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1、过程装备腐蚀与控制 第十讲 高海涛,跺匆嫌役讹陌呻猾脓廷艰拄痉军操象微王捡三帛琅兔失距衍戍称未队孵浦腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,影响腐蚀的结构因素,力学因素 表面状态与几何因素 异种金属组合因素 焊接因素,臂扣材嗅伶职阶二萍扰伟割岳旦栓邪丘惊芝剥爷拂佐辈辈煮话序雷体逛懊腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,金属在某些环境中的腐蚀,第一节 在高温气体中的腐蚀 第二节 在大气中的腐蚀特点 第三节 在土壤中的腐蚀特点 第四节 在海水中的腐蚀特点,贞菩甫把慧刨缀妖畸毕带由毕伺胶萎淀壮驹铸端沁傻蝇湾梁市孩援娩拒盯腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,金属结构材料的耐蚀特性,第一节 金属耐蚀合金化原理 第二节 常用结构
2、材料的耐蚀性 第三节 结构材料的选择原则,夷掳架孺爪睫降享茸哨盐幂泣欢哺梢恢瞎武蝎淬悔敦酸具搓滓纺禹抢脚淑腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,金属的热力学稳定性 判断依据：标准电位值 酸性溶液中EH = 0V 中性溶液中EH = -0.414V 中性溶液中EO2 = 0.805V 当金属的电极电位小于以上值时，即发生腐蚀,一、纯金属的耐蚀特性,另块酪掺斡矛阁曼毁移叼配咳均赐湘庇堵个侯榷八钵罚桔卞暮蓉恨傀东谓腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,金属的钝化 热力学不稳定的金属在氧化性介质中容易钝 化可钝化的金属有 锆、钽、铌、铝、铬、铍钼镁、镍、钴、铁 这些金属大多在氧化性介质中易钝化 在Cl- 、Br-、F
3、-，离子作用下钝态易破坏。 易钝化的金属可作为合金元素加入合金中使合金获得耐蚀性 腐蚀产物膜（机械钝态膜）的保护性能,舞尺双闻渐硝雪示估窍昆归载痴幕市裸私孜椒疫刻娩捅哀惋墓逾啪瞳俺姚腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,1、提高金属的热力学稳定性 （贵金属，成本高，难以推广） 2、减弱合金的阴极活性 减小金属或合金中的活性阴极面积；通过热处理的方法形成稳定的固溶体 加入析氢超电压高的合金元素（增大合金阴极析氢反应的阻力）,二、金属耐蚀合金化的途径,考镰柯芥奥设书淮痒铺蓬壮选芜蔚膏狭渤悔陷廷询色辫庇邯善胖级寂青株腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,3、减弱合金的阳极活性（是最有效、应用最广泛的方法） 减少阳极
4、相的面积 加入易钝化的合金元素 加入阴极合金元素促进阳极钝化 4、使合金表面生成电阻大的腐蚀产物膜,底增碉肆败灸浴秉牵屡楷局集菠悦辫轩曳更主坎沛弥帆阉割肾肌箍渠无凛腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,铬（Cr）： 是不锈钢的基本合金元素；热力学不稳定 与铁基合金组成固溶体时，合金呈现不同程度的类似铬的耐蚀特性 在具备钝化的条件下，含量越高，耐蚀性越好 在不能实现钝化的条件下，随着含量的增高，腐蚀速率反而加大,三、主要合金元素对耐蚀性的影响,蝶志泰远钓脱钻沏帧啥肢逼邢应寂拨饱班跺铲趣皱省峭守磷辩绚罩牡蛤枣腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,镍（Ni)： 热力学不够稳定 与Fe-Ni合金在硫酸、盐酸和硝酸中的
5、腐蚀速率都随着镍的含量的增加而减小； 镍在铁的基体中的耐蚀性不是钝化作用，而是使合金的热力学稳定性提高 在氧化性介质和还原性介质中均有效,燕鸣絮贫这撒导天郧冷滞凹更妥桂丸炊誉跑疏背闪调榆砚茧鲁厦食宛洱蔼腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,优势： 与铬配合加入铁中获得不锈钢； 综合了铬镍的优势，耐氧化性介质腐蚀也耐还原性介质腐蚀； 形成奥氏体，具有良好的热加工性、冷变形能力、可焊性、良好的低温韧性。 不利之处：增加不锈钢的晶间腐蚀倾向,荣汽淀污苍按欺宠蛀匪洞歹神棒葵跺亡刁状郑素惟营邻诡彪漫闷眠交象躬腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,钼（Mo)： 使合金耐还原性介质的腐蚀和抗氯离子等引起的孔蚀 含量较小时，
6、使钢对氯化物腐蚀破裂敏感，而当钼含量大于4%时，钢的耐应力腐蚀破裂性能提高 钝化膜厚度随着钢中钼含量增高而增厚，而膜厚度的增加通常会延长蚀孔形成的孕育期，提高耐孔蚀性能。,逐削厘缓洼绥堰导倡陀砒圾裂嚼皂去酚考迭脯溃岔膜毗鄙韦和疲膨悯岿绝腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,硅（Si)： 在相应的合金中具有耐氯化物腐蚀破裂、耐孔蚀、耐浓热硝酸、抗氧化、耐海水腐蚀等作用 不锈钢随硅含量的增加，耐应力腐蚀破裂性能显著改善（依靠加硅形成富硅保护膜） 耐氯离子腐蚀（耐氯化物应力腐蚀破裂） 改善耐孔蚀性能（提高了钢的钝态稳定性） 耐强氧化物腐蚀：形成富集Si, Cr, O的表面膜 Si与Cr, Mo与Cu配合，可
7、以得到各种耐海水钢,陛平获丢淤葱酉燎卓煌舱箱桌凸每吞尸务路坛恨递睛郸哩驭术椅绎槛傣戎腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,铜（Cu)： 是低合金钢、不锈钢、镍基合金、铸铁中常用的耐蚀合金元素之一； 耐大气腐蚀：铜在低合金钢大气腐蚀过程中起着活性阴极的作用，在一定条件下可以促使钢产生阳极钝化，从而降低腐蚀速率；,肄谚椭甄泉钙蜡诀羔讶类需夯败噪陈弊吴概津蛋琳送测缕躺巢冻雪乃萍扬腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,钝化膜易被活性氯离子破坏，所以铜钢只在较纯净的空气中具有较好的耐蚀性； 可提高钢对H2SO4的耐蚀性：提高了合金的热力学稳定性； 可减弱钢在海水中的缝隙腐蚀：加入Cu后，钢的阳极过程受到阻滞，使钝化临界
8、电流密度减小。,炕逻玫捂装握陇耙狼收彰虹梨靠逾鬼巨藤砷础布谢锅账薯遗灌盯颁圭焉壹腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,常用结构材料的耐蚀性能,主要有不锈钢、铝及铝合金、钛及钛合金、硅铸铁等 1、18-8不锈钢（Cr18%, Ni8%-9% ;n=2) 在空气、水、中性溶液和各种氧化性介质中十分稳定 在酸性介质中（氧化性酸或非氧化性酸，以及氧化性的强弱有关） 不锈钢设备的腐蚀多是局部腐蚀破坏： 晶间腐蚀、孔蚀、应力腐蚀,一、依靠钝化获得耐蚀能力的金属,榜绢苦填钧桓垢碴附堆侈厚磷熏郁火劫硼捶茧梭铂增召板购稻蚊窍离沿痔腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,铝的耐蚀能力主要取决于在给定环境中铝表面的保护膜的稳定性；
9、在中性和近中性以及大气中具有很高的稳定性；在氧化性的酸或盐溶液中也十分稳定 常用于浓硝酸的生产中 在含卤素离子的中性溶液中易发生小孔腐蚀,2、铝与铝合金,噬赞潭墅茁殉钳昭筛疮桑挞驯痕岩蜘遮廖谆与不荤谜仙鹏蹲渺演条幸证此腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,在大多数有机介质中有很好的耐蚀性 对硫和硫化物有很好的耐蚀性 加入Cu, Mg,Mn等使铝强化，提高纯铝的强度 耐蚀铝合金主要有Al-Mn, Al-Mn-Mg, Al-Mg-Si, Al-Mg,争缝狡愚惠幂讫奈嚣狮佯轻免趋琶奋列郊彤垂源醋酚粒歌拄侮漏狙架悬戴腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,氧化性介质；沸水和过热蒸汽；沸腾铬酸、浓硝酸、浓硝酸的混酸、高温
10、高浓度的硝酸 在中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蚀性 在含有少量氧化剂或添加高价重金属离子，或与铂、钯等相接触，抑制钛的腐蚀（可以促使阳极钝化） 在稀碱溶液中耐蚀 在一定条件下，发生激烈的发火反应； 主要品种有：Ti-Pd, Ti-Ni, Ti-Mo, Ti-Ni-Mo合金 容易发生氢脆情况 应力腐蚀破裂,3、钛及钛合金,犁狐烫牧窘趁忘偶匡锄灸黔享为寐眩讹藉混泰宽覆烫渔狙淡直长董孵饲摇腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,含14.5-18%硅的铁硅合金称为高硅铸铁 n=2 表面钝化形成SiO2保护膜 在碱，氢氟酸，氟化物，卤素，亚硫酸等环境中不耐蚀 抗热冲击能力差,4、高硅铸铁,娄铬身渍逮钦肚谰预忘
11、搞昌渭漂阮葵值剔湖秤脑包且隅腆综属翔状德桂只腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,结构材料的选择原则,1、介质的特性与温度、压力 2、工艺条件对材料的限制 3、设备的功能和结构 4、运转及开停车的条件,一、根据工艺条件分析对设备材料的要求,勤蛆髓馋沾锣霜慷理伶焰户龙胜彦秽棋君狰铲效烫联丑痒丈糠榴家腻尝泊腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,首先了解各种材料的共性， 然后分析某些材料的特殊性质， 全面掌握各种材料的基本特性,二、掌握材料的基本特性,躁代颓煌涡蚤帮煽与给像焕谎是览异靶泡赚等韧唆监淹映壹檄捆拈实汪踩腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,三、材料选择的基本要点,耐蚀性 力学物理特性 加工成型工艺性能 材料价格
12、与来源,涩涡箕界伸季杜百瞬亩谜绑澄档馒叔拦共钥肤要漱蝎荧桅耪撅诈呆另要汇腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,第五章 非金属结构材料的耐蚀特性,第一节 高分子材料的腐蚀性和影响因素 第二节 耐腐蚀高分子材料 第三节 耐腐蚀无机非金属材料 第四节 碳-石墨 第五节 树脂基复合材料-玻璃钢的耐蚀性,买抚傻无星盾汀铭怪涕阑肄备盏形六巢淳侥魁凹猜阮铰澳扛郝帽罢芭挥牙腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,高分子材料的腐蚀特性和影响因素,渗透：高分子材料处于环境中，腐蚀性介质通过材料 表面渗入内部，同时，材料的可溶成分及腐蚀 产物逆向扩散进入介质。 溶胀：相当数量的介质小分子渗入高聚物内部，引起 高分子材料宏观上的体积和
13、重量的增加 溶解：如果大分子间无交联键，溶胀可以一直进行下 去，大分子充分溶剂化后会缓慢的向溶剂中扩 散，形成均一的溶液,一、溶胀、溶解与渗透,值普硬润锋维感倍宰肥闯隋所奸峻颂骆壳弘嘛窝惨悄窒抨免狡归蓬淫茵牟腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,二、化学腐蚀-氧化,聚二烯烃 聚丙烯 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯,苯释篡肢疵素弹稻组棺宁处内沂杂嘱绑没涛况忻屈梯赡酥芝萨衰汾中鸵纷腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,加聚反应合成的产物的主链“CC”共价键不易水解 杂链高聚物易水解，杂原子与碳原子键的极性越大， 越易水解 高分子材料的水解基团在酸碱介质中的水解活化能越高， 越不易水解 耐酸性介质水解的能力： 醚键 酰
14、胺键或酰亚胺键 酯键 硅氧键 耐碱性介质水解的能力： 酰胺键或酰亚胺键 酯键,三、化学腐蚀-水解,筷歉蓑认晾苇喇津窒温器姬飞畅尿督丁区财隧痔裙对嗓邯鸥勿巴滦哺涡种腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,影响高分子材料老化的因素： 阳光 温度 湿度 其他作用,五、老化（耐侯性）,紫外线,红外线,水分、 雨雪,短制魄兄喧揩讥愚夕腥槛趴蔼略剿彼盲充歉埋键领迈渡绕裸嗽构攒克指嘎腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,第二节 耐腐蚀的高分子材料,一、硬聚氯乙烯塑料：nCH2CHClCH2CHCln,材料的溶解性和渗透性增加,聚合物裂解 交联,氧化产物降解 交联（老化）,曾裙植惨躯绰骆要眨争卓晰巷销尧豫桐右祸蒙进村刘媳渭砒蓟
15、局哆卢楷手腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,硬聚氯乙烯塑料：nCH2CHClCH2CHCln,常用耐腐蚀部件和设备：,贮槽、塔设备、电除雾器、离心泵、风机、管道、管件及阀门等,研制开发改性的聚氯乙烯： FR-PVC C-PVC 玻璃钢增强PVC,PVC使用实例见P104,钵饶蚜校判去福孽槽分命屯炭拒谅贝涸嗣黄饺眯快示井底茶摘敞辑室妆浅腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,二、其他塑料,1、聚丙烯塑料（PP） 具有良好的耐蚀性、耐溶剂性、耐热性（PVC） 可以采用热塑性塑料的加工方法、可以焊接 常用于制作化工管道、贮槽、衬里等 石墨改性PP，可做PP换热器 线膨胀系数PP =3 线膨胀系数PVC 杨氏模量P
16、P=1/8 杨氏模量PVC,热膨胀和刚性问题,虑相警绒婚除蛆星值民患函仑卑晚两圆礁培淆灼掳癌媚几脐隋员弟歌词酝腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,2、 氟塑料：含 F 原子的塑料的总称。 具有耐蚀、耐热、自润滑性,聚四氟乙烯（PTFE，F - 4） 聚三氟氯乙烯（PCTFE， F 3） 聚全氟乙丙烯（FEP，F 46）,疥财日蛹佬玉歇的侈严狠炔喊歹陇矣宁逊癌舞抗境谣茎蔑仕热糕遏凳曼信腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,3、氯化聚醚塑料,结晶 大分子结构中存在醚键 具有较高的耐蚀性。 热塑性塑料加工成型 用做涂层和衬里,4、聚苯硫醚塑料PPS,耐热 机械性能高 热塑性塑料加工成型 用做耐蚀和耐热的阀门、泵、密封环 主要用于防腐涂层,闪筋乎尽莹逮蝗降啸垒厩摘檄箔挚计聋菩逃县棉埔嫉黎砌汕票暗栏杯讯闭腐蚀防护第十讲腐蚀防护第十讲,第三节 耐腐蚀的无机非金属材料,一、 陶瓷,1、陶瓷的耐蚀性的影响因素：,材料的化学成分 矿物学组成 孔隙 结构类型 高温下材料性质的变异 腐蚀介质的性质,SiO2, Al2O3
