化工设备机械基础第二版课件教学课件 作者 高安全 刘明海 主编 项目一 化工设备材料及其选择单元五 化工设备腐蚀与防腐以及选择.ppt

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1、第六节化工设备的腐蚀及防腐措施一.金属的腐蚀1.化学腐蚀——金属遇到干燥气体或非电解质溶液发生的腐蚀。特点：1）腐蚀产物在金属表面；2）腐蚀过程中无电流产生。腐蚀产物特性：1）致密而稳定，与金属结合牢固——钝化膜——钝化作用；2）不稳定，与金属结合不牢固——脱落——活化作用。（1）金属的高温氧化及脱碳——金属在高温下的气体腐蚀。解决方法：冶炼时加入铬，硅或铝——不起皮钢脱碳反应：Fe3C+O2=3Fe+CO2Fe3C+CO2=3Fe+COFe3C+H2O=3Fe+CO+H2温度＞700℃时——脱碳作用。力学性能下降。（2）氢腐蚀铁碳合

2、金发生氢腐蚀的开始温度和压力：压力/MPa温度/℃压力/MPa温度/℃3~10300~28030~40220~21010~20270~24040~60210~20020~30230~22060~80200~190第一阶段：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。第二阶段：氢侵蚀——发生化学反应：Fe3C+2H2=3Fe+CH4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

3、材组织成为网格。2.电化学腐蚀——金属与电解液接触发生电化学反映。三个环节：发生电化学腐蚀必备条件：1）同一金属中有不同电位的组织成分或存在不同电位的金属；2）阳极和阴极互相连接；3）阳极和阴极同处在连通的电解液中。晶间腐蚀和应力腐蚀——均属于电化学腐蚀。1.晶间腐蚀腐蚀性介质沿晶粒间渗入金属深处，腐蚀破坏金属晶粒间的结合力，使之强度和塑性完全丧失。——“内部瓦解”作用。不锈钢有晶间腐蚀可能：在450~850℃之间，生成(Cr·Fe)23C6，沿晶界析出，晶界成为贫铬带。在电化学行为中，贫铬带成为阳极，晶粒成为阴极，形成微电池。解决办

4、法：1）钢中加入Ti和Nb元素；2）减少不锈钢中的碳含量。2.应力腐蚀亦称腐蚀开裂——金属在腐蚀性介质和拉应力共同作用下产生的破坏形式。腐蚀断裂过程分三个阶段：1）孕育阶段——机械裂纹。2）裂纹扩展——裂纹尖端为高度应力集中区，出现微电池。3）破坏阶段。裂纹扩展应力腐蚀：二.金属腐蚀的评定方法：1）质（重）量变化评定法——试验测定，单位表面、单位时间腐蚀引起的质（重）量变化量。2）腐蚀深度评定法——用每年金属厚度的减少量表示腐蚀速度。三.金属腐蚀破坏的形式危险性较小，壁厚有保证即可。危险性较大，隐蔽；穿孔泄漏；局部应力过大。四.金属设

5、备的防腐措施1.衬覆保护层1）金属保护层——电镀，喷镀，衬里等。2）非金属保护层非金属衬里——瓷砖，石墨板，水玻璃胶泥；防腐涂料——防腐漆，环氧树脂等。2.电化学保护1）阳极保护——被保护设备接直流电源阳极，生成“钝化膜”。2）阴极保护——牺牲阳极保护。3.添加缓蚀剂——腐蚀性介质中加入少量缓蚀剂，降低或停止腐蚀作用。注意！1）不影响产品（介质）质量；2）符合性；3）种类和用量要经试验确定。第七节.化工设备材料的选择要考虑：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—

6、—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——材料价格、制造费用和使用寿命。选材一般原则：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。2.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-B0~350≤1.6≤20不得用于高度毒性和极度危害介质Q235-C0~400≤2.5≤303.设计温度应在允许使用温度范围内。见书p46表1-30。4.耐腐蚀!同时考虑正常生产、

7、停车、空料、内填料等的实际情况。5.经济性好6.其他（1）高压设备应优先选用低合金高、中强度钢，从而节省钢材。（2）承受刚度控制的设备，不宜采用高强度材料。（3）1Cr18Ni9Ti钢材使用温度不高于500℃时，许用应力按0Cr18Ni10Ti选取。