大，氧氧去极化化腐蚀速速度随之之增大。。溶液流速速：越大，腐腐蚀速度度也就越越大。盐浓度：：增大，溶溶液的电电导率增增大，腐腐蚀速度度将有所所提高。。温度：升高氧的的扩散和和电极反反应速度度加快，，因此在在一定温温度范围围内，随随温度升升高腐蚀蚀速度加加快。12/29/202233析氢腐腐蚀和和吸氧氧腐蚀蚀比较较去极化化剂性性质：：电氢离离子、、迁移移速度度和扩扩散能能力大大；中性氧氧分子子，靠靠扩散散和对对流传传输去极化化剂浓浓度：浓度大大，酸酸性溶溶液中中氢离离子放放电，，中性性或碱碱性溶溶液中中水分分子释释放氢氢离子子；浓度不不大，，在一一定条条件下下，溶溶解度度受到到限制制。阴极控控制：：活化计计划；；浓差极极化阴极反反应产产物：以氢气气溢出出，电电极表表面溶溶液得得到附附加搅搅拌；产物物只能能靠扩扩散或或迁移移离开开，无无气泡泡溢出出。12/29/2022342.1.2腐蚀与与防护基本本原理3、金属腐腐蚀破坏的的形态12/29/2022352.1.2腐蚀与与防护基本本原理（1）全面面腐蚀特征：腐蚀分布布在整个金金属表面，，结果使金金属构件截截面尺寸减减小，直至至完全破坏坏。控制：合理选材、、留有裕量量；施加保护性性覆盖层；；缓蚀剂；电化学保护护。12/29/2022362.1.2腐腐蚀与防防护基本本原理（2）局局部腐蚀蚀腐蚀集中中在金属属表面局局部地区区，而其其它大部部分表面面几乎不不腐蚀，，称为局局部腐蚀蚀。12/29/20223712/29/2022382.1.2腐腐蚀与防护护基本原理①电偶腐蚀蚀电偶腐蚀：两种金属在在同一介质中中接触，腐蚀蚀电位不相等等，便有电偶偶电流流动，，电位较低金金属局部腐蚀蚀,电位较高高的金属，溶溶解速度减小小。亦称接触触腐蚀或双金金属腐蚀。防止：正确选取材料料，选取电偶序序中相距较近近的合金；消除面积效应应，减小阴极面面积；添加环缓蚀剂剂。12/29/2022392.1.2腐腐蚀与与防护护基本本原理理②小小孔腐腐蚀小孔腐腐蚀：金属属表面面局部部出现现向深深处发发展的的腐蚀蚀小孔孔，其其余地地区不不被腐腐蚀或或者只只有轻轻微腐腐蚀，，也称称孔蚀蚀或点点蚀。。控制：合金的的成分分和组组织：孔蚀蚀的敏敏感性性与合合金的的成分分、组组织以以及冶冶金质质量有有密切切的关关系。。介质的的组成成和状状况：尽量量降低低介质质中卤卤素。。缓蚀剂剂：硝酸酸盐、、铬酸酸盐、、硫酸酸盐及及碱等等。阴极保保护：金属属电极极电位位控制制在孔孔蚀保保护电电位以以下。。12/29/2022402.1.2腐腐蚀蚀与与防防护护基基本本原原理理③缝缝隙隙腐腐蚀蚀缝隙隙腐腐蚀蚀：腐腐蚀蚀发发生生在在缝缝隙隙内内。。发生生和和发发展展机机理理与与孔孔蚀蚀很很相相似似，，存存在在缝缝隙隙是是表表面面缺缺陷陷，，缝缝隙隙内内是是缺缺氧氧区区，，成成为为阳阳极极而而迅迅速速被被腐腐蚀蚀。。防止止：消消除除缝缝隙隙。。尽可可能能避避免免形形成成缝缝隙隙和和积积液液的的死死角角。。对不不可可避避免免的的缝缝隙隙，，要要采采取取相相应应的的保保护护措措施施。。尽量量控控制制介介质质中中溶溶解解氧氧的的浓浓度度，，使使溶溶氧氧浓浓度度低低于于5××10－6mol/L，，这这样样在在缝缝隙隙处处就就很很难难形成成氧氧浓浓差差电电池池。。12/29/2022412.1.2腐腐蚀与防防护基本本原理④晶间间腐蚀晶间腐蚀蚀：金属材材料在特特定的腐腐蚀介质质中沿着着材料的的晶粒边边界或晶晶界附近近发生腐腐蚀，使使晶粒之之间丧失失结合力力的一种种局部破破坏的腐腐蚀现象象。腐蚀蚀从表面面沿着晶晶界深入入内部，，外表看看不出腐腐蚀迹象象，可用用金相显显微镜看看出呈网网状腐蚀蚀，失去去强度。。贫化理论论：晶界与与晶内的的电极电电位的形形成，形形成一晶晶界区为为阳极，，晶粒本本体为阴阴极的微微观腐蚀蚀电池。。晶间腐蚀蚀的控制制：材料本本身的成成分和组组织。奥氏体不不锈钢敏化型晶晶间腐蚀蚀为例：：降低钢的的含碳量量；稳定化处处理；重新固溶溶处理。。12/29/202242晶间腐蚀2.1.2腐腐蚀与防护护基本原理⑤选择性腐腐蚀选择性腐蚀：：多元合金在在电解质溶液液中由于组元元之间化学性性质的不均匀匀，构成腐蚀蚀电池。含有不同成分分的金属材料料，在一定的的条件下，其其中一部分元元素被腐蚀浸浸出，只剩下下其余组分构构成的海绵状状物质，强度度和延性丧失失，称为选择择性腐蚀，例例如黄铜在腐腐蚀介质中被被锌浸出，灰灰口铸铁脱铁铁。12/29/2022442.1.2腐腐蚀与防护护基本原理（3）应力作作用下的腐蚀蚀①应力腐蚀蚀开裂:腐蚀和拉应力力同时作用下下使金属产生生破裂，称为为应力腐蚀。。大致过程为为：金属表面面生成的保护护膜在拉应力力作用下，产产生局部腐蚀蚀，产生孔蚀蚀或缝隙腐蚀蚀，孔蚀或缝缝隙腐蚀一方方面向纵深发发展，一方面面由于拉应力力作用使缝隙隙两端的膜反反复破裂，腐腐蚀沿着与拉拉应力垂直的的方向前进，，造成裂缝，，严重时发生生断裂。发生应力腐蚀蚀的三个必要要条件：敏感的合金、特定的介质和一定的静应力力。12/29/2022452.1.2腐蚀与与防护基本本原理应力腐蚀的的机理：阳极溶解机机理：应力腐蚀裂裂纹的形成成与扩展是是阳极通道道的形成与与其延伸的的过程。氢脆机理：：阴极析氢反反应在金属属表面形成成的吸附氢氢原子渗入入内部引起起氢脆，是是导致应力力腐蚀的主主要原因。。12/29/2022462.1.2腐蚀与与防护基本本原理防止：正确选材:避免构成应应力腐蚀体体系，减轻轻应力腐蚀蚀的敏感性性。合理设计、、改进制造造工艺：：尽量减小应应力集中效效应。改善环境介介质：消除或减少少介质中促促进应力腐腐蚀的有害害物质，加加入适当的的缓蚀剂。。电化学保护护：外加电流极极化，使金金属的电位位远离应力力腐蚀敏感感区12/29/2022472.1.2腐蚀与与防护基本本原理②腐腐蚀蚀疲疲劳劳腐蚀蚀疲疲劳劳：：腐蚀蚀介介质质和和交交变变应应力力协协同同作作用用所所引引起起的的材材料料破破坏坏的的现现象象。。特点点：：没有有真真实实的的疲疲劳劳极极限限；；在任任何何腐腐蚀蚀介介质质中中都都可可能能发发生生；；性能能与与载载荷荷频频率率、、应应力力以以及及载载荷荷波波形形有有密密切切关关系系；；裂纹纹往往往往是是多多源源的的。。防止止：：正确确选选材材；；合合理理设设计计、、改改进进制制造造工工艺艺和和结结构构设设计计应应避避免免应应力力集集中中；；改改善善介介质质条条件件；；电电化化学学保保护护。12/29/2022482.1.2腐腐蚀蚀与与防防护护基基本本原原理理③磨磨损损腐腐蚀蚀磨损损腐腐蚀蚀：流流体体介介质质与与金金属属之之间间或或金金属属零零件件间间的的相相对对运运动动，，引引起起金金属属局局部部区区域域加加速速腐腐蚀蚀破破坏坏的的现现象象，，简简称称磨磨蚀蚀。。磨蚀蚀又又可可分分为为湍湍流流腐腐蚀蚀、、空空泡泡腐腐蚀蚀和和摩摩振振腐腐蚀蚀。。湍流流腐腐蚀蚀空泡泡腐腐蚀蚀摩振振腐腐蚀蚀12/29/2022492.1.2腐腐蚀与防护护基本原理（4）微生物物腐蚀由于介质中存存在着某些微微生物而使金金属的腐蚀过过程加速的现现象，称之为为微生物腐蚀，也简称为细菌腐蚀。并非微生物本本身对金属的的腐蚀，而是它们生生命活动的结结果直接或间间接地对金属属腐蚀过程产产生影响。①影响主要要体现在以下下几个方面：：代谢产物具有有腐蚀作用。。如硫酸、有有机酸和硫化化物。改变环境介质质条件。如：：pH值、溶溶解氧等。影响电极极化化过程。破坏非金属保保护覆盖层或或缓蚀剂的稳稳定性。12/29/2022502.1.2腐腐蚀与防护护基本原理②常见的细细菌腐蚀：厌氧性细菌腐腐蚀：硫酸盐还原菌菌（SRB）），使硫酸盐盐还原成硫化化物，生成硫硫化氢，进而而与铁反应形形成硫化铁，，加速了钢铁铁的腐蚀。好氧性细菌的的腐蚀：如硫氧化菌、、铁细菌、硫硫代硫酸盐氧氧化菌等。以以硫氧化菌为为例，它将硫硫和含硫化合合物氧化成硫硫酸，造成腐腐蚀性极强的的环境，导致致材料的快速速腐蚀。厌氧与好氧联联合作用下的的腐蚀：两类细菌的的腐蚀与繁衍衍相辅相成，，更加速了金金属的腐蚀。。细菌联合作作用腐蚀的情情况很普遍。。12/29/2022512.1.2腐腐蚀与与防护护基本本原理理③细细菌腐腐蚀的的控制制：使用杀杀菌剂剂或抑抑菌剂剂：根据细细菌种种类及及介质质选择择高效效、低低毒和和无腐腐蚀性性的药药剂。。改变环环境条条件：：提高介介质的的pH值及及温度度（pH>9.0，，温度度T>50℃））、排排泄积积水、、改善善通气气条件件、减减少有有机物物营养养源等等。覆盖防防护层层：采用涂涂覆非非金属属覆盖盖层或或金属属镀层层使构构件表表面光光滑、、在有有机涂涂层中中加入入适量量杀菌菌剂等等方法法。阴极保保护：：阴极保保护使使构件件表面面附近近形成成碱性性环境境，抑抑制细细菌活活动。。12/29/202252自然环环境中中的腐腐蚀大气腐腐蚀（（空气气中的的水和和氧））湿度度、温温度、、大气气成分分影响响因素素土壤腐腐蚀（（土壤壤是一一种特特殊的的电解解质：：多相相形、、多孔孔性、、不均均匀性性、相相对固固定性性）、、氧去去极化化，防防止措措施：：覆盖盖层保保护、、改变变土壤壤环境境、阴阴极保保护淡水腐腐蚀：：氧去去极化化过程程12/29/2022532.1.2腐腐蚀与防防护基本本原理二、非金金属材料料的腐蚀蚀1、非金金属无机机材料的的腐蚀2、有机机非金属属材料（（高分子子材料））的腐蚀蚀物理腐蚀蚀化学腐蚀蚀微生物腐腐蚀应力腐蚀蚀12/29/2022542.1.3设设备腐蚀蚀防护技技术一、腐蚀蚀防护设设计1、腐蚀蚀防护设设计正确选材材防蚀方法法的选择择（材料料选择、、电化学学保护、、涂层保保护、改改变环境境）防蚀结构构设计防蚀强度度设计满足防蚀蚀要求的的加工方方法12/29/2022552.1.3设设备备腐腐蚀蚀防防护护技技术术（1））防防蚀蚀结结构构设设计计原则则：：①构构件件形形状状尽尽量量简简单单、、合合理理简单的结构件易于采采取防腐措施施、排除故障障，便于维修修、保养和检查。12/29/2022562.1.3设设备腐腐蚀防防护技技术②避避免残残留液液和沉沉积物物造成成腐蚀蚀应力求求将容容器、、设备备内部部的液液体排排净，，避免免滞留留的液液体、、沉积积物遗遗留在在出口口管及及底部部造成成浓差差腐蚀蚀或沉沉积物物腐蚀蚀。12/29/2022572.1.3设设备腐腐蚀防防护技技术③防防止电电偶腐腐蚀材料相相同；；电偶偶序相相近；；大阳阳极小小阴极极的有有利结结合，，避免免大阴阴极小小阳极极的危危险连连接。。12/29/2022582.1.3设设备腐腐蚀防防护技技术④防防止缝缝隙腐腐蚀连接除除焊接接外还还有铆铆接、、销钉钉连接接、螺螺栓连连接、、法兰兰连接接等。。12/29/2022592.1.3设设备备腐腐蚀蚀防防护护技技术术为了了防防止止缝缝隙隙腐腐蚀蚀，，可可采采用用如如下下措措施施：：以焊焊接接代代替替铆铆接接。改善善铆铆接接状状况况。在在铆铆缝缝中中可可填填入入一一层层不不吸吸潮潮的的垫垫片片。。容器器底底部部的的处处置置。不不要要直直接接与与多多孔孔基基础础（（如如土土壤壤））接接触触，，要要用用支支座座等等与与之之隔隔离离开开。。法兰兰连连接接处处垫垫片片不宜宜过过长长，尽尽量量采采用用不吸吸湿湿的的材材料料作作垫垫片片。避免免加加料料时时溶溶液液飞飞溅溅到到器器壁壁，，引引起起沉沉积积物物下下的的缝缝隙隙腐腐蚀蚀。。因因此此加料料口口应应尽尽量量接接近近容容器器内内的的液液面面。12/29/2022602.1.3设设备备腐腐蚀蚀防防护护技技术术⑤防防止止液液体体的的湍湍流流腐腐蚀蚀设计计时时应应注注意意避避免免过过度度的的湍湍流流、、涡涡流流。。避免免外外形形和和形形状状的的突突变变，，会会引引起起超超流流速速与与湍湍流流的的发发生生。。管线线的的弯弯曲曲半半径径应应尽尽可可能能大大，，避避免免直直角角弯弯曲曲。。在高高流流速速接接头头部部位位，，不不要要采采用用T型型分分叉叉结结构构，，应应采采用用曲曲线线逐逐渐渐过过渡渡结结构构。。12/29/2022612.1.3设设备备腐腐蚀蚀防防护护技技术术⑥避避免免应应力力过过分分集集中中尖角角以以圆圆角角过过渡渡；；施施焊焊时时把把焊焊口口加加工工成成相相同同的的厚厚度度。。减少少聚聚集集的的、、交交叉叉的的和和闭闭合合的的焊焊缝缝；；施施焊焊时时保保证证被被焊焊接接金金属属结结构构能能自自由由伸伸缩缩。。内孔孔焊焊接接法法比比涨涨管管法法好好，，既既减减少少缝缝隙隙，，又又减减小小应应力力腐腐蚀蚀破破裂裂。。12/29/2022622.1.3设设备备腐腐蚀蚀防防护护技技术术⑦设设备备和和构构筑筑物物的的位位置置要要合合理理设备备装装置置的的布布置置应应尽尽量量避避免免相相互互之之间间可可能能产产生生的的不不利利或或有有害害影影响响，，如如贮贮液液设设备备、、液液体体输输送送设设备备或或排排泄泄设设备备应应与与电电控控设设备备留留有有一一定定的的安安全全距距离离。。电气控制制等设备备应尽可可能避开开具有腐腐蚀性的的环境，，如在含含有或可可能泄漏漏Cl2、HCl、H2S等腐蚀蚀性和有有毒性气气体的局局部环境境中，要要尽量避避免布置置电气设设备或未未做防腐腐处理的的其他设设备。12/29/2022632.1.3设设备腐蚀蚀防护技技术（2）防防蚀强度度设计主要考虑虑材料的的腐蚀裕量量、局部腐蚀蚀强度和材料腐蚀蚀强度变变化。①腐蚀蚀裕量的的选择：：根据材料料腐蚀速速度取恰恰当裕量量。②局部部腐蚀的的强度设设计：对于晶间间腐蚀、、孔蚀、、缝隙腐腐蚀等，，正确选选材或控控制环境境介质，，注意结结构设计计等。对对于应力力腐蚀断断裂、腐腐蚀疲劳劳，有可可能做出出合适可可靠的设设计。12/29/2022642.1.3设设备腐蚀蚀防护技技术③材料料耐蚀强强度特性性的变化化在加工及及施工处处理时，，可能会会引起材材料耐蚀蚀强度特特性的变变化，应应加以注注意。如如某些不不锈钢在在焊接时时，由于于敏化温温度影响响而造成成晶间腐腐蚀，使使材料强强度下降降，可能能会在使使用中造造成断裂裂事故。。（3）其其它防蚀蚀设计使用防蚀蚀涂料、、电化学学保护、、缓蚀剂剂或电镀镀、化学学镀、化化学转化化膜等其它工工艺性防防腐蚀措措施等。。12/29/2022652.1.3设设备腐蚀蚀防护技技术二、设备备的电化化学保护护根据金属属电化学腐腐蚀原理理对金属属设备备进行行保护护的一一种有有效方方法。。按照作作用原原理不不同，，分为为阴极保保护和阳极保保护。（1））阴极极保护护使被保保护的的金属属设备备发生生阴极极极化以减小小或防防止阳阳极的的溶解解速度度，。。阴极保保护通通常有有两种种：外加电电流的的阴极极保护护和牺牲阳阳极的的阴极极保护护。12/29/2022662.1.3设设备腐腐蚀防防护技技术阴极保保护的的原理理就是向向被保保护的的金属属通入入阴极极电流流，消消除金金属因因成分分不同同造成成的电电位差差，使使腐蚀蚀电流流降为为零，，从而而保护护金属属免遭遭电化化学腐腐蚀。。12/29/2022672.1.3设备腐腐蚀防护技技术①外加电电流的阴极极保护优点：可用在要求求大保护电电流的条件件下，当使使用不溶性性阳极时，，其装置耐耐用。缺点：经常维护、、检修，要要配备直流流电源设备备；附近有有其它金属属设备时可可能产生干干扰腐蚀，，需要经常常的操作费费用。辅助阳极被保护设备直流电源腐蚀性介质图外加电流阴极保护示意图（箭头表示电流方向）12/29/2022682.1.3设备腐腐蚀防护技技术②牺牲阳阳极阴极保保护优点：不用外加电电流；施工工简单，管管理方便，，对附近设设备没有干干扰，适用用于安装电电源困难、、需要局部部保护的场场合。缺点：只适于需要要小保护电电流的场合合。且电流流调节困难难，阳极消消耗大，需需定期更换换。连接螺栓绝热层腐蚀性介质牺牲阳极被保护设备屏蔽层图牺牲阳极保护示意图（箭头表示电流方向）12/29/2022692.1.3设设备腐蚀蚀防护技技术使用阴极极保护时时应考虑虑以下几几方面的的问题腐蚀介质质必须是是电解质质溶液，，能够离离子导电电。被保护设设备在其其腐蚀介介质中要要易于阴阴极极化化.钝态金属属设备不不宜采用用阴极保保护。结构、形形状复杂杂的金属属设备不不宜采用用阴极保保护。由氢脆敏敏感性材材料制作作的金属属设备不不宜采用用阴极保保护。12/29/2022702.1.3设设备腐蚀蚀防护技技术（2）阳阳极保护护将被保护护的金属属设备进进行阳极极化化，使其由活化态态转入钝钝化态，从而减减轻或防防止金属属设备腐腐蚀。阳极保护护适用于于那些电电位正移移时，金金属设备备在所处处的介质质中有钝化行为为的金属-介质体体系。否否则阳极极极化将将会加速速腐蚀。。Fe－H2O体系的电位E－pH简图

12/29/2022712.1.3设设备腐蚀蚀防护技技术阳极保护护的适用用条件与与特点某些活性性阴离子子含量高高的介质质中不宜宜采用阳阳极保护护。与阴极保保护一样样，阳极极保护也也存在遮遮蔽效应应。与阴极保保护相比比，成本本高、工工艺复杂杂。因为为阳极保保护需要要辅助阴阴极、直直流电源源、测量量及控制制保护电电位的设设备。被保护设备直流电源辅助阴极腐蚀性介质图阳极保护示意图（箭头表示电流方向）12/29/2022722.1.3设设备腐蚀防防护技术（3）阴极保护与阳阳极保护的比比较阴极保护适用用范围广；阳阳极保护则是是有条件的。。阴极保护效果果取决于阴极极极化的程度度，极化电流流不代表腐蚀蚀速度的大小小；阳极保护护通过阳极极极化建立钝态态，极化电流流的大小能反反映腐蚀速度度的快慢。阴极保护时，，电位的偏移移只会影响保保护效果，不不会造成腐蚀蚀速度的显著著变化（自钝钝化金属除外外）。阳极保保护时，电位位的偏离可能能造成腐蚀速速度加快。12/29/2022732.1.3设设备备腐腐蚀蚀防防护护技技术术当介介质质具具有有强强氧氧化化性性时时，，采采用用阴阴极极保保护护需需要要大大电电流流阴阴极极极极化化。。采采用用阳阳极极保保护护时时，，由由于于钝钝化化膜膜建建立立容容易易，，易易于于进进行行阳阳极极保保护护，，且且效效果果较较好好。。阴极极保保护护时时析析氢氢反反应应对对具具有有氢氢脆脆敏敏感感性性的的设设备备有有造造成成氢氢脆脆的的可可能能性性。。阳阳极极保保护护时时，，析析氢氢发发生生在在辅辅助助阴阴极极上上，，被被保保护护设设备备不不会会有有产产生生氢氢脆脆的的可可能能性性。。阴极极保保护护时时，，辅辅助助电电极极是是阳阳极极，，在在强强氧氧化化性性介介质质中中容容易易腐腐蚀蚀，，选选择择合合适适的的阳阳极极材材料料是是一一大大难难事事。。阳阳极极保保护护时时，，辅辅助助电电极极是是阴阴极极，，其其本本身身就就处处于于被被保保护护状状态态。。12/29/2022742.1.3设设备备腐腐蚀蚀防防护护技技术术三、、设设备备环环境境介介质质的的控控制制两种种途途径径：：控制制环环境境介介质质中中的的有有害害成成分分和缓蚀蚀剂剂1、、控控制制环环境境介介质质中中的的有有害害成成分分①除除去去介介质质中中的的有有害害成成分分除氧氧是是改改善善金金属属耐耐蚀蚀性性的的有有效效途途径径。。加热热除除氧氧法法化学学除除氧氧法法：：联联氨氨、、亚亚硫硫酸酸钠钠等等。12/29/2022752.1.3设设备备腐腐蚀蚀防防护护技技术术②控控制介介质的的pH值③降降低气气体介介质的的湿度度用干燥燥剂吸吸收水水分；；采用冷冷凝法法除去去水分分或提提高温温度降降低湿湿度，，使水水蒸气气无法法凝结结。321410pH腐蚀速度图pH值对金属腐蚀速度的影响1—Au、Pt；2—Al、Zn、Pb；3—Fe、Cd、Mg、Ni等12/29/2022762.1.3设设备腐腐蚀防防护技技术2、缓缓蚀剂剂缓蚀剂剂是一种种在很很低的的浓度度下，，能阻阻止或或减缓缓金属属在腐腐蚀性性介质质中腐腐蚀速速度的的化学学物质质或复复合物物。必须具具备的的条件件：用量量极少少、防防蚀效效果好好和不不改变变介质质的其其他化化学性性质。。①分分类按化学学组成成：无无机缓缓蚀剂剂（硝酸酸盐、、铬酸酸盐、、碳酸酸盐、、钼酸酸盐等等）和和有机缓缓蚀剂剂（醛类类、胺胺类、、杂环环化合合物等等）。。按对电电极过过程的的影响响：阳极缓缓蚀剂剂（铬酸酸盐、、硅酸酸钠、、苯甲甲酸钠钠等））、阴极缓缓蚀剂剂（SbCl3、、AsCl3、、锌盐盐、聚聚磷酸酸盐及及多数数有机机缓蚀蚀剂））、混合型型缓蚀蚀剂（琼脂脂、生生物碱碱、亚亚硝酸酸二环环己胺胺等））。12/29/2022772.1.3设备腐腐蚀防护技技术②缓蚀机理吸附理论：：极性基团定定向吸附排排列在金属属的表面，，形成连续吸附层层，使金属与与腐蚀介质质隔离，起起到缓蚀作作用。成膜理论：：分子与金属属或腐蚀性性介质的离离子发生化化学作用，，在金属表表面生成具具有保护作作用的、不不溶或难溶溶的化合物膜层层，起到缓蚀蚀的作用。。电极过程抑抑制理论：：抑制金属在在介质中形形成的腐蚀蚀电池的阳阳极过程、、阴极过程程或同时抑抑制这两个个过程，使使腐蚀速度度减慢，起起到了缓蚀蚀的作用。。12/29/2022782.1.3设备腐腐蚀防护技技术③影响缓蚀作作用的因素素及缓蚀剂剂的应用影响因素：：缓蚀剂浓度度、温度、、介质流速速、pH值值等。水溶性缓蚀蚀剂：可作为酸、、碱、盐及及中性水溶溶液介质的的缓蚀剂。。油溶性缓蚀蚀剂：溶解在油、、脂中制成成各种防锈锈油、防锈锈脂。气相缓蚀剂剂：用作密闭包包装中的缓缓蚀剂。12/29/2022792.1.3设备腐腐蚀防护技技术四、电镀、、化学镀、、化学转化化膜防护1、电镀是使电解液液中的金属属离子在直直流电作用用下，于阴阴极（待镀镀零件）表表面沉积出出金属而成成为镀层的的工艺过程程。2、化学镀镀是利用一种种合适的还还原剂，使使溶液中的的金属离子子还原并沉沉积在基体体表面的过过程。它也也被称为自催化镀或无电电镀。优点：不需要通以以直流电，，将镀件直直接浸入化化学镀液；；在金属、、半导体、、非导体材材料上直接接进行；表表面上可以以获得均匀匀镀层；镀镀层孔隙少少、致密，，具有很好好的耐磨性性，很高的的硬度。缺点：镀液的维护护要求较高高、需加热热设备、成成本高、镀镀层有较大大脆性。12/29/2022802.1.3设设备腐蚀蚀防护技技术3、化学学转化膜膜转化膜：：金属表面面的原子子层与某某些特定定介质的的阴离子子反应后后，在金金属表面面生成的的膜层。。转化膜可可分为电化学转转化膜和化学转化化膜。电化学转转化膜：：将待处理理的金属属作为阳阳极，在在酸性或或碱性电电解液中中采用控控制阳极极电流或或电压的的方法进进行阳极极氧化来来获得膜膜层的。。化学转化化膜：将待处理理的金属属在适宜宜的金属属盐溶液液中，通通过简单单的浸渍渍，在金金属表面面生成的的膜层。。12/29/2022812.1.3设设备腐蚀防防护技术五、浸镀、渗渗镀、包镀及及热喷涂防护护浸镀：把金属制件浸浸入熔融金属属液中形成镀镀层。渗镀：将一种或几种种元素从表面面扩散到基体体金属中去，，形成渗层，，以改变表面面层的化学成成分及组织，，从而改善金金属材料表面面性能。包镀：将被保护金属属坯料放在保保护金属板中中间，加以热热轧，靠机械械力、热扩散散使保护金属属与被保护金金属粘合在一一起。热喷涂：是利用高温热热源，通过特特殊设备-喷喷枪，将涂层层材料加热至至熔融或接近近熔融状态，，高速喷至工工件表面，并并形成防护层层的过程。12/29/2022822.1.3设设备腐蚀防防护技术六、衬里防护护技术1、玻璃钢衬衬里玻璃钢：利用玻璃纤维维的增强、粘粘合树脂的耐耐蚀作用；增增加涂层厚度度、增加涂层层机械性能。。玻璃钢衬里：具有较高的的机械强度和和整体性、耐耐蚀性高。2、橡胶衬里里橡胶衬里：有良好的物理理、机械、耐耐蚀和耐磨性性能；粘附力力强、施工容容易、检修方方便、衬后设设备增重少等等特点。常用的合成橡橡胶：丁苯橡胶、氯氯丁橡胶、丁丁腈橡胶、丁丁基橡胶和磺磺化聚乙烯橡橡胶等。12/29/2022832.1.3设备腐腐蚀防护技技术七、有机涂涂料防护涂料防护：：通过手工刷刷涂或机械械喷涂等方方法，在设设备的内外外表面上粘粘合一层有有机涂料覆覆盖层，将将腐蚀介质质与基体表表面隔离开开来的一种种防护技术术。常用的耐蚀蚀材料：醇酸树脂涂涂料，酚醛醛树脂防腐腐涂料，呋呋喃树脂防防腐涂料，，环氧树脂脂防腐涂料料，沥青防防腐涂料，，乙烯树脂脂防腐涂料料，橡胶防防腐涂料，，有机硅耐耐热防腐涂涂料，富锌锌防腐涂料料，塑料防防腐涂料等等。12/29/202284呋喃树脂材材料呋喃砂浆砌砌花岗岩地地面呋喃胶泥砌砌砖板池槽槽12/29/202285酚醛树脂酚醛树脂防防腐材料对对浓度小于于70%的硫酸酸、任何浓浓度的盐酸酸、氢氟酸酸、醋酸、、大部分有有机酸及大大多数有机机溶剂、二二氧化硫、、氯化氢及及大部分PH<7的酸性性盐类等均均耐蚀。用用于玻璃钢钢衬里、砖砖板衬里。。酚醛胶泥衬衬砌

酚醛醛浸渍石墨墨板防腐蚀蚀12/29/202286硫化橡胶衬衬里衬胶-盐酸酸专用汽车车槽罐

12/29/202287玻璃璃钢钢12/29/202288聚四四氟氟乙乙烯烯简简称称F4，，享享有有‘‘塑塑料料王王””的的美美誉誉，，采采用用F4衬衬里里，，F30喷喷涂涂及及PO滚滚塑塑等等新新工工艺艺12/29/2022892.1.4材材料的的选择1、材料料选取的的基本原原则材料的耐耐蚀性能能要满足足要求；；材料的物物理、机机械和加加工工艺艺性能要要满足要要求；要力求最最好的经经济效益益。12/29/2022902.1.4材材料的的选择2、选材材时应考考虑的因因素设备或构构件的工工作环境境；参考已有有的腐蚀蚀数据资资料；从事故调调查的分分析记录录中吸取取教益；；腐蚀试验验；经济与耐耐用的综综合考虑虑；防护措施施；加工性能能、焊接接性能，，加工后后是否会会降低其其耐蚀性性能，否否则会前前功尽弃弃；12/29/2022912.2设设备备的保温温热水供应应系统中中的加热热设备、、贮热设设备、蒸蒸汽管道道、热水水管道及及某些凝凝结水管管道都必必须保温温。保温温良好的的管网的的热损失失一般为为总输送送热量的的5％～～8％，，而保温温结构费费用约为为管网成成本的25％～～40％％，由此此可见，，热水供供应系统统中的设设备和管管道道的的保温对对保证热热水的水水温、节节能、节节水和节节约投资资都有重重要意义义。12/29/2022922.2.1保保温温的目目的保温的的目的的主要要包括括3个个方面面：(1)减少少热损损失，，节能能，降降低总总费用用平时运运行费费用(曲曲线A)保温费费用(曲曲线B)总费用用曲线线C12/29/2022932.2.1保保温温的目目的(2)满足足热水水用户户的使使用要要求设设备和和管道道的保保温设设计应应首先先满足足用户户的使使用要要求，，保证证最不不利用用水点点对水水温的的要求求(3)满足足一定定的劳劳动卫卫生条条件，，保障障人身身安全全，避避免烫烫伤蒸汽管管道保保温层层外表表面允允许的的最高高温度度与外外表面面的材材质有有关，，当保保温层层外表表面包包上金金属皮皮时，，外表表面温温度不不得超超过55℃℃，当当保温温层外外表面面为非非金属属材料料时，，外表表面温温度不不得超超过60℃℃;凝结结水管管道及及附件件保温温层外外表面面允许许的最最高温温度与与环境境温度度有关关，当当环境境温度度小于于5℃℃时，，保温温层外外表面面允许许的最最高温温度为为40℃℃；；其他他情况况下为为50℃℃。。为满足足上述述要求求，下下列情情况应应设置置保温温：1)当当管道道或设设备外外表面面的温温度>50℃时时；2)要要求介介质温温度保保持稳稳定的的管道道和设设备；；3)为为防止止管道道、设设备中中的介介质冻冻结或或结晶晶时；；4)管管道、、设备备内介介质温温度较较高，，需经经常操操作维维护而而又容容易引引起烫烫伤的的部位位；5)寒寒冷地地区敷敷设在在地沟沟、吊吊顶、、阁楼楼层以以及室室外架架空的的管道道。12/29/2022942.2.2保温温材材料料保温材料的的基本要求求（保温材材料热物理理性能表参参考教材））导热系数：：导热系数越越小越好。。耐温性：有一定的的使用温度度范围，性性能稳定，，能长期使使用。容重：小，并有一一定的孔隙隙率，减轻轻保温管道道的重量，，减少支架架抗压强度：：应大于0．．3MPa。无毒腐蚀作用可燃物少吸水率低易于制造成成型价格便宜为了使保温温层不受损损坏，延长长使用寿命命，在保温温层外面通通常还要加加一层保护层内含可燃物物及有机物物极少，有良好的防防水性能，，耐压强度好好，不易燃烧，，不易开裂或或脱皮，导热系数低低，一般不不超过0。。33W／／(m·K)。12/29/2022952.2.3保保温温结结构构与与施施工工管道道和和设设备备的的保保温温结结构构由由保保温温层层和和保保护护层层两两部部分分组组成成。。保温温结结构构的的设设计计直直接接影影响响到到保保温温效效果果、、投投资资费费用用和和