
第六章 防腐方法.ppt
146页第六章第六章 防腐方法防腐方法过程装备腐蚀与防护过程装备腐蚀与防护第一节第一节 电化学保护电化学保护第二节第二节 衬里衬里第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计第四节第四节 其他防腐方法其他防腐方法第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 ①①金属与非金属材料覆盖层金属与非金属材料覆盖层——目前工程中应用目前工程中应用最广泛 金属覆盖层金属覆盖层 可分为:可分为:金属衬里、金属镀层、复合金属衬里、金属镀层、复合金属板金属板等 非金属覆盖层非金属覆盖层 可分为:可分为:衬里、搪瓷、搪玻璃、涂衬里、搪瓷、搪玻璃、涂料、联合覆盖层料、联合覆盖层 ②②电化学保护电化学保护:阴极保护和阳极保护阴极保护和阳极保护 ③③防腐蚀结构设计防腐蚀结构设计 ④④介质处理介质处理:包括在腐蚀介质中添加缓蚀剂包括在腐蚀介质中添加缓蚀剂防腐防腐的方的方法法第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护一、阴极保护一、阴极保护 金属金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电位负移,金属阳极氧化反应位负移,金属阳极氧化反应过电位过电位ηa 减小减小,反应速度,反应速度减小,因而金属腐蚀速度减小,称为减小,因而金属腐蚀速度减小,称为阴极保护效应阴极保护效应。
利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护阴极保护 即:对即:对被保护金属施加负电流被保护金属施加负电流,通过阴极极化使,通过阴极极化使其电极电位负移至金属的其电极电位负移至金属的平稳电位平稳电位,从而抑阻金属腐,从而抑阻金属腐蚀的保护方法称为阴极保护蚀的保护方法称为阴极保护 阴极保护阴极保护的概念的概念第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护1.阴极保护原理阴极保护原理 (1) 阴极保护的类型阴极保护的类型 ①①外加电流阴极保护外加电流阴极保护 将将被保护金属设备与直流被保护金属设备与直流电源的负极相连电源的负极相连,依靠外加,依靠外加阴极电流进入阴极极化而使阴极电流进入阴极极化而使金属得到保护的方法,称为金属得到保护的方法,称为外加电流阴极保护,简称电外加电流阴极保护,简称电保护保护 阴阴第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 外加电流阴极保护则是利用外加电流阴极保护则是利用外部电源外部电源对被保护体对被保护体施加施加阴极电流阴极电流,为其表面上进行的,为其表面上进行的还原反应提供电子还原反应提供电子,,从而抑阻被保护体自身的腐蚀过程。
从而抑阻被保护体自身的腐蚀过程第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护Ø外加电流阴极保护的外加电流阴极保护的特点特点::适用于适用于长输管线和区域性管网长输管线和区域性管网的保护的保护输出电流大,输出电流大,一次性投资相对较大一次性投资相对较大 安装工程量较小安装工程量较小,可对旧管道补加阴极保护,可对旧管道补加阴极保护 运行期间需要运行期间需要专业人员维护专业人员维护容易容易实现远程自动化监控实现远程自动化监控 第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护②②牺牲阳极保护牺牲阳极保护 在被保护金属设备上连接一个在被保护金属设备上连接一个电位更负的强阳极电位更负的强阳极,,促使阴极极化,这种方法叫做促使阴极极化,这种方法叫做牺牲阳极保护,也称护屏牺牲阳极保护,也称护屏保护 在土壤等电解质环境中,牺牲阳极因其电极电位比在土壤等电解质环境中,牺牲阳极因其电极电位比被保护体的被保护体的更负更负,当与被保护体电连接后将,当与被保护体电连接后将优先优先腐蚀溶腐蚀溶解,释放出的电子在被保护体表面发生阴极还原反应,解,释放出的电子在被保护体表面发生阴极还原反应,抑阻了被保护体的阳极溶解过程,从而对被保护体提供抑阻了被保护体的阳极溶解过程,从而对被保护体提供了有效的阴极保护。
了有效的阴极保护第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护Ø 牺牲阳极保护的牺牲阳极保护的特点特点::适用范围广,尤其是适用范围广,尤其是中短距离和复杂的管网中短距离和复杂的管网;;阳极输出电流小,阳极输出电流小,发生阴极剥离的可能性小发生阴极剥离的可能性小;;随管道安装一起施工时,随管道安装一起施工时,工程量较小工程量较小;;运行期间,运行期间,维护工作简单维护工作简单;;阳极输出阳极输出电流不能调节,可控性较小电流不能调节,可控性较小第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护(2)电保护和护屏保护的区别:电保护和护屏保护的区别: 相同点相同点:阴极保护的原理相同,:阴极保护的原理相同, 不同点不同点:被保护金属阴极极化而输入的阴极电流,:被保护金属阴极极化而输入的阴极电流,前者靠前者靠外加直流电源外加直流电源,后者靠另,后者靠另一个电位更负的金属的一个电位更负的金属的腐蚀溶解腐蚀溶解 Ø可从可从电极反应、极化曲线和极化图以及电位电极反应、极化曲线和极化图以及电位-pH图图等等诸方面理解阴极保护原理。
下面我们试着用极化图来理诸方面理解阴极保护原理下面我们试着用极化图来理解 问题问题第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 当外加阴极电流后,金属的当外加阴极电流后,金属的腐蚀电位将向负方向移动,同原腐蚀电位将向负方向移动,同原来的来的EC移至移至EA1,此时金属的腐,此时金属的腐蚀电流就由蚀电流就由IC降到降到IA1,其外加阴,其外加阴极电流称为保护电流极电流称为保护电流I保保,为:,为: 若继续增大外加阴极电流,若继续增大外加阴极电流,由于由于E=E0A,则金属上的阴极溶,则金属上的阴极溶解电流解电流IA=0,表示,表示微电池腐蚀停微电池腐蚀停止,即金属得到了完全保护止,即金属得到了完全保护 第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护2. 阴极保护的基本参数阴极保护的基本参数 ①①最小保护电流密度最小保护电流密度—很难直接测量很难直接测量 达到达到完全保护完全保护时所需的最小电流值称为最小保护电时所需的最小电流值称为最小保护电流,若以电流密度计量,就称为流,若以电流密度计量,就称为最小保护电流密度最小保护电流密度。
②②最小保护电位最小保护电位 在阴极保护下,当在阴极保护下,当金属刚好完全停止腐蚀金属刚好完全停止腐蚀时的临界时的临界电位称为电位称为最小保护电位最小保护电位 最小保护电流密度和最小保护电位最小保护电流密度和最小保护电位是衡量阴极保护是衡量阴极保护是否完全的两个基本参数,都得通过实验确定是否完全的两个基本参数,都得通过实验确定 表表6-1列出钢铁在一些介质中的最小保护电流密度列出钢铁在一些介质中的最小保护电流密度值第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护3. 阴极保护技术的设计要点阴极保护技术的设计要点 (1)确定合理的保护度确定合理的保护度 阴极保护的保护效果以阴极保护的保护效果以保护度保护度Z表示:表示: 一般阴极保护的效果随着一般阴极保护的效果随着外加电流的增大而增高,外加电流的增大而增高,但是并非按比例提高但是并非按比例提高第六章第六章 防腐方法防腐方法Ø 确定确定保护电流密度保护电流密度时应考虑的因素:时应考虑的因素:从保护效果来讲,从保护效果来讲,Ep越负越好。
越负越好析氢反应的影响析氢反应的影响析氢是使极化电流密度迅速增析氢是使极化电流密度迅速增大,保护效益降低大,保护效益降低;析氢还可能造成对设备金属;析氢还可能造成对设备金属材料的危害,如氢脆问题,以及对金属表面涂层材料的危害,如氢脆问题,以及对金属表面涂层的破坏的破坏当电流密度增大到一定值时,其保护度反而有所当电流密度增大到一定值时,其保护度反而有所下降,即产生了下降,即产生了“过保护过保护”现象现象第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 为什么会产生为什么会产生“过保护过保护”现象呢?现象呢? 原因:由于过大的保护电流密度所对应的原因:由于过大的保护电流密度所对应的较负的保较负的保护电位下,护电位下,金属表面的金属表面的氧化膜被还原氧化膜被还原(如铁、不锈钢等如铁、不锈钢等),或者作为阴极的被保护金属表面因,或者作为阴极的被保护金属表面因发生析氢过程发生析氢过程,而,而使周围溶液中的使周围溶液中的OH-浓度增高,浓度增高,加速了金属腐蚀加速了金属腐蚀(如两性如两性金属铝等可能发生这种情况金属铝等可能发生这种情况)结论结论:: 采用阴极保护时,采用阴极保护时,并非任何场合都要求达到完全保并非任何场合都要求达到完全保护,护,其保护度应根据被其保护度应根据被保护设备使用寿命与经常性消耗保护设备使用寿命与经常性消耗费费(电能或护屏的消耗电能或护屏的消耗)等进行综合经济核算后确定。
等进行综合经济核算后确定第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护(2) 阳极材料的选择阳极材料的选择 ①①护屏保护护屏保护 阳极材料阳极材料对保护效果起决定性作用对保护效果起决定性作用 要求要求:护屏必须具有足够负的电位,并且极化性能:护屏必须具有足够负的电位,并且极化性能愈小愈好;在使用过程中表面不产生高电阻的硬壳,溶愈小愈好;在使用过程中表面不产生高电阻的硬壳,溶解均匀 护屏材料:护屏材料:锌与锌合金、镁合金、铝合金锌与锌合金、镁合金、铝合金等 比如:国内生产的比如:国内生产的锌锌-铝铝-镉三元合金镉三元合金,在海水中使,在海水中使用,电位必稳定,寿命长,且价格便宜用,电位必稳定,寿命长,且价格便宜 第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 ②②电保护电保护 阳极辅助材料阳极辅助材料对保护效果的影响相对来说较次要对保护效果的影响相对来说较次要 阳极辅助材料:凡是导电的材料均可以用来制作辅阳极辅助材料:凡是导电的材料均可以用来制作辅助阳极。
助阳极 如:如:废钢铁、石墨、高硅铸铁、铅银合金、镀铂钛、废钢铁、石墨、高硅铸铁、铅银合金、镀铂钛、铂钯合金铂钯合金等其中最常用的是等其中最常用的是废钢废钢第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护(3)护屏或辅助阳极的合理配置护屏或辅助阳极的合理配置 阳极配置是否恰当,对阴极保护效果阳极配置是否恰当,对阴极保护效果影响很大影响很大,特,特别对于别对于结构形状比较复杂的设备以及介质导电率不太高结构形状比较复杂的设备以及介质导电率不太高的场合的场合尤为突出尤为突出 为什么?为什么? 原因:如果阳极配置不合理,则会发生电流的原因:如果阳极配置不合理,则会发生电流的“遮遮蔽作用蔽作用” 遮蔽作用遮蔽作用是由于电流有选择是由于电流有选择电阻最小的途径电阻最小的途径流动的流动的特性、被保护设备上距离阳极特性、被保护设备上距离阳极最近的部位最近的部位,电阻最小,,电阻最小,将集聚将集聚很高的电流密度很高的电流密度,而离阳极,而离阳极较远的部位较远的部位,往往不,往往不能获得能获得足够的电流密度足够的电流密度,致使保护度降低,甚至完全得,致使保护度降低,甚至完全得不到保护。
不到保护第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 结论结论:: ①①结构形状结构形状不宜太复杂不宜太复杂 ②②避免伸得避免伸得较长的突出结构较长的突出结构 ③③当结构上的突出部分因工艺要求不可避免时,当结构上的突出部分因工艺要求不可避免时,则可将则可将突出部分涂以绝缘材料突出部分涂以绝缘材料 ④④阳极的数量和配置应尽量做到与被保护结构的阳极的数量和配置应尽量做到与被保护结构的各部位的距离大致相等各部位的距离大致相等,使电流的分散均匀使电流的分散均匀太太长长第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护(4)要预留保护参数的监测点要预留保护参数的监测点 为了便于对保护参数进行测量和监控,在被保护设为了便于对保护参数进行测量和监控,在被保护设备上应预留备上应预留保护参数保护参数的的监测点监测点第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护4. 阴极保护的应用实例阴极保护的应用实例 阴极保护比较适宜于阴极保护比较适宜于腐蚀性不太强的介质腐蚀性不太强的介质中,如海中,如海水、土壤、中性盐溶液。
水、土壤、中性盐溶液 为什么?为什么? 原因:在强腐蚀介质中,由于电能或护屏材料的消原因:在强腐蚀介质中,由于电能或护屏材料的消耗太大,不经济耗太大,不经济 阴极保护应用实例见书表阴极保护应用实例见书表6-2第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护二、阳极保护二、阳极保护 Ø对具有活态对具有活态—钝态转变而不能钝态转变而不能自钝化的腐蚀体系自钝化的腐蚀体系,通,通过阳极极化电流,使过阳极极化电流,使金属的电位正移到稳定钝化区内金属的电位正移到稳定钝化区内,,金属的腐蚀速度就会大大降低,这种防护方法称为金属的腐蚀速度就会大大降低,这种防护方法称为阳极阳极保护保护Ø将被保护设备与将被保护设备与外加直流电源外加直流电源的的正极正极相连,在一定的相连,在一定的电解质溶液中将金属进行电解质溶液中将金属进行阳极极化至一定电位阳极极化至一定电位,如果在,如果在此电位下金属能此电位下金属能建立钝态并维持钝态建立钝态并维持钝态,则阳极过程受到,则阳极过程受到抑制,而使金属的腐蚀速度显著降低,这时设备得到了抑制,而使金属的腐蚀速度显著降低,这时设备得到了保护。
保护Ø保护效果好而又经济保护效果好而又经济的防腐方法但目前应用不是很的防腐方法但目前应用不是很普遍 第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护1.阳极保护的主要参数阳极保护的主要参数Ø阳极保护必须控制的主要参数阳极保护必须控制的主要参数——致钝电流密度、致钝电流密度、维钝电流密度、钝化区范围维钝电流密度、钝化区范围1)致钝电流密度致钝电流密度icpØ为使金属钝化所需的为使金属钝化所需的外加阳极极化电流密度外加阳极极化电流密度 ①①影响因素影响因素Ø 金属的本性金属的本性、、介质条件介质条件,,致钝时间的长短致钝时间的长短致钝电流密度致钝电流密度(mA/cm2)2000500400200建立钝态所需时间(建立钝态所需时间(s))21560不能钝化不能钝化第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 ②②结论结论 促使金属建立钝态的促使金属建立钝态的致钝电流密度越小越好致钝电流密度越小越好,但是,但是不能太小。
不能太小 原因:致钝电流密度小,不仅可以原因:致钝电流密度小,不仅可以使用小容量的电使用小容量的电源设备,减少设备投资和耗电量源设备,减少设备投资和耗电量,而且致钝过程中,,而且致钝过程中,被被保护金属的阳极溶解也比较小保护金属的阳极溶解也比较小但是电流密度小到一定但是电流密度小到一定数值时,数值时,电流效率几乎等于零,电流全部消耗于电解腐电流效率几乎等于零,电流全部消耗于电解腐蚀了,并非用于建立钝态蚀了,并非用于建立钝态 ③③选择选择 设计阳极保护时,要合理的选择致钝电流密度,既设计阳极保护时,要合理的选择致钝电流密度,既考虑考虑恰当的电源设备容量恰当的电源设备容量,又要,又要使金属建立钝态使金属建立钝态时,时,不不致遭受太大的电解腐蚀致遭受太大的电解腐蚀采用逐步钝化逐步钝化的方法第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 (2)维钝电流密度维钝电流密度ip 钝化区所对应的阳极极化电流密度钝化区所对应的阳极极化电流密度,维钝电流密,维钝电流密度希望越小越好度希望越小越好 原因原因:它直接反映了金属设备在阳极保护下的腐:它直接反映了金属设备在阳极保护下的腐蚀速度,并且维钝电流密度越小,经常性的电解消耗蚀速度,并且维钝电流密度越小,经常性的电解消耗也越少。
也越少 影响因素影响因素:: 维钝电流密度的大小同样也取决于维钝电流密度的大小同样也取决于金属的本性和金属的本性和介质条件介质条件(溶液组成、浓度、溶液组成、浓度、pH值、温度等值、温度等) 为了降低维钝电流密度,常常采用为了降低维钝电流密度,常常采用涂料涂料—阳极保阳极保护的联合保护护的联合保护,效果很好效果很好第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 (3)钝化区范围钝化区范围 反映金属钝态的稳定程度反映金属钝态的稳定程度,稳定钝化区,稳定钝化区电位范围越电位范围越宽越好宽越好 原因:在实施阳极保护时,即使原因:在实施阳极保护时,即使电位波动电位波动,亦不致,亦不致出现金属出现金属由钝态转变为活态或过钝化状态的危险由钝态转变为活态或过钝化状态的危险,并且,并且对控制电位的仪器设备和参比电极的要求也可适当降低;对控制电位的仪器设备和参比电极的要求也可适当降低;反之如果稳定钝化区的电位范围很窄,生产上工艺条件反之如果稳定钝化区的电位范围很窄,生产上工艺条件稍有波动,金属就有可能重新活化,稍有波动,金属就有可能重新活化, 阳极保护的实施阳极保护的实施就很困难。
就很困难 表表6-3列出几种金属在一些介质中阳极保护的三个列出几种金属在一些介质中阳极保护的三个主要参数主要参数第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 ①① 腐蚀体系的阳极极化曲线上存在钝化区,即腐蚀体系的阳极极化曲线上存在钝化区,即在阳在阳极极化时金属能够钝化极极化时金属能够钝化 ②②阳极极化时金属的阳极极化时金属的电位要正移到钝化区内电位要正移到钝化区内,否则,否则金属的腐蚀速度不仅不会减小反而会增大金属的腐蚀速度不仅不会减小反而会增大(称为电解腐称为电解腐蚀蚀)阳极保护的阳极保护的实现必须具实现必须具备两个条件备两个条件第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护2.阳极保护设计要点.阳极保护设计要点(1)正确选择正确选择辅助阴极材科辅助阴极材科 阴极的材料在阳极保护过程中应该是阴极的材料在阳极保护过程中应该是耐蚀的耐蚀的,并且,并且要有一定的要有一定的机械强度、制作容易、价格便宜机械强度、制作容易、价格便宜,有的材料,有的材料在某些介质中还要考虑在某些介质中还要考虑氢脆氢脆的影响。
的影响 ①①对于对于浓硫酸浓硫酸,可以选用,可以选用铂或镀铂电极、钽、钼铂或镀铂电极、钽、钼等等作为阴极材料作为阴极材料 ②②对于对于稀硫酸稀硫酸,可以选用,可以选用银、铝青铜和石墨银、铝青铜和石墨等作为等作为阴极材料阴极材料 ③③当当硫酸的纯度要求不高硫酸的纯度要求不高时,可以采用比较便宜的时,可以采用比较便宜的高硅铸铁或普通铸铁高硅铸铁或普通铸铁作为阴极材料作为阴极材料第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 (2)辅助阴极的合理配置辅助阴极的合理配置—通通过实验来确定过实验来确定 在结构形状复杂的设备中,在结构形状复杂的设备中,容易出现电流分布不均匀容易出现电流分布不均匀距距辅助阴极近的部位可能已钝化辅助阴极近的部位可能已钝化甚至过钝化甚至过钝化,而,而距阴极较远或距阴极较远或电流不易达到的地方,可能仍电流不易达到的地方,可能仍处于活化状态处于活化状态 ④④对对盐类溶液和碱溶液,盐类溶液和碱溶液,则可选用则可选用高镍铬合金或普通碳钢高镍铬合金或普通碳钢等作为阴极材料等作为阴极材料第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 注注:: 阴极的配置只要阴极的配置只要能满足致纯阶段的要求能满足致纯阶段的要求,那么,那么维钝阶段一定能保证维钝阶段一定能保证。
3)参比电极的选用和安装参比电极的选用和安装 监测金属电位所用的参比电极应该监测金属电位所用的参比电极应该工作稳定、可靠,工作稳定、可靠,并且便宜、易于制作、安装和使用方便并且便宜、易于制作、安装和使用方便 电极的类型电极的类型:: 一类是一类是可逆电极可逆电极——甘汞电极、硫酸铜电极甘汞电极、硫酸铜电极 优点优点:电位稳定,监测值精确度高,:电位稳定,监测值精确度高, 缺点缺点:易损坏,安装、固定较困难易损坏,安装、固定较困难 第六章第六章 防腐方法防腐方法第一节第一节 电化学保护电化学保护 另一类另一类固体金属电极固体金属电极—固体金属电极固体金属电极 特点特点:应用于电位范围较宽的系统,且制作简单,:应用于电位范围较宽的系统,且制作简单,使用方便使用方便 参比电极的参比电极的安装位置安装位置,一般选在,一般选在距阴极最远或电位距阴极最远或电位最低的部位最低的部位 阳 极 保 护 阳 极 保 护 阴 极 保 护 阴 极 保 护相相同同只能用于电解质溶液的只能用于电解质溶液的连续液相部分连续液相部分;所需极化电流必须;所需极化电流必须符合经济要求符合经济要求;设;设备结构备结构不能太复杂不能太复杂。
不不同同1、本质上的差别:阳极极化时、本质上的差别:阳极极化时金属金属腐蚀倾向增大腐蚀倾向增大,只适用于能阳极钝,只适用于能阳极钝化的体系化的体系1、阴极极化时:、阴极极化时:金属腐蚀倾向减小金属腐蚀倾向减小,,到达稳定区则金属不会腐蚀,到达稳定区则金属不会腐蚀,故原理上故原理上适用于一切腐蚀体系适用于一切腐蚀体系2、钝化前要经过、钝化前要经过电解腐蚀电解腐蚀阶段阶段维钝维钝电流密度对应于保护下的腐蚀速度电流密度对应于保护下的腐蚀速度2、不会产生电解腐蚀,保护电流和设、不会产生电解腐蚀,保护电流和设备腐蚀速度没有直接关系备腐蚀速度没有直接关系3、控制电位要求高、控制电位要求高3、控制电位要求低、控制电位要求低4、致钝电流大,而维钝电流小,投、致钝电流大,而维钝电流小,投资费用高,日常操作费用低资费用高,日常操作费用低4、极化电流变化不大,投资费用较低,、极化电流变化不大,投资费用较低,而日常操作费用较阳极保护高 而日常操作费用较阳极保护高 5、、强氧化性介质中保护效果好强氧化性介质中保护效果好5、、多用于弱和中等程度腐蚀环境多用于弱和中等程度腐蚀环境,,(特别是氧扩散控制体系)(特别是氧扩散控制体系)6、设备不会造成氢损害、设备不会造成氢损害6、析氢可能造成设备材料的鼓泡或脆、析氢可能造成设备材料的鼓泡或脆性,对加压和高强材料危险。
性,对加压和高强材料危险7、可能造成两性金属腐蚀增加,加速、可能造成两性金属腐蚀增加,加速涂料破坏,有利涂料破坏,有利Ca²+.Mg²+沉积沉积阳极保护和阴极保护的比较阳极保护和阴极保护的比较第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里一、碳钢设备及衬里材料的表面处理一、碳钢设备及衬里材料的表面处理1. 对被粘物表面的要求对被粘物表面的要求 为了使粘结界面获得较高的粘附力,被粘物的表面为了使粘结界面获得较高的粘附力,被粘物的表面必须满足以下几方面的基本要求必须满足以下几方面的基本要求 (1)有良好的润湿性有良好的润湿性 被粘物表面被胶粘剂被粘物表面被胶粘剂完全润湿完全润湿就是胶粘剂与被粘物就是胶粘剂与被粘物之间达到之间达到最大的接触最大的接触 胶粘剂对固体表面的胶粘剂对固体表面的润湿性可用接触角润湿性可用接触角θ大小衡量大小衡量 接触角接触角θ是指是指液体表面切线与固体表面的夹角液体表面切线与固体表面的夹角如如图所示图所示第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 当处于平衡状态时,可以得出接触角当处于平衡状态时,可以得出接触角θ与界面张力的与界面张力的关系式:关系式:第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里注注:: ①①对对洁净的金属或无机材料洁净的金属或无机材料,只要接触角,只要接触角θ<900,一,一般均能达到般均能达到完全润湿的程度完全润湿的程度。
为什么?为什么? 原因:其表面属于高自由能表面,有较强的吸附性,原因:其表面属于高自由能表面,有较强的吸附性,容易被各种胶粘刑润湿同时由于衬里施工时,对胶粘容易被各种胶粘刑润湿同时由于衬里施工时,对胶粘剂都施加外力进行涂刷,所以只要接触角剂都施加外力进行涂刷,所以只要接触角θ<900,一般,一般均能达到完全润湿的程度均能达到完全润湿的程度 ②②对对高分子材料则不易被润湿高分子材料则不易被润湿第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里(2)表面具有一定粗糙度表面具有一定粗糙度 适当提高表面粗糙度适当提高表面粗糙度增加胶粘剂的增加胶粘剂的接触面积接触面积,但,但是过大的粗糙度,在较深的凹缝处不易被胶粘剂润湿,是过大的粗糙度,在较深的凹缝处不易被胶粘剂润湿,往往残留空气反而使粘结强度降低往往残留空气反而使粘结强度降低 实验表明:实验表明: ①①在表面用在表面用机械加工方法机械加工方法加工出沟槽,对于提高粘加工出沟槽,对于提高粘结强度并不显著结强度并不显著 ②②工业上通常采用的工业上通常采用的喷砂处理喷砂处理可以获得比较满意的可以获得比较满意的效果。
效果第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里(3)表面清洁表面清洁 洁净的金属表面都具有洁净的金属表面都具有较高的表面自由能较高的表面自由能,如果表,如果表面存在锈层、氧化物或被油、水等污染,那就会显著影面存在锈层、氧化物或被油、水等污染,那就会显著影响胶粘剂对金属表面的润湿性响胶粘剂对金属表面的润湿性 钢铁表面在钢铁表面在高温轧制或经热加工后形成高温轧制或经热加工后形成的的氧化皮氧化皮也也会显著影响胶粘剂对金属表面的润湿性所示为了保证会显著影响胶粘剂对金属表面的润湿性所示为了保证衬里的质量,应该衬里的质量,应该去除氧化皮去除氧化皮第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里2. 钢铁表面处理钢铁表面处理 钢材表面处理的方法:钢材表面处理的方法: ①①手工除锈手工除锈—衬里工程中衬里工程中很少采用很少采用,只使用于较小,只使用于较小的表面或一般涂料施工的表面处理的表面或一般涂料施工的表面处理 特点特点:效率低、表面质量差:效率低、表面质量差 ②②机械清净法机械清净法—广泛采用。
广泛采用 其方法包括其方法包括机械研磨、滚磨、喷砂、喷丸以及高压机械研磨、滚磨、喷砂、喷丸以及高压水流除锈水流除锈等多种办法,其中等多种办法,其中喷砂法喷砂法的质量最符合衬里的的质量最符合衬里的要求而被广泛采用要求而被广泛采用 下面介绍下面介绍喷砂法喷砂法::第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 喷砂法喷砂法是在喷砂罐中通入是在喷砂罐中通入0.5~0.6MPa的压缩空气的压缩空气,,将带棱角的将带棱角的质地坚硬的石英砂、金刚砂或河砂质地坚硬的石英砂、金刚砂或河砂,经喷嘴,经喷嘴以以50~70m/s的高速喷射到钢铁表面,依靠砂粘棱角的的高速喷射到钢铁表面,依靠砂粘棱角的冲冲击和摩擦击和摩擦,将金属表面的铁锈、氧化皮及其他污垢清除,将金属表面的铁锈、氧化皮及其他污垢清除掉,并且使表面获得一定的粗糙度掉,并且使表面获得一定的粗糙度 喷砂法的不足喷砂法的不足之处:之处:劳动条劳动条件太差第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 全自动循环式喷砂机的原理图 :第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 ③③化学法除锈化学法除锈—用于批量生产的电镀零件镀前的用于批量生产的电镀零件镀前的表面清净处理。
不过其除锈的效果好、质量高表面清净处理不过其除锈的效果好、质量高 化学法除锈化学法除锈是将金属件浸于是将金属件浸于无机酸溶液无机酸溶液中,依靠中,依靠溶解作用溶解作用去除表面的氧化物去除表面的氧化物 常用的酸洗液:见书常用的酸洗液:见书P136 第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里3. 衬里材料的表面处理衬里材料的表面处理 高分子材料的表面一般属于高分子材料的表面一般属于低能表面低能表面,为了提高它,为了提高它们与胶粘剂之间的粘附力,通常需要经过们与胶粘剂之间的粘附力,通常需要经过机械和化学机械和化学方方法处理以增加表面的粗糙度及表面活性法处理以增加表面的粗糙度及表面活性 ①①用用喷砂或手工打磨后喷砂或手工打磨后的塑料表面更容易被胶粘剂的塑料表面更容易被胶粘剂润湿,可以增大接触面积而提高粘合效果润湿,可以增大接触面积而提高粘合效果 ②②化学处理的目的,是使高分子材料表面化学处理的目的,是使高分子材料表面通过氧化、通过氧化、交联、引入极性基团或接枝的作用交联、引入极性基团或接枝的作用提高表面活性。
提高表面活性第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里二、二、砖板衬里砖板衬里—传统的防腐方法传统的防腐方法 目前常用的砖板有:目前常用的砖板有:辉绿岩辉绿岩板、玄武岩板、耐酸瓷砖板、耐酸板、玄武岩板、耐酸瓷砖板、耐酸耐温陶砖板和不透性石墨板耐温陶砖板和不透性石墨板等 ①①辉绿岩板辉绿岩板 特点特点:辉绿岩板的:辉绿岩板的抗磨性能抗磨性能优于其他衬里材料优于其他衬里材料 适用场合适用场合:既要求:既要求耐蚀又有耐蚀又有严重磨损严重磨损的场合 第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里②②耐酸陶板耐酸陶板 特点特点:耐酸度不如耐酸瓷砖板,孔:耐酸度不如耐酸瓷砖板,孔隙率也较大,但是隙率也较大,但是价格比较便宜价格比较便宜 适适用场合用场合:一般用于:一般用于耐酸度要求稍耐酸度要求稍低低的部位 ③③石墨板石墨板 特点特点::价格较高价格较高 适用场合适用场合:多用于:多用于要求传热的设备要求传热的设备衬里 砖板衬里的砖板衬里的质量质量主要取决于主要取决于胶粘剂胶粘剂的合理选择、施工、衬里结构的正确设的合理选择、施工、衬里结构的正确设计计。
第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里1. 衬里衬里胶胶泥的选泥的选择择 ①①作为防腐衬里用的胶粘剂的作为防腐衬里用的胶粘剂的特性特性 高的粘结强度高的粘结强度 良好的耐蚀性良好的耐蚀性 致密抗渗透致密抗渗透 热稳定性好热稳定性好 固化收缩率低固化收缩率低 经济并便于施工经济并便于施工 第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 ②②常用砖板衬里的种类常用砖板衬里的种类 硅酸盐胶泥硅酸盐胶泥:用得最多的是:用得最多的是钠水玻璃钠水玻璃(硅酸钠溶液硅酸钠溶液)胶泥 优点优点:水玻璃胶泥:水玻璃胶泥耐酸和耐热性好,价格低耐酸和耐热性好,价格低,在氧,在氧化性介质,如化性介质,如55%~95%的硫酸、硝酸、铬酸等,以及的硫酸、硝酸、铬酸等,以及有机溶剂中比其他胶泥更优越有机溶剂中比其他胶泥更优越 缺点缺点::不耐碱和含氟化合物不耐碱和含氟化合物,,抗渗性比较差抗渗性比较差,,收缩收缩性也大性也大 第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 树脂胶泥树脂胶泥:树脂类胶泥大多使用热固性树脂:树脂类胶泥大多使用热固性树脂(如酚如酚醛、环氧、呋喃、环氧酚醛、环氧醛、环氧、呋喃、环氧酚醛、环氧-呋喃等)添加填料、呋喃等)添加填料、固化剂等配制而成。
固化剂等配制而成 特点特点:不耐:不耐强氧化性酸和氧化介质强氧化性酸和氧化介质,而对,而对非氧化非氧化性酸有较好的耐蚀性性酸有较好的耐蚀性 注意注意:无论是水玻璃胶泥或树脂被泥,固化以后:无论是水玻璃胶泥或树脂被泥,固化以后总是存在一定孔隙,所以为了防止衬里砖缝的渗透,总是存在一定孔隙,所以为了防止衬里砖缝的渗透,—般至少要般至少要衬二层或二层以上衬二层或二层以上,,各层砖缝相互错开各层砖缝相互错开,,并且并且可以选用不同胶泥组合使用可以选用不同胶泥组合使用第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里2. 衬衬里里结结构构设设计计中中应应注意注意的的问题问题 (1)砖板衬里是手工操作,为了便于衬里施工和抢修,砖板衬里是手工操作,为了便于衬里施工和抢修,设备直径不宜小于设备直径不宜小于700mm翻边衬里翻边衬里第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (2)设备焊缝应采用设备焊缝应采用对焊接对焊接、、其内表面的焊缝凸起其内表面的焊缝凸起的高度不宜超过的高度不宜超过2.5mm,并要求,并要求平整平整伸入设备的接管,伸入设备的接管,其端部要与设备内表面齐平其端部要与设备内表面齐平。
伸入设伸入设备备第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (3)在在液面以下的器壁上尽可能不安装接管液面以下的器壁上尽可能不安装接管如果如果必须安装接管,则必须严格注意质量,其衬里结构如下必须安装接管,则必须严格注意质量,其衬里结构如下图翻边隔翻边隔离层离层保护套保护套管管瓷板瓷板小板小板接管直径比较大场合接管直径比较大场合第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (4)设备内需要设备内需要直接通入蒸汽加热直接通入蒸汽加热时,蒸汽管出口时,蒸汽管出口不得对准砖板衬里层不得对准砖板衬里层,否则受冲击振动易使砖板脱落否则受冲击振动易使砖板脱落不正确不正确正确正确不正确不正确正确正确第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (5)设备底部的衬里层结构设备底部的衬里层结构人字人字形排形排列列丁字形丁字形排列排列扇形排扇形排列列第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (6)设备顶盖设备顶盖处于气相环境,其腐蚀情况较处于液相部处于气相环境,其腐蚀情况较处于液相部分轻,因此可以分轻,因此可以适当降低衬里的适当降低衬里的要求要求。
Ø气相气相腐蚀不太严重时,可在腐蚀不太严重时,可在顶盖上顶盖上焊焊一层铁丝网一层铁丝网,然,然后后抹上抹上15~20nm的的胶泥胶泥Ø若若腐蚀性较大,可腐蚀性较大,可衬玻璃或酚醛软片、橡胶、或者衬衬玻璃或酚醛软片、橡胶、或者衬一层小瓷板一层小瓷板第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里四、四、橡胶衬里橡胶衬里 橡胶具有良好的耐酸和耐碱性,作为金属设备的防橡胶具有良好的耐酸和耐碱性,作为金属设备的防腐衬里,在化学工业、制药工业、有色金属和食品工业腐衬里,在化学工业、制药工业、有色金属和食品工业等生产中应用等生产中应用较为普遍较为普遍 橡胶有橡胶有天然橡胶天然橡胶和和合成橡胶合成橡胶两大类目前衬里用的两大类目前衬里用的主要还是主要还是天然橡胶天然橡胶 衬里用的衬里用的胶片胶片是由是由橡胶橡胶、、硫磺和其他添加剂硫磺和其他添加剂配制而配制而成,称为成,称为生胶板生胶板经过硫化的过硫化的橡胶称为橡胶称为熟橡胶或橡皮熟橡胶或橡皮,,统称为橡胶统称为橡胶第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里1. 衬衬里用里用橡橡胶的性能胶的性能与与适用范围适用范围 橡胶具有橡胶具有良好的化学稳定性,可耐一般非氧化性强良好的化学稳定性,可耐一般非氧化性强酸、有机酸、碱溶液和盐溶液,但在强氧化性酸和芳香酸、有机酸、碱溶液和盐溶液,但在强氧化性酸和芳香族化合物中不稳定族化合物中不稳定。
它的类型如下:它的类型如下: ①①软橡胶软橡胶 含有约含有约1%~3%硫磺硫磺的橡胶,具备很好的弹性的橡胶的橡胶,具备很好的弹性的橡胶适用于温度变化大和有冲击震动的场合适用于温度变化大和有冲击震动的场合但是一般但是一般不能不能单独作衬里单独作衬里,常与,常与硬橡胶或半硬橡胶组合使用硬橡胶或半硬橡胶组合使用 第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 ②②硬橡胶硬橡胶 硫磺含量大于硫磺含量大于40%的橡胶硬橡胶的化学稳定性高,的橡胶硬橡胶的化学稳定性高,抗渗性及抗老化性能亦比较好,适用于抗渗性及抗老化性能亦比较好,适用于温度变化较小,温度变化较小,无磨损冲击的强腐蚀性介质中无磨损冲击的强腐蚀性介质中,它既可以单独使用,也,它既可以单独使用,也可以作为软橡胶联合衬里的底层可以作为软橡胶联合衬里的底层 ③③半硬橡胶半硬橡胶 硫磺含量在硫磺含量在30%左右左右的橡胶 橡胶衬里既可用于橡胶衬里既可用于静设备的衬里静设备的衬里,也可用作,也可用作运动零运动零件件(如搅拌桨、泵和鼓风机的叶轮等如搅拌桨、泵和鼓风机的叶轮等)的耐蚀、抗磨的包的耐蚀、抗磨的包覆材料。
橡胶衬里的使用场合参见表覆材料橡胶衬里的使用场合参见表6-7第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里3. 橡橡胶胶衬衬里里结结构构 (1)因为橡胶衬里的胶粘层因为橡胶衬里的胶粘层很薄,很薄,所以对设备表面的所以对设备表面的凹凸部位比砖板衬里要求更高凹凸部位比砖板衬里要求更高例如,所有焊缝处都应例如,所有焊缝处都应打磨成一定坡度或圆角设备原则上不应采用铆接结构,打磨成一定坡度或圆角设备原则上不应采用铆接结构,如有特殊需要,则必须用埋头螺钉如有特殊需要,则必须用埋头螺钉 (2)法兰口上不要车密封线法兰口上不要车密封线,以免缝隙中残留空气造,以免缝隙中残留空气造成衬层鼓泡现象成衬层鼓泡现象不正不正确确正确正确第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (3)设备接管口应与设备表面齐平设备接管口应与设备表面齐平所有管道、顶所有管道、顶盖、塔节的可拆边连接都应盖、塔节的可拆边连接都应采用法兰连接采用法兰连接,,不能设计成不能设计成螺纹连接螺纹连接 (4)平面或弧面上胶板的粘接结构有平面或弧面上胶板的粘接结构有对接和搭接对接和搭接两种两种形式。
形式对接对接搭接搭接第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (5) 物物料进料进出出口口接接管的管的衬衬层层结结构构,,其其胶胶缝缝应应顺着顺着介介质质流流动动方方向搭接向搭接第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (6)转动设备的转动设备的胶片搭接方向应与转动方向一致胶片搭接方向应与转动方向一致,避,避免接缝受冲击或摩擦作用而产生脱胶现象免接缝受冲击或摩擦作用而产生脱胶现象第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里五、五、化化工工搪搪瓷瓷1. 化工搪瓷的性能与应用化工搪瓷的性能与应用 化工搪瓷的瓷釉原料是化工搪瓷的瓷釉原料是由石英砂、长石由石英砂、长石等天然岩石等天然岩石加上加上助熔剂助熔剂((硼砂、纯碱、碳酸钾、氯化物硼砂、纯碱、碳酸钾、氯化物等等)以及少以及少量量密着剂密着剂(镍、钴、铜、锑、锡镍、钴、铜、锑、锡等金属的氧化物等金属的氧化物),经粉,经粉碎并按一定比例混合,在碎并按一定比例混合,在1130~1150℃温度下熔融成为温度下熔融成为玻璃态物质,然后再玻璃态物质,然后再加水、粘土、乳浊剂加水、粘土、乳浊剂等磨加物在研等磨加物在研磨机内充分磨细,制成磨机内充分磨细,制成瓷釉浆瓷釉浆。
利用喷枪将瓷釉浆均匀利用喷枪将瓷釉浆均匀地喷涂在钢铁设备表面,再送入加热炉于地喷涂在钢铁设备表面,再送入加热炉于800~900℃温温度下进行烧结,即得到紧密粘附在钢铁炭面的度下进行烧结,即得到紧密粘附在钢铁炭面的玻璃质搪玻璃质搪瓷层瓷层第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 通常要在钢铁设备表面通常要在钢铁设备表面徐覆两层不同组成的瓷釉徐覆两层不同组成的瓷釉 ①①底釉底釉:直接与钢铁表面接触直接与钢铁表面接触 要求要求:在原料配比上要求尽可能与钢铁具有:在原料配比上要求尽可能与钢铁具有相近的相近的热膨胀系数热膨胀系数;瓷釉的;瓷釉的熔融物应该有较小的表面张力熔融物应该有较小的表面张力,使,使得能很好地润湿钢铁表面而提高粘结强度得能很好地润湿钢铁表面而提高粘结强度 ②②面釉面釉:主要起:主要起防腐和抗蚀的作用防腐和抗蚀的作用,面釉一般涂覆,面釉一般涂覆2~3次次 注意注意:无论是底釉或面釉,每涂覆一次都必须烧结:无论是底釉或面釉,每涂覆一次都必须烧结一次,搪瓷层的总厚度通常约一次,搪瓷层的总厚度通常约0.8~1.5mm。
第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 化工搪瓷的性能:化工搪瓷的性能: ①①对对氢氟酸、含氟化物溶液、浓热磷酸氢氟酸、含氟化物溶液、浓热磷酸以及以及强碱强碱外,外,各种浓度的各种浓度的无机酸、有机酸、有机溶剂和弱碱无机酸、有机酸、有机溶剂和弱碱等都等都具有具有良好的耐蚀性良好的耐蚀性 ②②导热性很好导热性很好,可用于需要加热或冷却的场合可用于需要加热或冷却的场合 ③③耐温度剧变的性能不太高耐温度剧变的性能不太高,会产生一定的应力会产生一定的应力 注意注意:搪瓷设备目前只适用于:搪瓷设备目前只适用于内压小于等于内压小于等于0.25MPa,真空度,真空度小于等于小于等于700mmHg,外压,外压小于等于小于等于0.6MPa第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里2.化工搪瓷设备结构设计特点.化工搪瓷设备结构设计特点 (1)搪瓷化工制品的金属胎,一般都采用搪瓷化工制品的金属胎,一般都采用低碳钢低碳钢某些某些小型的小型的、、形状比较复杂的形状比较复杂的制品也有用制品也有用铸铁铸铁的。
的 (2)设备的所有设备的所有转角部位转角部位,必须均匀,必须均匀圆滑地过渡圆滑地过渡,,只要结构上允许,只要结构上允许,转角半径越大越好转角半径越大越好,,至少不应小于至少不应小于10mm 原因:为了避免应力集中而发生爆瓷现象原因:为了避免应力集中而发生爆瓷现象 (3) 通常筒体按强度计算的壁厚要通常筒体按强度计算的壁厚要再增加再增加2~3mm,,并且壁厚并且壁厚最薄不得小于最薄不得小于6mm圆筒形设备的高径比要适圆筒形设备的高径比要适当当一般为一般为0.8~1.6,而以,而以高径比为高径比为1最好最好 原因:为了使设备在高温搪烧时不致因刚度不足而原因:为了使设备在高温搪烧时不致因刚度不足而产生过大变形,同时考虑钢材加热过程的烧失减薄等产生过大变形,同时考虑钢材加热过程的烧失减薄等第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (4)搪瓷设备的法兰如果采用螺栓连接,法兰必须搪瓷设备的法兰如果采用螺栓连接,法兰必须有有较大宽度较大宽度一般用数个卡子连接数个卡子连接卡子连接卡子连接第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (5)为了搪烧时使设备各部分受热均匀和减少热应为了搪烧时使设备各部分受热均匀和减少热应力的影响,金属设备外表面力的影响,金属设备外表面不允许有焊接接触面很宽或不允许有焊接接触面很宽或很厚的附件很厚的附件,如支座、加强板等。
必要时可采用,如支座、加强板等必要时可采用过渡板过渡板连接连接不正确不正确正确正确第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (6)搪瓷化工设备设计时要求尽量搪瓷化工设备设计时要求尽量减少焊缝减少焊缝,并且应,并且应严格严格控制焊接质量控制焊接质量V型双面型双面对接焊对接焊X型双面型双面对接焊对接焊第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (7)设计的设备结构,应避免设计的设备结构,应避免瓷面直接承受液、汽瓷面直接承受液、汽的冲击以及局部过热、过冷的冲击以及局部过热、过冷 例如带夹套的反应罐,可在蒸汽进口处加例如带夹套的反应罐,可在蒸汽进口处加设挡板设挡板档板档板第六章第六章 防腐方法防腐方法第二节第二节 衬里衬里 (8)具有具有中空的结构中空的结构,应在适当部位,应在适当部位开排气孔开排气孔,避,避免在高温搪烧或使用时出现免在高温搪烧或使用时出现受热空气引起的爆瓷现象受热空气引起的爆瓷现象排气孔排气孔第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计一、联接一、联接1. 不同断面的焊接不同断面的焊接不好不好好好不加垫板不加垫板(( ))第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计2. 不同金属间的焊接不同金属间的焊接设计时必需根据容器的壁厚选择设计时必需根据容器的壁厚选择加合金垫板加合金垫板(( ))不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计3. 螺栓联接螺栓联接 工程构件的螺栓联接十分普遍,而螺栓与被联接件工程构件的螺栓联接十分普遍,而螺栓与被联接件之间的缝隙是很难避免的,在腐蚀环境中可能会产生缝之间的缝隙是很难避免的,在腐蚀环境中可能会产生缝隙腐蚀,因此重要的构件应尽可能隙腐蚀,因此重要的构件应尽可能将螺母处四周密封将螺母处四周密封。
密封密封第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计 对于异种金属件相互联接时,应在金属之间对于异种金属件相互联接时,应在金属之间充填绝充填绝缘物缘物,以避免发生,以避免发生电偶腐蚀电偶腐蚀第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计 螺栓联接时要注意螺栓联接时要注意法兰应有足够刚度法兰应有足够刚度,因为刚度不,因为刚度不足会使法兰产生过大的翘曲变形,导致密封失效,则会足会使法兰产生过大的翘曲变形,导致密封失效,则会导致缝隙腐蚀导致缝隙腐蚀第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计4.管子与管板联接.管子与管板联接 列管式换热器管子与管板的联接采用列管式换热器管子与管板的联接采用胀接或胀后焊胀接或胀后焊接接,应保证管子与整个管板紧密贴合应保证管子与整个管板紧密贴合不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计5.管道联接.管道联接 管道与管道的联接最好采用管道与管道的联接最好采用对接焊形式对接焊形式,用搭接或,用搭接或角焊的形式很难消除缝隙。
角焊的形式很难消除缝隙不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计6.铀的联接.铀的联接 轴与其他零件之间采用轴与其他零件之间采用平键联接平键联接是常见的结构,但是常见的结构,但键槽会改变应力分布使局部出现应力峰值键槽会改变应力分布使局部出现应力峰值,在腐蚀介质,在腐蚀介质同时作用下,可能产生同时作用下,可能产生腐蚀疲劳破坏腐蚀疲劳破坏为了减少应力集为了减少应力集中,可采用中,可采用花键轴或多边形轴花键轴或多边形轴以改善应力分布以改善应力分布一般情一般情况况好好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计 轴与皮带轮问的平链联接还可能出现摩擦腐蚀,若轴与皮带轮问的平链联接还可能出现摩擦腐蚀,若采用采用锥形过盈配合锥形过盈配合则效果较好则效果较好不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计二、设备壳体与接管二、设备壳体与接管 1.夹套的焊接夹套的焊接 加热或冷却夹套的焊接结构应尽可能避免存在缝隙加热或冷却夹套的焊接结构应尽可能避免存在缝隙。
不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计2.壳体的保温.壳体的保温不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计3. 壳体冷却壳体冷却第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计4. 封头接管封头接管不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计55. 排液管排液管不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计三、容器附件与管道三、容器附件与管道1.支座.支座(脚脚)不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计2.缓冲板与折流板.缓冲板与折流板不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计不好不好好好列管式换热器 第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计3. 搅拌器的扰流挡板搅拌器的扰流挡板不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计4. 管道管道不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计不好不好好好第六章第六章 防腐方法防腐方法第三节第三节 防蚀结构设计防蚀结构设计不好不好好好一、金属覆盖层一、金属覆盖层 (一一)金属镀层有金属镀层有阳极性和阴极性阳极性和阴极性的两种。
的两种1. 阳极性覆层阳极性覆层 在使用环境中,覆层材料的电位比基体金属的在使用环境中,覆层材料的电位比基体金属的电位电位负负,比如铁表面上用锌作覆层在覆层缺陷处形成的腐,比如铁表面上用锌作覆层在覆层缺陷处形成的腐蚀电池中,蚀电池中,覆层是阳极覆层是阳极,,能够对基体金属起到阴极保护能够对基体金属起到阴极保护作用作用阳极性覆层常用作防护性覆层阳极性覆层常用作防护性覆层 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法电解质溶液 锌 钢 锌腐蚀 阳极性覆盖层阳极性覆盖层 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法2. 阴极性覆层阴极性覆层 在使用环境中,覆层材料的电位比基体金属的在使用环境中,覆层材料的电位比基体金属的电位电位正正,如铁表面上覆盖铬、镍如铁表面上覆盖铬、镍 如果如果覆盖层存在缺陷,将加速基体金属的腐蚀覆盖层存在缺陷,将加速基体金属的腐蚀 因此因此阴极性覆层必须足够完整、无孔隙阴极性覆层必须足够完整、无孔隙,才能取得,才能取得好的保护效果。
好的保护效果机械隔离作用机械隔离作用 覆层的极性不是绝对的,当环境条件改变时,覆层的极性不是绝对的,当环境条件改变时,覆层覆层和基体金属的电偶关系可能发生反转和基体金属的电偶关系可能发生反转一般来说,一般来说,铝铝的电位比锌更负,而在海水中锌的电位比铝更负的电位比锌更负,而在海水中锌的电位比铝更负第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法电解质溶液钢腐蚀 铬 钢 阴极性覆盖层阴极性覆盖层 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法(二二) 各种金属镀盖层简介各种金属镀盖层简介 金属镀层是利用金属镀层是利用电镀、喷镀、热镀、渗镀电镀、喷镀、热镀、渗镀等技术,等技术,将较耐蚀的金属镀覆在耐蚀性较差的金属表面形成的将较耐蚀的金属镀覆在耐蚀性较差的金属表面形成的 1. 电镀电镀 电镀的电镀的优点优点是:是:镀层金属纯度高,分布均匀,与基镀层金属纯度高,分布均匀,与基体金属结合牢固体金属结合牢固镀层具有镀层具有较高硬度和耐磨性能较高硬度和耐磨性能为获得同样保护效果所需要的覆层金属最少。
镀层厚度获得同样保护效果所需要的覆层金属最少镀层厚度容易控制,一般在常温下进行,容易控制,一般在常温下进行,电镀适应范围很宽电镀适应范围很宽,,从正电性金属到负电性金属,从低熔点金属到高熔点从正电性金属到负电性金属,从低熔点金属到高熔点金属,从高纯金属到合金,都可以进行电镀金属,从高纯金属到合金,都可以进行电镀 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法 阳极 (Zn) 阳极反应: Zn = Zn2+ + 2e 阴极(工件) 阴极反应: Zn2+ + 2e = Zn 直流电源 - + 含Zn2+电镀液 电镀锌原理电镀锌原理 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法2. 喷涂喷涂(亦称喷镀亦称喷镀) 优点优点::镀层厚度不受限制镀层厚度不受限制,对,对修复较长工件特别有修复较长工件特别有利利喷涂工艺和喷涂工艺和设备比较简单设备比较简单,,移动方便,移动方便,不管设备和不管设备和部件的形状和尺寸,都可按需要得到部件的形状和尺寸,都可按需要得到良好的喷涂层良好的喷涂层。
缺点缺点::涂层结构不强,不能形成合金或焊住,涂层结构不强,不能形成合金或焊住,仅仅仅仅依靠金属微粒楔入构件表面的微孔或凹坑而结合它的依靠金属微粒楔入构件表面的微孔或凹坑而结合它的附着强度不会很高附着强度不会很高质点的重迭堆砌使喷涂层存在很大质点的重迭堆砌使喷涂层存在很大孔隙率,这对防护效果不利,需要孔隙率,这对防护效果不利,需要采取封闭措施采取封闭措施第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法气喷镀工艺流程气喷镀工艺流程第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法电喷镀工艺流程电喷镀工艺流程第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法ab c cb火焰a.金属丝b.燃料气和氧进口c.压缩空气进口 [火焰喷涂]电弧a.金属丝b.压缩空气进口[电弧喷涂]阳极b a阴极a.粉末材料进口b.工作气体进口[等离子弧喷涂]三种热喷涂原理及喷枪结构示意三种热喷涂原理及喷枪结构示意abab3. 渗镀(表面合金化或化学热处理渗镀(表面合金化或化学热处理 )) 渗镀层和基体金属之间是通过形成合金结合起来渗镀层和基体金属之间是通过形成合金结合起来(冶金结合冶金结合),因此不会因热膨胀剧烈机械变形等原因,因此不会因热膨胀剧烈机械变形等原因而脱落。
经过渗镀处理的部件,其尺寸几乎没有改变经过渗镀处理的部件,其尺寸几乎没有改变常用的常用的渗镀金属有铝、铬,以及非金属元素硅、硼渗镀金属有铝、铬,以及非金属元素硅、硼钢铁经过渗铝,渗硅,渗铬,以及二元或三元共渗钢铁经过渗铝,渗硅,渗铬,以及二元或三元共渗,,抗高温氧化和高温气体腐蚀抗高温氧化和高温气体腐蚀的能力大大提高的能力大大提高 将将电镀层,喷涂层,热浸层进行加热扩散,得到电镀层,喷涂层,热浸层进行加热扩散,得到渗镀层渗镀层,是渗镀工艺发展方向之一是渗镀工艺发展方向之一 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法喷铝层 基体 金属Al2O3保护膜 铝铁化合物 基体 金属喷铝层喷铝层(左左)和扩散渗铝层和扩散渗铝层(右右)剖面示意剖面示意 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法4. 热浸(热镀)热浸(热镀) 将工件浸入熔融的液态镀层金属中,经短时间取将工件浸入熔融的液态镀层金属中,经短时间取出,便形成金属覆层这种出,便形成金属覆层这种施工方法最古老,简单施工方法最古老,简单,,但难以控制覆层厚度,操作时金属损耗也大。
但难以控制覆层厚度,操作时金属损耗也大 使用热浸法的使用热浸法的条件条件是:是: ①①基体金属与覆层金属之间能生成化合物或固溶基体金属与覆层金属之间能生成化合物或固溶体体,才能具有足够的结合力且不起皮脱落才能具有足够的结合力且不起皮脱落 ②②镀层金属必须是低熔点的镀层金属必须是低熔点的因为这样可以减少因为这样可以减少热能消耗和避免镀件材料由于温度过高而降低机械性热能消耗和避免镀件材料由于温度过高而降低机械性能 一般用于钢铁管、板、带、丝的镀锌、锡、铝、一般用于钢铁管、板、带、丝的镀锌、锡、铝、铅锡合金等铅锡合金等第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法5. 化学镀化学镀(也有称为也有称为“无电解镀无电解镀”) 化学镀镍层与电镀硬铬层相比化学镀镍层与电镀硬铬层相比,硬度和耐磨性能,硬度和耐磨性能相近,但化学镀不需要电源,无电镀硬铬层中出现的相近,但化学镀不需要电源,无电镀硬铬层中出现的脆性和网状裂纹,而且比电镀镍层脆性和网状裂纹,而且比电镀镍层孔隙率低,化学稳孔隙率低,化学稳定性高 近年来又开发了脉冲化学镀,进行化学镀时迭加近年来又开发了脉冲化学镀,进行化学镀时迭加脉冲电流,可使镀层更致密,更光亮,组织均匀,结脉冲电流,可使镀层更致密,更光亮,组织均匀,结合牢固,因而较薄镀层就能达到较厚的普通化学镀层合牢固,因而较薄镀层就能达到较厚的普通化学镀层相同的技术指标。
相同的技术指标 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法(6) 真空镀(又叫物理气相沉积真空镀(又叫物理气相沉积(PVD)))Ø真空蒸镀真空蒸镀,用,用电加热使镀层金属挥发电加热使镀层金属挥发,,蒸汽以原子或蒸汽以原子或分子形式沉积于被镀工件上分子形式沉积于被镀工件上,形成很薄的,形成很薄的(50 ~100nm)覆膜Ø阴极溅射阴极溅射利用利用高能离子或中性原子来轰击金属高能离子或中性原子来轰击金属,使,使金金属原子飞出属原子飞出,,沉积在基体材料表面形成保护膜沉积在基体材料表面形成保护膜;;Ø离子镀离子镀是在高真空中使是在高真空中使蒸发出来的镀层原子离子化蒸发出来的镀层原子离子化,,在电场作用下沉积于工件表面形成保护膜在电场作用下沉积于工件表面形成保护膜 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法基板1 5kV基板 1 5kV基板加热器基板 [真空蒸镀]真空度510- 4托[离子镀]真空度1510- 4托 [阴极溅射]真空度10- 310- 2托 三种真空镀原理图三种真空镀原理图第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法二、二、 缓蚀剂缓蚀剂 1. 缓蚀剂的定义缓蚀剂的定义 在腐蚀环境中以适当浓度和形式在腐蚀环境中以适当浓度和形式(一般是很少的一般是很少的量量)添加某种物质,能使金属的腐蚀速度大大降低,添加某种物质,能使金属的腐蚀速度大大降低,这种物质就叫这种物质就叫缓蚀剂缓蚀剂(即腐蚀抑制剂即腐蚀抑制剂)。
缓蚀剂可以是缓蚀剂可以是单组分物质单组分物质,也可以是,也可以是多组分的复多组分的复合物质合物质缓蚀剂保护方法使用方便,投资少缓蚀剂保护方法使用方便,投资少投入少量就可取得很好的保护效果,得到了广泛的应用量就可取得很好的保护效果,得到了广泛的应用 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法2. 缓蚀剂的性能缓蚀剂的性能 缓蚀剂的保护效果用缓蚀剂的保护效果用缓蚀缓蚀(效效)率率表示缓蚀率表示缓蚀率 是是加入缓蚀剂后金属腐蚀速度减小的百分数加入缓蚀剂后金属腐蚀速度减小的百分数 :: 缓蚀率不仅与缓蚀率不仅与缓蚀剂的种类有关,而且与缓蚀剂缓蚀剂的种类有关,而且与缓蚀剂的加入量和使用条件的加入量和使用条件密切相关密切相关 当缓蚀剂停加以后,缓蚀率随时间逐渐下降,最当缓蚀剂停加以后,缓蚀率随时间逐渐下降,最后完全丧失这段时间称为后完全丧失这段时间称为缓蚀剂的后效时间缓蚀剂的后效时间,表示,表示缓蚀剂保护作用的持久性缓蚀剂保护作用的持久性 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法3. 缓蚀剂的分类缓蚀剂的分类 按化学组成,可分为按化学组成,可分为无机缓蚀剂,有机缓蚀剂无机缓蚀剂,有机缓蚀剂。
按保护金属种类,可分为按保护金属种类,可分为钢铁缓蚀剂,铝及铝合金钢铁缓蚀剂,铝及铝合金缓蚀剂缓蚀剂等 按溶解性能,可分为按溶解性能,可分为油溶性缓蚀剂,水溶性缓蚀剂油溶性缓蚀剂,水溶性缓蚀剂等 按溶液按溶液pH值,可分为值,可分为中性介质缓蚀剂,酸性介质中性介质缓蚀剂,酸性介质缓蚀剂缓蚀剂等第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法 按照按照电化学理论电化学理论::缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂分为阳极型(主要抑制阳主要抑制阳极反应极反应) 、、阴极型阴极型(主要抑制阴极反应主要抑制阴极反应) 、、混合型混合型(对阳对阳极反应和阴极反应都有抑制作用极反应和阴极反应都有抑制作用)三类 按照按照保护膜的性质保护膜的性质可将缓蚀剂分为可将缓蚀剂分为氧化膜型氧化膜型(缓蚀缓蚀剂与金属反应生成氧化物膜剂与金属反应生成氧化物膜)、、沉淀膜型沉淀膜型(缓蚀剂与溶液缓蚀剂与溶液中某些物质反应生成沉淀膜中某些物质反应生成沉淀膜)、、吸附膜型吸附膜型(缓蚀剂吸附在缓蚀剂吸附在金属表面形成保护膜金属表面形成保护膜)。
第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法4. 几类常用的缓蚀剂几类常用的缓蚀剂 ①①钝化剂钝化剂 钝化剂属于钝化剂属于阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂,能促使金属表面转变为,能促使金属表面转变为钝态,生成保护性的氧化物膜,使金属腐蚀速度大大降钝态,生成保护性的氧化物膜,使金属腐蚀速度大大降低钝化剂本身就具有氧化性,如低钝化剂本身就具有氧化性,如铬酸盐、亚硝酸盐铬酸盐、亚硝酸盐 ,氧也是一种钝化剂,氧也是一种钝化剂 钝化剂的缓蚀率很高,钝化剂的缓蚀率很高,但用量必须足够但用量必须足够如果加入如果加入剂量不足,可能导致腐蚀加速或发生孔蚀,评价钝化剂剂量不足,可能导致腐蚀加速或发生孔蚀,评价钝化剂性能的一个重要指标是性能的一个重要指标是“临界致钝浓度临界致钝浓度”,即在给定体,即在给定体系中使金属钝化所需的钝化剂最低浓度系中使金属钝化所需的钝化剂最低浓度临界致钝浓度临界致钝浓度愈小,钝化剂性能愈好愈小,钝化剂性能愈好 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法Elg i Elg i [抑制阳极反应] [促进阴极反应]钝化剂的作用机理钝化剂的作用机理阳极极化曲线向左下方移动阴极极化曲线向右上方移动第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法1 2.0 4.0 6.0 8. 0 1.0钼酸铵对碳钢在碳化液中阳极行为的影响1.浓氨水2.浓氨水+0.5克钼酸铵3.浓氨水+1.0克钼酸铵4.浓氨水+1.5克钼酸铵电流(MA)电+1200位 +800 +400 0 -400 -800 -1200234第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法 ②② 阴极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂 阴极型缓蚀剂的作用在于阴极型缓蚀剂的作用在于增大腐蚀电池的阴极极增大腐蚀电池的阴极极化,使阴极反应速度降低,化,使阴极反应速度降低,从而减小金属的腐蚀。
有从而减小金属的腐蚀有的阴极型缓蚀剂能减小氢离子还原反应的交换电流密的阴极型缓蚀剂能减小氢离子还原反应的交换电流密度,使析氢反应变得困难度,使析氢反应变得困难 如硫化物、砷化物等如硫化物、砷化物等这这类化合物可能导致金属的氢损伤类化合物可能导致金属的氢损伤(氢鼓泡、氢脆等氢鼓泡、氢脆等),,而且大都有毒,所以酸溶液中已很少使用有些阴极而且大都有毒,所以酸溶液中已很少使用有些阴极型缓蚀剂能够在腐蚀电池的阴极区形成型缓蚀剂能够在腐蚀电池的阴极区形成沉淀膜沉淀膜,使阴,使阴极区面积减小,阴极极化增强如极区面积减小,阴极极化增强如Zn2+(常使用常使用ZnSO4) 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法③③沉淀型缓蚀剂沉淀型缓蚀剂 指通过金属表面形成沉淀膜来发挥作用的一类缓指通过金属表面形成沉淀膜来发挥作用的一类缓蚀剂 在沉淀型缓蚀剂中,在沉淀型缓蚀剂中,聚磷酸盐聚磷酸盐是重要的一类目是重要的一类目前应用较多的前应用较多的三聚磷酸钠三聚磷酸钠(Na5P3O10)、、六偏磷酸钠六偏磷酸钠(Na6P6O18) 沉淀型缓蚀剂常称为沉淀型缓蚀剂常称为“安全缓蚀剂安全缓蚀剂”,用量不足,用量不足不会增加金属的腐蚀。
沉淀型缓蚀剂的保护效果一般不不会增加金属的腐蚀沉淀型缓蚀剂的保护效果一般不如钝化剂另外,有可能造成热交换器表面结垢,影响如钝化剂另外,有可能造成热交换器表面结垢,影响传热 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法80604020 腐 蚀 速 度mddLg(Q/1-Q)0 50 100 150 200 2 1 0-1 -5 -4 -3钙浓度(ppm)等温吸附关系曲线体系:20#碳钢- INHCE缓蚀剂:那可汀(四氢异喹啉类生物碱)lgc吸附平衡常数Ka=2.2410⁴吸附自由焓∆Ga⁰= -35.4KT/mol聚磷酸盐缓蚀效果与水中钙浓度的关系第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法④④有机缓蚀剂有机缓蚀剂 有机缓蚀剂的缓蚀作用大多是通过在金属表面形成有机缓蚀剂的缓蚀作用大多是通过在金属表面形成吸附膜来实现吸附膜来实现 有机缓蚀剂大多含氮或硫,或者二者都有有机缓蚀剂大多含氮或硫,或者二者都有 如硫醇、如硫醇、硫醚硫醚 、胺类和有机胺的盐类、胺类和有机胺的盐类 、硫脲及其衍生物等。
硫脲及其衍生物等疏水基亲水基移动障碍能量障碍吸附型缓蚀剂在金属表面吸附型缓蚀剂在金属表面 形成的吸附膜模型形成的吸附膜模型 5. 缓蚀剂应用的几个问题缓蚀剂应用的几个问题 ①①要根据腐蚀体系的具体情况选择有效的缓蚀剂,要根据腐蚀体系的具体情况选择有效的缓蚀剂,因为因为缓蚀剂的保护效果具有选择性缓蚀剂的保护效果具有选择性 ②②要通过试验确定缓蚀剂的要通过试验确定缓蚀剂的最佳投效剂量和最佳最佳投效剂量和最佳使用条件使用条件 ③③缓蚀剂对生产过程缓蚀剂对生产过程可能不利影响可能不利影响:: 如:起泡,形成乳状液;使锈皮疏松脱落而导致如:起泡,形成乳状液;使锈皮疏松脱落而导致管线阻塞;造成新的腐蚀问题管线阻塞;造成新的腐蚀问题 ;结垢而影响传热,这;结垢而影响传热,这主要指沉淀型缓蚀剂主要指沉淀型缓蚀剂 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法 ④④ 缓蚀剂对设备材质缓蚀剂对设备材质是否会造成损害是否会造成损害 ⑤⑤ 缓蚀剂的缓蚀剂的毒性和环境污染毒性和环境污染是一个重要问题。
是一个重要问题 ⑥⑥在实际生产系统中在实际生产系统中缓蚀剂的流失是造成失效的缓蚀剂的流失是造成失效的常见原因常见原因 ⑦⑦ 进行缓蚀剂进行缓蚀剂保护效果的经济评价保护效果的经济评价开发高效而开发高效而价廉的缓蚀剂品种价廉的缓蚀剂品种 ⑧⑧ 为了保证缓蚀剂使用有效而经济,应对为了保证缓蚀剂使用有效而经济,应对保护效保护效果进行监测,避免缓蚀剂浓度不足达不到保护效果,果进行监测,避免缓蚀剂浓度不足达不到保护效果,或者缓蚀剂加入过多造成浪费或者缓蚀剂加入过多造成浪费 第六章第六章 防腐方法防腐方法第四节第四节 其它防腐蚀方法其它防腐蚀方法。












