《制药设备与工程设计-第3章-设备材料及防腐蚀》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制药设备与工程设计-第3章-设备材料及防腐蚀（129页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 设备材料及防腐蚀了解材料更正Antonie van Leeuwenhoek, 1632.10.241723.08.26荷兰显微镜学家、微生物学的开拓者，生卒均于代尔夫特。Robert Hooke，1635.7.181703.3.3出生于英格兰南部威特岛的弗雷施瓦特。他在力学、光学、天文学等诸多方面都有重大成就。第第3章章 设备设备材料及防腐材料及防腐蚀蚀第第1节节 材料的性能材料的性能第第2节节 黑色金属材料黑色金属材料第第3节节 有色金属材料有色金属材料第第4节节 非金属材料非金属材料第第5节节 设备设备材料的腐材料的腐蚀蚀与防与防护护第第6节节 设备设备材料的材料的选择选择第第1节
2、节 材料的性能材料的性能GMP对设备对设备及管路材及管路材质质的要求的要求凡是水、气系凡是水、气系统统中的管路、管件、中的管路、管件、过滤过滤器、器、喷针喷针等都等都应应采用采用优质优质奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢材料；材料；选选用其他材料必用其他材料必须须耐腐耐腐蚀蚀、不生、不生锈锈。第第1节节 材料的性能材料的性能1.力学性能力学性能2.物理性能物理性能3.化学性能化学性能4.加工工加工工艺艺性能性能一一.力学性能力学性能1.强强度度2.硬度硬度3.塑性塑性4.冲冲击韧击韧性性1.强强 度度强强度的定度的定义义强强度的分度的分类类强强度的定度的定义义材料的材料的强强度是指材料抵抗外加度是指材料
3、抵抗外加载载荷而不荷而不致失效破坏的能力。致失效破坏的能力。强强度的分度的分类类A.按材料所抵抗外力作用的形式分按材料所抵抗外力作用的形式分B.按材料所按材料所处环处环境温度分境温度分A.按材料所抵抗外力作用的形式分按材料所抵抗外力作用的形式分抵抗静止外力的静抵抗静止外力的静强强度度抵抗冲抵抗冲击击外力的冲外力的冲击击强强度度抵抗交抵抗交变变外力的疲外力的疲劳劳强强度度低碳钢拉伸应力应变曲线常用拉伸常用拉伸试样试样(圆圆截面截面):标标距距长长度：度：l=10d或或5d施加拉伸施加拉伸载载荷荷F，记录记录 F l曲曲线线;或或 (=F/A) (= l /l )曲曲线线。dlFF材料的力学性能材
4、料的力学性能实验实验室室电电子拉力子拉力试验试验机机实验过实验过程程实验过实验过程分解程分解实验结实验结果果实验结实验结果分析果分析低碳低碳钢钢拉伸拉伸应应力力应变应变曲曲线线:四个四个阶阶段：段：弹性弹性阶阶段：卸段：卸载载后后变变形形可恢复。可恢复。屈服阶段屈服阶段：变变形迅速增形迅速增大，材料似乎失去抵抗大，材料似乎失去抵抗变变形的能力。形的能力。强化阶段：强化阶段：恢复抵抗恢复抵抗变变形的能力。形的能力。颈缩阶段颈缩阶段：到：到k点点发发生断生断裂。裂。sopesybk颈缩ke 弹性 屈服 强化 颈缩疲疲劳劳破坏破坏指金属材料在小于屈服极限的循指金属材料在小于屈服极限的循环载环载荷荷长
5、长期作用下期作用下发发生破坏的生破坏的现现象。象。在疲在疲劳劳断裂断裂时时，不，不产产生明生明显显的塑性的塑性变变形，形，断裂是突然断裂是突然发发生的，具有很大的危生的，具有很大的危险险性。性。疲疲劳劳断裂引起的空断裂引起的空难难达每年达每年100次以上次以上国际民航组织 (ICAO)发表的“涉及金属疲劳断裂的重大飞机失事调查”指出： 80年代以来，由金属疲劳断裂引起的机毁人亡重大事故，平均每年100次。 Int. J. Fatigue, Vol.6, No.1, 2004疲疲劳对劳对工程技工程技术术的影响的影响工程工程实际实际中中发发生的疲生的疲劳劳断裂破坏，占全部力学断裂破坏，占全部力学破
6、坏的破坏的50-90%，是机械、，是机械、结结构失效的最常构失效的最常见见形式。形式。因此，工程技因此，工程技术术人人员员必必须认须认真考真考虑虑可能的疲可能的疲劳劳断裂断裂问题问题。B.按材料所按材料所处环处环境温度分境温度分常温下抵抗外力的常温常温下抵抗外力的常温强强度度高温下抵抗外力的高温高温下抵抗外力的高温强强度度低温下抵抗外力的低温低温下抵抗外力的低温强强度度温度的影响及温度的影响及“蠕蠕变变”通常随着温度升高，金属的通常随着温度升高，金属的强强度降低而度降低而塑性增加。塑性增加。金属材料在高温金属材料在高温长长期工作期工作时时，在一定，在一定应应力下，会随着力下，会随着时间时间的延
7、的延长长，缓缓慢并且不慢并且不断地断地发发生塑性生塑性变变形，称形，称为为“蠕蠕变变”现现象。象。2.硬硬 度度硬度是指固体材料硬度是指固体材料对对外界物体机械作用外界物体机械作用的的局部局部抵抗能力。抵抗能力。硬度是反映材料硬度是反映材料弹弹性、性、强强度与塑性等的度与塑性等的综综合性能指合性能指标标。3.塑塑 性性材料的塑性是指材料受力材料的塑性是指材料受力时时，当，当应应力超力超过过屈服点后，能屈服点后，能产产生生显显著的著的变变形而不即形而不即行断裂的性行断裂的性质质。塑性塑性 可加工性可加工性避免突然断裂避免突然断裂4.冲冲击韧击韧性性材料的抗冲材料的抗冲击击能力常以使其破坏所消耗能
8、力常以使其破坏所消耗的功或吸收的能除以的功或吸收的能除以试试件的截面面件的截面面积积来来衡量，以衡量，以k表示，表示，单单位位j/c。理解：材料在外加理解：材料在外加动载动载荷突然荷突然袭击时袭击时的的一种及一种及时时并迅速塑性并迅速塑性变变形的能力。形的能力。二二.物理性能物理性能密度、熔点、比密度、熔点、比热热容、容、热导热导率、率、线线膨膨胀胀系数、系数、导电导电性、磁性、性、磁性、弹弹性模量与泊松性模量与泊松比。比。三三.化学性能化学性能1.耐腐耐腐蚀蚀性性2.抗氧化性抗氧化性1.耐腐耐腐蚀蚀性性金属和合金金属和合金对对周周围围介介质质，如大气、水气、，如大气、水气、各种各种电电解液侵
9、解液侵蚀蚀的抵抗能力叫做耐腐的抵抗能力叫做耐腐蚀蚀性。性。2.抗氧化性抗氧化性在在热热加工的高温条件下抵抗氧化性介加工的高温条件下抵抗氧化性介质质氧化的能力。氧化性介氧化的能力。氧化性介质质如水蒸气、如水蒸气、CO2 、SO2等。等。四.加工工艺性能1.可可铸铸性性2.可可锻锻性性3.焊焊接性接性4.可切削加工性可切削加工性1.可 铸 性指液体金属的流指液体金属的流动动性和凝固性和凝固过过程中的收程中的收缩缩和和偏析偏析倾倾向。向。偏析：合金凝固偏析：合金凝固时时化学成分的不均匀析出。化学成分的不均匀析出。常用金属材料中，灰常用金属材料中，灰铸铁铸铁和和锡锡青青铜铸铜铸造性造性较较好。好。2.
10、可 锻 性指金属承受指金属承受压压力加工而力加工而变变形的能力，塑形的能力，塑性好的材料，性好的材料，锻压锻压所需外力小，可所需外力小，可锻锻性性好。好。可可缎缎性性 碳的含量碳的含量铸铁铸铁是脆性材料，不能是脆性材料，不能锻压锻压加工。加工。3.焊 接 性指能用指能用焊焊接方法使两接方法使两块块金属牢固的金属牢固的连连接，接，且不且不发发生裂生裂纹纹，具有与母体材料相当的，具有与母体材料相当的强强度，度，这这种能熔种能熔焊焊的性能称的性能称焊焊接性。接性。低碳低碳钢钢具有具有优优良的良的焊焊接性。接性。4.可切削加工性指金属易于刀具的切削。指金属易于刀具的切削。灰灰铸铁铸铁和碳和碳钢钢都易于
11、切削。都易于切削。第2节 黑色金属材料1.碳碳钢钢与与铸铁铸铁2.奥氏体与不奥氏体与不锈钢锈钢一.碳钢与铸铁铁碳合金铁(95%)碳(0.05%4%)杂质元素(1%左右)一.碳钢与铸铁含碳量纯铁(0.02%)钢(0.02%2%)铸铁(2%)一.碳钢与铸铁1.碳碳钢钢2.铸铁铸铁1.碳 钢A.碳碳钢钢的耐腐的耐腐蚀蚀性能性能B.碳碳钢钢的分的分类类与与编编号号C.碳碳钢钢的品种及的品种及规规格格A.碳钢的耐腐蚀性能碳钢在大气和水中易生锈,但它对诸多环境,如碱性溶液、各类气体、液态金属、有机液体等的耐腐蚀性良好。B.碳钢的分类与编号a)碳碳钢钢的分的分类类b)碳碳钢钢的的编编号号a)碳钢的分类按用途
12、分建筑钢结构钢弹簧钢轴承钢工具钢特殊性能钢按含碳量分低碳钢中碳钢高碳钢按脱氧方式分镇静钢沸腾钢按品质分普通钢优质钢高级优质钢b)碳钢的编号普通碳素普通碳素钢钢优质优质碳素碳素钢钢高高级优质钢级优质钢铁铁碳合金的碳合金的组织结组织结构构金属的组织与结构在1500倍显微镜下观察到的显微组织，即金属的金相组织。金相组织结构直接影响金属材料的性质。细片状石墨：次之粗片状石墨：差球状石墨：强度最好45纯铁纯铁在不同温度下的晶体在不同温度下的晶体结结构构4647纯铁的同素异构转变-Fe -Fe 910（面心立方晶格）（体心立方晶格）固态下铁原子重新排列固态下铁原子重新排列48铁铁与碳的相互关系和碳与碳的相
13、互关系和碳钢钢的基本的基本组织组织铁铁碳关系：碳关系：固溶固溶态态，化合，化合态态，混合，混合态态固溶：元素于固态下相互溶解，保持溶剂晶格原来形式。 （1）铁素体（F） 体心立方晶格（-Fe ）+C铁铁素体素体 （固溶体）（固溶体）塑性好，强度低。49（2）奥氏体（A）面心立方晶格+C奥氏体奥氏体 （固溶体）韧性好，强度高。50铁铁碳关系之二碳关系之二：化合化合态态 C+Fe Fe3C Fe3C 称为渗碳体渗碳体。性能特点性能特点: :.硬，脆；.在一定条件下可以分解（3）渗碳体（）渗碳体（C）游离石墨+铁。渗碳体的作用渗碳体的作用：少量渗碳体散布在铁素铁中（总含c量2%）成为碳素碳素钢钢。提
14、高了强度和硬度，可轧制成钢材。51 铁碳合金中含碳量2%时，部分碳以石墨形式存在于其中，即所谓铸铸铁铁。组织结构特点性能特点：石墨性软、强度极低，相当于铸铁中存在许多孔洞。 铁铁碳关系之三碳关系之三游离游离态态 52碳钢中杂质对其性能的影响1）.锰锰(Mn) 来源在冶炼过程中加入锰铁。 作用钢材中锰含量高于0.8%时，即为合金元素存在提高强度。是有益元素有益元素。 2）.硫硫(S)来源矿石和焦炭。存在形式：FeS。作用FeS 的熔点低于钢材热加工开始温度， 它过早熔化，导致工件开裂，称为热热脆性脆性。 有害元素有害元素！ 53 3). 磷(P)来源矿石。作用溶于铁素体，使钢材常温下脆性增加，塑
15、性、韧性下降，即所谓“冷脆性冷脆性”。 有害元素！有害元素！ 4）.氢(H) 来源钢由高温奥氏体冷至常温时，氢的溶解度降低，来不及到钢的表面逸出而积聚，并产生高压力，在钢材内产生“白点白点”。 “白点”裂纹源 有害元素！有害元素！54 钢钢的的热处热处理理热处热处理工理工艺实艺实例：例：缝纫用钢针在火上烧，再慢慢冷下来后变软；泵轴调质内韧外硬；扁铲淬火提高硬度和韧性 ；容器焊后退火消除内应力；热处理工艺曲线：55（1）常用热处理工艺缓慢加热，保温一定时间后随炉冷却（曲线1） - 退火；空气中冷却（曲线2）-正火 ；作用：降低硬度，增加塑性，改善机械性能； 使组织均匀化，消除内应力。56 缓慢加
16、热，保温一定时间 淬火剂中冷却（曲线3）； 淬火淬火剂剂: : 水，盐水-用于 碳钢； 油-用于合金钢。作用：提高硬度、强度和耐磨性。 淬火淬火 淬火后再淬火后再进行一次行一次较低温度的加低温度的加热与冷却。与冷却。 作用：消除内应力，稳定组织，满足技术要求。 回火又分为： 低温回火（150250 ）； 中温回火（300450 ）； 高温回火（500680。 淬火+高温回火 称为调质处理。理。 效果效果：强度、塑性、韧性均提高 。回火回火（2 2）化学）化学热处热处理理-将零件放在化学介质中进行 加热-保温-冷却的过程。 使零件表面改性。方式：渗碳，渗氮，渗铬，氰化等。59普通碳素钢含P、S等
17、有害杂质较多（S0.055% P0.045%)常用有：Q215-A, Q235-A, Q235-A.F #Q235-B, # Q235-C, Q275式中:Q普通碳钢，“屈服”的拼音首位字母。 235材料屈服点（MPa) A,B,C,D钢材质量等级，越后越高。 F沸腾钢普通碳素钢依据国家标准GB221-2000,牌号中化学元素化学符号或汉字表示；产品用途、冶炼和浇铸方法汉字或汉语拼音字母表示。例如：沸腾钢F或沸 灰口铸铁HT或灰铁 铸钢ZG 锅炉钢g或锅 容器钢R或容普通碳素钢普通碳素钢Q235-A,F沸腾钢类别为A钢材屈服点(MPa)屈服点屈字的拼音首位字母优质碳素钢u含硫、磷等杂质较少，均
18、0.04%，杂质少，组织均匀，表面质量好。 u常用有：08,10,15,20,20g,20R,30Mn,40Mn等。u式中 数字-含c量的万分数;u g -锅炉钢；u R -容器钢；u Mn -含锰元素约1%。例：优质碳素钢08F 20 R 沸腾钢含碳量为0.08%；容器钢含碳量为0.2%高级优质钢磷硫杂质极少 P,s含量0.03%。 表示法：如20A 低合金钢16MnR 16含碳量0.16%； Mn合金元素； R 容器钢。 特殊性能钢1Cr18Ni9 1含碳量0.1%（千分数）； Cr,Ni主要合金元素； 18含铬量18%； 9 含镍量9%。66C.碳钢的品种及规格a.钢板b.钢管c.型钢d
19、.铸钢和锻钢a.钢 板薄钢板：0.2mm4mm厚钢板：4mm6mm;6mm30mm;30mm60mm冷轧、热轧b.钢 管无缝钢管有缝钢管水、煤气管分镀锌（白铁管）和不镀锌（黑铁管）。c.型 钢圆钢：轴方钢：轴、梁扁钢：桨叶角钢：支架工字钢：梁槽钢：限位梁d.铸钢和锻钢具有较好的铸造性和锻压性，方便铸、锻成型。符号：ZG2.铸 铁铁+ (2.54.0%)碳+Si、Mn、P、S 等杂质典型的脆性材料，抗拉强度低，但具有良好的铸造性、耐磨性、减震性和切削加工性。价格便宜2.铸 铁A.灰铸铁B.球墨铸铁C.高硅铸铁D.高镍铸铁A.灰铸铁如 HT150-330,HT200-400HT-灰铸铁第一个数字-
20、抗拉强度（MPa)第二个数字-抗弯强度（MPa)特点：断口呈灰色，石墨呈片状；质脆，耐磨，抗压不抗拉，可铸性好，易切削；吸音减振，某些介质中耐腐蚀性好。B.球墨铸铁如 QT450-10.QT-球墨铸铁 450-抗拉强度（MPa) 10-延伸率（%）特点：碳以球状石墨存在，可铸性好，易切削；强度高，较好的塑性和韧性。二.奥氏体不锈钢不锈-耐大气腐蚀；耐酸-耐酸及强腐蚀性介质的腐蚀。常用品种：铬不锈钢-如1Cr13, 2Cr13, 0Cr13等。第一个数字-含碳量的千分数千分数； Cr13-含铬13%。组织成分:铬固溶于铁素体的晶格中形成固溶体。“不不锈锈”的的原因在氧化性介质中，铬能生成一层稳定
21、而致密的氧化膜，对钢材起保护作用。铬的作用：能提高耐腐蚀性能。实际铬不锈钢的平均含铬量13%。能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而塑性、韧性降低。用作受载荷大的耐蚀零件，如轴类，活塞杆、螺栓、浮阀等。碳的作用-与铬生成碳化铬(Cr23C6)，消耗大量的铬。为保证耐腐蚀性能，不锈钢中碳含量越低越好。铬镍铬镍不不锈钢锈钢常用铬镍不锈钢:0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti 式中 0-含碳量的千分数；（见表1-5） Cr18-含铬量18%左右； Ni9-含镍量9%左右。通常以铬镍平均含量“18-8”标志这种钢。组织特征：C、Cr、Ni固溶于奥氏体晶格中，是单一的奥氏体组织。第3章
22、 设备材料及防腐蚀第3节 有色金属材料第3节 有色金属材料非铁金属：铁以外的金属，也称有色金属。有色金属有很多优越的特殊性能，但价格比较昂贵。名称名称代号代号铜T黄黄铜H青青铜Q铝L铅Pb铸造合金造合金 Z轴承合金承合金 Ch第3节 有色金属材料1.铝及其合金Al2.铜和铜合金Cu3.钛及其合金Ti4.镍及其合金Ni5.铅及其合金Pb一.铝及其合金1.变形铝合金2.铸造铝合金一.铝及其合金A.密度小，体轻；B.导电、导热性好。不产生火花；C.塑性高，强度低；D.易冷加工，可焊，可铸；E.耐低温；F.一定的耐腐蚀性；G.不污染食物。1.变形铝合金A.工业纯铝B.防锈铝a.工业纯铝工业高纯铝：耐腐
23、蚀L01，L02（浓硝酸设备）；工业纯铝：耐腐蚀、防污染、抗硫化L1，L2，L4（换热器，塔，储罐，深冷设备等）。b.防锈铝防锈铝：铝镁合金or铝锰合金LF，耐潮湿大气的腐蚀，足够塑性，强度比纯铝高。用来制造深冷设备、分离塔、容器、换热器等。2.铸造铝合金铸造铝：铝和硅的合金ZL铸铝的铸造性、流动性较好，表面能够生成Al2O3、SiO2保护膜，所以耐腐蚀性较好。泵，阀门，离心机、气缸、活塞等硬币二.铜和铜合金1.纯铜2.铜合金1.纯铜（紫铜）特性：1）塑性好，导电性好，导热好； 2）低温下保持较高塑性和冲击韧性； 3）耐低浓度酸。用场：深冷装置、密封垫片、管材、热交换器。常用材料：T2，T3，
24、T4，TUP（用磷脱氧的无氧纯铜）。2.铜合金A.黄铜B.白铜C.青铜a.黄铜铜与锌的合金。特性：铸造性能好；较高的力学性能；易切削加工；可焊接；耐蚀性较好；有应力腐蚀开裂倾向。化工常用材料：H80,H68,H62等。铜含量%代号92b.白铜简单白铜：铜镍合金，镍的含量50%复杂白铜：铜镍合金，加入锰、铁、锌白铜是工业铜合金中耐腐蚀性能最好的。与海水接触的管道c.青铜常用材料：锡青铜（铜锡合金）铸造锡青铜用场较多。特点：良好的耐腐蚀性，耐磨性。用场：泵壳，轴承，涡轮，阀门等。三.钛及其合金特点：1）密度不大而强度高； 2）耐腐蚀性能近乎或超过不锈钢； 3）耐热。用场：航空工业，海水淡化系统。第
25、4节 非金属材料1.无机非金属材料2.有机非金属材料一.无机非金属材料1.化工陶瓷2.化工搪瓷3.辉绿岩铸石4.玻璃1.化工陶瓷特点：特点：1）良好的耐腐）良好的耐腐蚀蚀性能；性能； 2）足）足够够的不透性、耐的不透性、耐热热性；性； 3）一定的机械）一定的机械强强度；度； 4）性脆易裂，）性脆易裂，导热导热性差。性差。用用场场：化工陶瓷：化工陶瓷设备设备及管道，管件等。及管道，管件等。2.化工搪瓷含高硅的瓷釉含高硅的瓷釉经经900煅煅烧烧，密着在金属胎表，密着在金属胎表面而成。面而成。特点：特点：1）优优良的耐腐良的耐腐蚀蚀性能；性能； 2）优优良的良的电绝缘电绝缘性能；性能； 3）易碎裂。
26、）易碎裂。用用场场：搪瓷：搪瓷设备设备，如反，如反应应釜、釜、储储罐、罐、换热换热器、器、塔、塔、阀门阀门等。等。二.有机非金属材料1.工程塑料2.涂料3.不透性石墨1.工程塑料高分子合成高分子合成树树脂脂+ 填料填料提高力学性能；提高力学性能； 增塑增塑剂剂降低硬度和脆性；降低硬度和脆性； 稳稳定定剂剂延延缓缓老化；老化； 固化固化剂剂加快固化速度。加快固化速度。1.工程塑料特点：特点：1）良好的耐腐）良好的耐腐蚀蚀性能；性能； 2）一定的机械）一定的机械强强度；度； 3）密度不大；）密度不大； 4）价格）价格较较低。低。2.涂料高分子胶体的混合物溶液。用途：设备防腐常用涂料：防锈漆；底漆；
27、大漆；环氧树脂漆；酚醛树脂漆。3.不透性石墨各种树脂侵汲石墨，消除孔隙而成。特点：较高的化学稳定性和良好的导热性，热膨胀系数小，耐温度急变性好；不污染介质；加工性能好，相对密度小；力学性能较低，性脆。用场：腐蚀性强的换热器；泵，管道，机械密封环，爆破片等。第5节 设备材料的腐蚀与防护1.金属的腐蚀2.金属腐蚀损伤与破坏的形式3.金属设备的防腐蚀措施一.金属的腐蚀金属遇到干燥气体或非金属遇到干燥气体或非电电解解质质溶液溶液发发生生的腐的腐蚀蚀。特点：特点：1）腐）腐蚀产蚀产物在金属表面；物在金属表面； 2）腐）腐蚀过蚀过程中无程中无电电流流产产生。生。一.金属的腐蚀腐腐蚀产蚀产物特性：物特性：1
28、）致密而）致密而稳稳定，与金属定，与金属结结合牢固合牢固钝钝化膜化膜钝钝化作用；化作用；2）不）不稳稳定，与金属定，与金属结结合不牢固合不牢固脱落脱落活化作用。活化作用。一.金属的腐蚀金属腐金属腐蚀蚀的的评评定方法：定方法：1）质质量量变变化化评评定法定法 试验测试验测定，定，单单位表面、位表面、单单位位时间时间腐腐蚀蚀引起的引起的质质量量变变化量。化量。2）腐）腐蚀蚀深度深度评评定法定法用每年金属厚度的减少量表示腐用每年金属厚度的减少量表示腐蚀蚀速度。速度。一.金属的腐蚀1.化学腐蚀2.电化学腐蚀3.电化学腐蚀的过程1.化学腐蚀A.金属的高温氧化B.钢的脱碳C.氢脆D.氢腐蚀B.钢的脱碳温度
29、温度700时时脱碳作用。脱碳作用。脱碳反脱碳反应应：Fe3C+O2=3Fe+CO2Fe3C+CO2=3Fe+COFe3C+H2O=3Fe+CO+H2 力学性能下降。力学性能下降。C.氢脆以原子状态侵入钢材内部，聚集，使钢变脆。与氢在钢中的溶解度成正比。D.氢腐蚀发发生化学反生化学反应应： Fe3C+2H2=3Fe+CH4D.氢腐蚀危害：1）甲烷在晶界聚集，成为裂纹源；2）甲烷在钢材表面鼓泡，降低力学性能；3）渗碳体还原为铁素体，体积减小，产生组织应力，促进裂纹扩展。又提供氢和甲烷聚集条件，加重氢侵蚀钢材组织成为网格。发生电化学腐蚀必备条件：同一金属中有不同同一金属中有不同电电位的位的组织组织成
30、分或存成分或存在不同在不同电电位的金属；位的金属；阳极和阴极互相阳极和阴极互相连连接；接；阳极和阴极同阳极和阴极同处处在在连连通的通的电电解液中。解液中。二.金属腐蚀损伤与破坏的形式1.均匀腐蚀2.局部腐蚀3.点腐蚀4.晶间腐蚀5.应力腐蚀二.金属腐蚀损伤与破坏的形式危险性较小，壁厚有保证即可。危险性较大危险性较大，隐蔽；穿孔泄漏；局部应力过大。4.晶间腐蚀腐腐蚀蚀性介性介质质沿晶粒沿晶粒间间渗入金属深渗入金属深处处，腐，腐蚀蚀破坏金属晶粒破坏金属晶粒间间的的结结合力，使之合力，使之强强度度和塑性完全和塑性完全丧丧失。失。“内部瓦解内部瓦解”作用。作用。不不锈钢锈钢有晶有晶间间腐腐蚀蚀可能：可
31、能： 在在450850 之之间间，生成，生成(CrFe)23C6，沿晶界析出，晶界成沿晶界析出，晶界成为贫铬带为贫铬带。在。在电电化化学行学行为为中，中，贫铬带贫铬带成成为为阳极，晶粒成阳极，晶粒成为为阴极，形成微阴极，形成微电电池。池。5.应力腐蚀亦称腐亦称腐蚀蚀开裂开裂金属在腐金属在腐蚀蚀性介性介质质和和拉拉应应力共同作用下力共同作用下产产生的破坏形式。生的破坏形式。腐腐蚀蚀断裂断裂过过程分三个程分三个阶阶段：段：孕育孕育阶阶段段机械裂机械裂纹纹。裂裂纹扩纹扩展展裂裂纹纹尖端尖端为为高度高度应应力集中区，出力集中区，出现现微微电电池。池。破坏破坏阶阶段。段。裂纹扩展应力腐蚀：120三.金属
32、设备的防腐蚀措施1.衬覆保护层2.电化学保护3.腐蚀介质的处理1.衬覆保护层1）金属保）金属保护层护层电镀电镀，喷镀喷镀，衬衬里等。里等。2）非金属保）非金属保护层护层非金属非金属衬衬里里瓷瓷砖砖，石墨板，水玻璃胶泥；，石墨板，水玻璃胶泥；防腐涂料防腐涂料防腐漆，防腐漆，环环氧氧树树脂等。脂等。1222.电化学保护A.阴极保护B.阳极保护b.阳极保护阳极保护被保护设备接直流电源阳极，生成“钝化膜”。第6节 设备材料的选择设备的操作条件压力、温度、介质特性、操作特点；材料的使用性能力学性能、物理性能、化学性能；加工工艺性能焊接性能、热处理性能、冷弯性能及其他冷热加工性能；经济合理性及设备结构材料
33、价格、制造费用和使用寿命。 1）压力容器用钢材应符合GB150-1998钢制压力容器的要求，设计压力不大于35MPa。接受压力容器安全技术监察规程的监督。压力容器承压件用普通碳钢钢板的适用范围钢板牌号使用温度 设计压力 MPa壳体厚度 mm 其他限制Q235-B03501.620不得用于高度毒性和极度危害介质Q235-C04002.5301273.3.设计设计温度温度应应在允在允许许使用温度范使用温度范围围内内。见书p46表1-30。4.4.耐腐耐腐蚀蚀 ! !同时考虑正常生产、停车、空料、内填料等的实际情况。5 5.经济经济性好性好其他其他高压设备应优先选用低合金高、中强度钢，从而节省钢材。承受刚度控制的设备，不宜采用高强度材料。1Cr18Ni9Ti 钢材使用温度不高于500时，许用应力按0Cr18Ni10Ti 选取。
