1、埋地鋼質(zhì)管道腐蝕與防護(hù),,1.金屬材料的腐蝕與防護(hù),1、腐蝕概念 腐蝕是材料與它所處環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生作用而引起材料的變質(zhì)和破壞。材料環(huán)境介質(zhì)發(fā)生作用 所以說： 腐蝕問題無處不在。,1.1 概述,材料腐蝕分類,,金屬材料腐蝕,非金屬材料腐蝕,,化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕,,高溫腐蝕,常溫腐蝕,材料類型,腐蝕機(jī)理,腐蝕環(huán)境,分類依據(jù),,大氣腐蝕,土壤腐蝕,自然環(huán)境,依據(jù)腐蝕的環(huán)境狀態(tài)（自然環(huán)境和工業(yè)環(huán)境）,淡水腐蝕,海水腐蝕

2、,微生物腐蝕,,酸性溶液,堿性溶液,工業(yè)環(huán)境,鹽類溶液,工業(yè)水中,液態(tài)金屬,材料腐蝕分類,,電偶腐蝕,點(diǎn)蝕,局部腐蝕,依據(jù)腐蝕形態(tài),縫隙腐蝕,晶間腐蝕,選擇性腐蝕,,氫致開裂,應(yīng)力腐蝕,共同作用,腐蝕疲勞,腐蝕磨損,,均勻腐蝕,不均勻腐蝕,全面腐蝕,材料腐蝕分類,管道（設(shè)備）材料腐蝕圖片,管道（設(shè)備）材料腐蝕圖片,金屬的電化學(xué)腐蝕,（一）金屬腐蝕,1.概念：,金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。,2.金屬腐蝕

3、的本質(zhì),金屬原子失去電子變成陽(yáng)離子而損耗,3.金屬腐蝕的分類：,化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕,絕大多數(shù)金屬的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧腐蝕,一、原電池,構(gòu)成原電池的基本條件是什么？,（1）必須自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng),（3）兩個(gè)電極必須插入電解質(zhì)溶液中或熔融 的電解質(zhì)中；,（4）兩個(gè)電極必須相連并形成閉合回路。,（2）必須有兩種活潑性不同的導(dǎo)電材料作電極；,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。,原電池正負(fù)極的比較,

4、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較,電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多,金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不純金屬跟接觸的電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng),無電流,無原電池,構(gòu)成無數(shù)微小原電池,有弱電流,金屬被腐蝕,較活潑金屬被腐蝕,金屬原子失去電子變成陽(yáng)離子而損耗,鋼鐵的電化學(xué)腐蝕,鋼鐵表面吸附的水膜酸性較強(qiáng)時(shí),Fe - 2e- = Fe2+,2H+ + 2e- = H2↑,,Fe+ 2H+ = Fe2++ H2↑,鋼鐵表面吸附的水膜酸性較弱或呈中性時(shí),

5、Fe - 2e- = Fe2+,O2＋2H2O＋4e-=4OH-,Fe2++2OH-=Fe(OH)2,4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3,4Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O(鐵銹)+(3-x)H2O,吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍得多,鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖,鋼鐵的析氫腐蝕示意圖,鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖,,知識(shí)總結(jié),1、,2、,,金屬陽(yáng)離子,失e-,氧化反應(yīng),金屬腐蝕的類型,,化學(xué)腐蝕,電化腐蝕,,析氫腐蝕

6、,吸氧腐蝕,（常見普遍）,㈠.,金屬腐蝕,金屬原子,金屬腐蝕的本質(zhì)：,3、,金屬腐蝕：,是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化—還原）而腐蝕損耗的過程。,4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,Fe2O3 · nH2O,（鐵銹）,通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,條件,水膜呈酸性。,水膜呈中性或酸性很弱。,CO2+H2OH2CO3  H++HCO 3-,電極反應(yīng),負(fù)極Fe(- ),Fe-2e

7、=Fe2+,2Fe-4e=2Fe2+,正極C(+),2H++2e=H2↑,O2+2H2O+4e=4OH-,總反應(yīng):,Fe+2H+=Fe2+↑,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,聯(lián)系,㈡,鋼鐵腐蝕的防護(hù)：,例6：,改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。,⒈,A.,C.,銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；,B.,D.,它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕

8、的黃金；,2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240 年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能的是,環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；,（ D ）,它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；,2.金屬表面覆蓋保護(hù)層,3.電化學(xué)保護(hù)法,原理：,

9、原理 ：,如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保護(hù)層。,隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。,——犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。,犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖,牢記形成原電池的四個(gè)條件： ①必須自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)②兩個(gè)活動(dòng)性不同的金屬或金屬和非金屬（如石墨）做電極。 ③電解質(zhì)溶液。④形成閉合回路,金屬的防護(hù),方 法：1.

10、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)（如制不銹鋼）2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層：?。?）在表面刷一層油漆；?。?）在表面涂上機(jī)油；?。?）在表面鍍一層其他耐腐蝕金屬；　（4）在表面燒制搪瓷 ；?。?）使金屬表面形成致密的氧化膜 。3.電化學(xué)保護(hù)法 ：?。?）犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法(原電池原理接一個(gè)更活潑的金屬) 　 ?。?）外加電流的陰極保護(hù)法（電解池原理）,判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律 不純的金

11、屬或合金，在潮濕空氣中形成微電池發(fā)生電化腐蝕，活潑金屬因被腐蝕而損耗，金屬腐蝕的快慢與下列二種因素有關(guān)：1）與構(gòu)成微電池的材料有關(guān)，兩極材料的活動(dòng)性差別越大，電動(dòng)勢(shì)越大，氧化還原反應(yīng)的速度越快，活潑金屬被腐蝕的速度就越快；2）與金屬所接觸的電解質(zhì)強(qiáng)弱有關(guān)，活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕，在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。一般說來可用下列原則判斷：（電解原理引起的腐蝕）＞原電池原理引起的腐蝕

12、　　?。净瘜W(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕,,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,3、金屬腐蝕破壞的形態(tài),1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,（1）全面腐蝕特征：腐蝕分布在整個(gè)金屬表面，結(jié)果使金屬 構(gòu)件截面尺寸減小，直至完全破壞?？刂疲?合理選材、留有裕量； 施加保護(hù)性覆蓋層； 緩蝕劑； 電化學(xué)保護(hù)。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,（2）局部腐蝕腐蝕集中在金屬表面局部地區(qū)，

13、而其它大部分表面幾乎不腐蝕，稱為局部腐蝕。,,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,① 電偶腐蝕電偶腐蝕形態(tài)：兩種金屬在同一介質(zhì)中接觸，腐蝕電位不相等，便有電偶電流流動(dòng)，電位較低金屬局部腐蝕,電位較高的金屬，溶解速度減小。亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。防止辦法： 正確選取材料，選取電偶序中相距較近的合金； 消除面積效應(yīng)，減小陰極面積； 添加環(huán)緩蝕劑。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,② 小孔腐蝕小孔腐蝕形態(tài)：金屬表面局部出現(xiàn)向深處發(fā)展的

14、腐蝕小孔，其余地區(qū)不被腐蝕或者只有輕微腐蝕，也稱孔蝕或點(diǎn)蝕?？刂妻k法： 合金的成分和組織：孔蝕的敏感性與合金的成分、組織以及冶金質(zhì)量有密切的關(guān)系。 介質(zhì)的組成和狀況：盡量降低介質(zhì)中鹵素。 緩蝕劑：硝酸鹽、鉻酸鹽、硫酸鹽及堿等。 陰極保護(hù)：金屬電極電位控制在孔蝕保護(hù)電位以下。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,③ 縫隙腐蝕 縫隙腐蝕形態(tài)：腐蝕發(fā)生在縫隙內(nèi)。發(fā)生和發(fā)展機(jī)理與孔蝕很相似，存在縫隙是表面缺陷，縫隙內(nèi)是缺

15、氧區(qū)，成為陽(yáng)極而迅速被腐蝕。防止辦法：消除縫隙。 盡可能避免形成縫隙和積液的死角。 對(duì)不可避免的縫隙，要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。 盡量控制介質(zhì)中溶解氧的濃度，使溶氧濃度低于5×10－6mol/L，這樣在縫隙處就很難形成氧濃差電池。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,④ 晶間腐蝕 金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿著材料的晶粒邊界或晶界附近發(fā)生腐蝕，使晶粒之間喪失結(jié)合力的一種局部破壞的腐蝕現(xiàn)象。腐蝕形態(tài)：腐

16、蝕從表面沿著晶界深入內(nèi)部，外表看不出腐蝕跡象，可用金相顯微鏡看出呈網(wǎng)狀腐蝕，失去強(qiáng)度。貧化理論：晶界與晶內(nèi)的電極電位的形成，形成一晶界區(qū)為陽(yáng)極，晶粒本體為陰極的腐蝕微電池?？刂妻k法：材料本身的成分和組織。奧氏體不銹鋼敏化型晶間腐蝕為例： 降低鋼的含碳量； 穩(wěn)定化處理； 重新固溶處理。,晶間腐蝕,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,⑤ 選擇性腐蝕含有不同成分的金

17、屬材料，在一定的條件下，其中一部分元素被腐蝕浸出，只剩下其余組分構(gòu)成的海綿狀物質(zhì)，強(qiáng)度和延性喪失，稱為選擇性腐蝕，例如黃銅在腐蝕介質(zhì)中被鋅浸出，灰口鑄鐵脫鐵。腐蝕形態(tài)：多元合金在電解質(zhì)溶液中由于組元之間化學(xué)性質(zhì)的不均勻，構(gòu)成腐蝕電池。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,（3）應(yīng)力作用下的腐蝕 ① 應(yīng)力腐蝕開裂: 腐蝕和拉應(yīng)力同時(shí)作用下使金屬產(chǎn)生破裂，稱為應(yīng)力腐蝕。大致過程為：金屬表面生成的保護(hù)膜在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生局部腐蝕

18、，產(chǎn)生孔蝕或縫隙腐蝕，孔蝕或縫隙腐蝕一方面向縱深發(fā)展，一方面由于拉應(yīng)力作用使縫隙兩端的膜反復(fù)破裂，腐蝕沿著與拉應(yīng)力垂直的方向前進(jìn)，造成裂縫 嚴(yán)重時(shí)發(fā)生斷裂。發(fā)生的三個(gè)必要條件：敏感的合金、特定的介質(zhì)和一定的靜應(yīng)力。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,應(yīng)力腐蝕的機(jī)理：陽(yáng)極溶解機(jī)理：應(yīng)力腐蝕裂紋的形成與擴(kuò)展是陽(yáng)極通道的形成與其延伸的過程。氫脆機(jī)理：陰極析氫反應(yīng)在金屬表面形成的吸附氫原子滲入內(nèi)部引起氫脆，是導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕的主要原因。,1.2 腐

19、蝕與防護(hù)基本原理,防止辦法：正確選材: 避免構(gòu)成應(yīng)力腐蝕體系，減輕應(yīng)力腐蝕的敏感性。合理設(shè)計(jì)、改進(jìn)制造工藝 ：盡量減小應(yīng)力集中效應(yīng)。改善環(huán)境介質(zhì)：消除或減少介質(zhì)中促進(jìn)應(yīng)力腐蝕的有害物質(zhì)，加入適當(dāng)?shù)木徫g劑。電化學(xué)保護(hù)：外加電流極化，使金屬的電位遠(yuǎn)離應(yīng)力腐蝕敏感區(qū),1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,② 腐蝕疲勞腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力協(xié)同作用所引起的材料破壞的現(xiàn)象。腐蝕特點(diǎn)： 沒有真實(shí)的疲勞極限； 在任何腐蝕介質(zhì)中都可

20、能發(fā)生； 性能與載荷頻率、應(yīng)力以及載荷波形有密切關(guān)系； 裂紋往往是多源的。防止辦法： 正確選材；合理設(shè)計(jì)、改進(jìn)制造工藝 和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)避免應(yīng)力集中；改善介質(zhì)條件；電化學(xué)保護(hù)。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,③ 磨損腐蝕 流體介質(zhì)與金屬之間或金屬零件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 引起金屬局部區(qū)域加速腐蝕破壞的現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱磨蝕。磨蝕又可分為： 湍流腐蝕 空泡腐蝕

21、 摩振腐蝕,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,（4）微生物腐蝕 由于介質(zhì)中存在著某些微生物而使金屬的腐蝕過程加速的現(xiàn)象，稱之為微生物腐蝕，也簡(jiǎn)稱為細(xì)菌腐蝕。并非微生物本身對(duì)金屬的腐蝕，而是它們生命活動(dòng)的結(jié)果直接或間接地對(duì)金屬腐蝕過程產(chǎn)生影響。① 影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 代謝產(chǎn)物具有腐蝕作用。如硫酸、有機(jī)酸和硫化物。 改變環(huán)境介質(zhì)條件。如：pH值、溶解氧等。 影響電極極化過程。 破壞非金屬保護(hù)覆蓋層

22、或緩蝕劑的穩(wěn)定性。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,② 常見的細(xì)菌腐蝕：厭氧性細(xì)菌腐蝕：硫酸鹽還原菌（SRB），使硫酸鹽還原成硫化物，生成硫化氫，進(jìn)而與鐵反應(yīng)形成硫化鐵，加速了鋼鐵的腐蝕。好氧性細(xì)菌的腐蝕：如硫氧化菌、鐵細(xì)菌、硫代硫酸鹽氧化菌等。以硫氧化菌為例，它將硫和含硫化合物氧化成硫酸，造成腐蝕性極強(qiáng)的環(huán)境，導(dǎo)致材料的快速腐蝕。厭氧與好氧聯(lián)合作用下的腐蝕：兩類細(xì)菌的腐蝕與繁衍相輔相成，更加速了金屬的腐蝕。細(xì)菌聯(lián)合作用腐蝕的情況很普

23、遍。,1.2 腐蝕與防護(hù)基本原理,③ 細(xì)菌腐蝕的控制：使用殺菌劑或抑菌劑：根據(jù)細(xì)菌種類及介質(zhì)選擇高效、低毒和無腐蝕性的藥劑。改變環(huán)境條件：提高介質(zhì)的pH值及溫度（pH>9.0，溫度T>50℃）、排泄積水、改善通氣條件、減少有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)源等。覆蓋防護(hù)層：采用涂覆非金屬覆蓋層或金屬鍍層使構(gòu)件表面光滑、在有機(jī)涂層中加入適量殺菌劑等方法。陰極保護(hù)：陰極保護(hù)使構(gòu)件表面附近形成堿性環(huán)境，抑制細(xì)菌活動(dòng)。,12.1 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)

24、腐蝕(corrosion)?類型：(1)化 學(xué) 腐 蝕：非電解質(zhì)溶液和干燥氣體的化學(xué)作用 引起的腐蝕。(2)電 化 學(xué) 腐 蝕：電解質(zhì)溶液產(chǎn)生的電化學(xué)作用而引起 的腐蝕(最常見)。(3)應(yīng)力 腐蝕 開裂：應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下產(chǎn)生的破

25、 壞(危害很大)。(4)腐 蝕 疲 勞：腐蝕環(huán)境+交變應(yīng)力，使疲勞強(qiáng)度明 顯低于正常值的現(xiàn)象。(5)氫致開裂(氫脆)：金屬由于在腐蝕、酸洗、電鍍等過程中吸收了原子氫而使性質(zhì)變脆甚至引發(fā)延遲裂紋現(xiàn)象。高強(qiáng)鋼、鈦合金尤為敏感。,表12-1,,12.2 常見耐蝕材料與應(yīng)用12.2.1 材料的耐蝕性(1)標(biāo)準(zhǔn)

26、(2)各類材料耐蝕性 1) 金屬材料： ?鈦合金＞不銹鋼＞低合金鋼＞ 鑄鐵≥碳鋼。 ?鋁合金在大氣和水中耐蝕。 ?青銅＞黃銅＞銅（大氣和海水中）；青銅尚耐有機(jī)酸稀溶液腐蝕。,表12-2,,2)高分子材料 ?不發(fā)生電化學(xué)腐蝕； ?在介質(zhì)中發(fā)生裂解、溶脹、溶解、銀紋和開裂（或稱老化）； ?在各種酸堿鹽中較好耐蝕性，可替代金屬作腐蝕嚴(yán)重的化工容器、管道等塑料以及防蝕襯里、彈性材料或密封材料（橡膠）。3)無機(jī)非金屬材料

27、 ?具有很好的耐酸、堿、鹽腐蝕及耐老化、耐日曬能力，且耐溶劑及耐油。,,12.2.2 合理選擇耐蝕材料 耐蝕材料選材因素6方面：（參見教材12.2.2） 常見介質(zhì)中最耐蝕的合金：,表 12-3,,12.3 改善金屬材料抗蝕能力的防護(hù)措施12.3.1 改善介質(zhì)腐蝕條件?去除介質(zhì)中有害成分（O2、Cl等），如鍋爐用水除氧（加熱或亞硫酸鈉化學(xué)除氧）。?添加緩蝕劑，使電化學(xué)反應(yīng)緩慢，如切削液中加亞硝酸鹽、

28、汽車水箱中加重鉻酸鉀等。12.3.2 電化學(xué)保護(hù)?陰極保護(hù)法和陽(yáng)極保護(hù)法，用于海底電纜、地下輸水管及大型金屬結(jié)構(gòu)設(shè)施。?陰極保護(hù)示意圖。,圖 12-1,,12.3.3 表面防護(hù)涂層：經(jīng)濟(jì)、方便、實(shí)用(1) 金屬覆蓋層 ?在基體金屬表面覆蓋一層電位更正的惰性金屬層(Au、Ag、Cu、Ni、Sn等)，起隔離保護(hù)作用(陰極覆蓋層)。 ?在基體金屬表面覆蓋一層電位更負(fù)的金屬(為陽(yáng)極，基體為陰極)，通過犧牲陽(yáng)極覆蓋層而保護(hù)基

29、體金屬。 ?鈍性氧化膜覆蓋層(Cr、Al、Ti等)。(2)非金屬覆蓋層 涂料、塑料；搪瓷、玻璃(耐高溫、耐腐蝕，但脆)；非金屬轉(zhuǎn)化膜(鋼鐵發(fā)蘭、磷化，鋁的陽(yáng)極化)等。 作業(yè)：4，5，6。,,返回,返回,返回,返回,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),（1）防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： ① 構(gòu)件形狀盡量簡(jiǎn)單、合理 簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)件易于采取防腐措施、排除故障，便于維修、保養(yǎng)和檢查

30、。,,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),② 避免殘留液和沉積物造成腐蝕 應(yīng)力求將容器、管道（設(shè)備）內(nèi)部的液體排凈，避免滯留的液體、沉積物遺留在出口管及底部造成濃差腐蝕或沉積物腐蝕。,,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),③ 防止電偶腐蝕 材料相同；電偶序相近；大陽(yáng)極小陰極的有利結(jié)合，避免大陰極小陽(yáng)極的危險(xiǎn)連接。,,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),④ 防止縫隙腐蝕 連接除焊接外還有鉚接、銷釘連接、螺栓連接、法蘭

31、連接等。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),為了防止縫隙腐蝕，可采用如下措施：以焊接代替鉚接。改善鉚接狀況。在鉚縫中可填入一層不吸潮的墊片。容器底部的處置。不要直接與多孔基礎(chǔ)（如土壤）接觸，要用支座等與之隔離開。法蘭連接處墊片不宜過長(zhǎng)，盡量采用不吸濕的材料作墊片。避免加料時(shí)溶液飛濺到器壁，引起沉積物下的縫隙腐蝕。因此加料口應(yīng)盡量接近容器內(nèi)的液面。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),⑤ 防止液體的湍流腐蝕 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意

32、避免過度的湍流、渦流。避免外形和形狀的突變，會(huì)引起超流速與湍流的發(fā)生。管線的彎曲半徑應(yīng)盡可能大，避免直角彎曲。在高流速接頭部位，不要采用T型分叉結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用曲線逐漸過渡結(jié)構(gòu)。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),⑥ 避免應(yīng)力過分集中尖角以圓角過渡；施焊時(shí)把焊口加工成相同的厚度。減少聚集的、交叉的和閉合的焊縫；施焊時(shí)保證被焊接金屬結(jié)構(gòu)能自由伸縮。內(nèi)孔焊接法比漲管法好，既減少縫隙，又減小應(yīng)力腐蝕破裂。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)

33、技術(shù),（2）防蝕強(qiáng)度設(shè)計(jì) 主要考慮材料的腐蝕裕量、局部腐蝕強(qiáng)度和材料腐蝕強(qiáng)度變化。① 腐蝕裕量選擇：根據(jù)材料腐蝕速度取恰當(dāng)裕量。② 局部腐蝕的強(qiáng)度設(shè)計(jì)：對(duì)于晶間腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕等，正確選材或控制環(huán)境介質(zhì)，注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。對(duì)于應(yīng)力腐蝕斷裂、腐蝕疲勞，有可能做出合適可靠的設(shè)計(jì)。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),③ 材料耐蝕強(qiáng)度特性的變化 在加工及施工處理時(shí)，可能會(huì)引起材料耐蝕強(qiáng)度特性的變化，應(yīng)加以注意。如某些不銹鋼

34、在焊接時(shí)，由于敏化溫度影響而造成晶間腐蝕，使材料強(qiáng)度下降，可能會(huì)在使用中造成斷裂事故。（3）其它防蝕設(shè)計(jì) 使用防蝕涂料、電化學(xué)保護(hù)、緩蝕劑或電鍍、化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜等其它工藝性防腐蝕措施等。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),二、管道（設(shè)備）的電化學(xué)保護(hù) 根據(jù)金屬電化學(xué)腐蝕原理對(duì)金屬管道（設(shè)備）進(jìn)行保護(hù)的一種有效方法。 按照作用原理不同，分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)。（1）陰極保護(hù) 使被保護(hù)的金屬管道（設(shè)備）

35、發(fā)生陰極極化以減小或防止陽(yáng)極的溶解速度，。 陰極保護(hù)通常有兩種：外加電流的陰極保護(hù)和犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),陰極保護(hù)的原理 就是向被保護(hù)的金屬通入陰極電流，消除金屬因成分不同造成的電位差，使腐蝕電流降為零，從而保護(hù)金屬免遭電化學(xué)腐蝕 。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),① 外加電流的陰極保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：可用在要求大保護(hù)電流的條件下，當(dāng)使用不溶性陽(yáng)極時(shí)，其裝置耐用。缺點(diǎn)：經(jīng)常維護(hù)、檢修，要配

36、備直流電源管道（設(shè)備）；附近有其它金屬管道（設(shè)備）時(shí)可能產(chǎn)生干擾腐蝕，需要經(jīng)常的操作費(fèi)用。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),② 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：不用外加電流；施工簡(jiǎn)單，管理方便，對(duì)附近管道沒有干擾，適用于安裝電源困難、需要局部保護(hù)的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：只適于需要小保護(hù)電流的場(chǎng)合。且電流調(diào)節(jié)困難，陽(yáng)極消耗大，需定期更換。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),使用陰極保護(hù)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面的問題腐蝕介質(zhì)必須是電解質(zhì)溶液，能夠離子導(dǎo)電。

37、被保護(hù)管道在其腐蝕介質(zhì)中要易于陰極極化.鈍態(tài)金屬管道不宜采用陰極保護(hù)。結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜的金屬管道不宜采用陰極保護(hù)。由氫脆敏感性材料制作的金屬管道不宜采用陰極保護(hù)。,,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),（2）陽(yáng)極保護(hù)將被保護(hù)的金屬管道進(jìn)行陽(yáng)極極化，使其由活化態(tài)轉(zhuǎn)入鈍化態(tài)，從而減輕或防止金屬管道腐蝕。陽(yáng)極保護(hù)適用于那些電位正移時(shí)，金屬管道在所處的介質(zhì)中有鈍化行為的金屬-介質(zhì)體系。否則陽(yáng)極極化將會(huì)加速腐蝕。,Fe－H2O體系的電位E－

38、pH簡(jiǎn)圖,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),陽(yáng)極保護(hù)適用條件與特點(diǎn)某些活性陰離子含量高的介質(zhì)中不宜采用陽(yáng)極保護(hù)。與陰極保護(hù)一樣，陽(yáng)極保護(hù)也存在遮蔽效應(yīng)。與陰極保護(hù)相比，成本高、工藝復(fù)雜。因?yàn)殛?yáng)極保護(hù)需要輔助陰極、直流電源、測(cè)量及控制保護(hù)電位的設(shè)備。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),（3）陰極保護(hù)與陽(yáng)極保護(hù)的比較陰極保護(hù)適用范圍廣；陽(yáng)極保護(hù)則是有條件的。陰極保護(hù)效果取決于陰極極化的程度，極化電流不代表腐蝕速度的大小；陽(yáng)極保護(hù)通

39、過陽(yáng)極極化建立鈍態(tài)，極化電流的大小能反映腐蝕速度的快慢。陰極保護(hù)時(shí)，電位的偏移只會(huì)影響保護(hù)效果，不會(huì)造成腐蝕速度的顯著變化（自鈍化金屬除外）。陽(yáng)極保護(hù)時(shí)，電位的偏離可能造成腐蝕速度加快。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),當(dāng)介質(zhì)具有強(qiáng)氧化性時(shí)，采用陰極保護(hù)需要大電流陰極極化。采用陽(yáng)極保護(hù)時(shí)，由于鈍化膜建立容易，易于進(jìn)行陽(yáng)極保護(hù)，且效果較好。陰極保護(hù)時(shí)析氫反應(yīng)對(duì)具有氫脆敏感性的管道有造成氫脆的可能性。陽(yáng)極保護(hù)時(shí)，析氫發(fā)生在輔助陰極上，

40、被保護(hù)管道不會(huì)有產(chǎn)生氫脆的可能性。陰極保護(hù)時(shí)，輔助電極是陽(yáng)極，在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中容易腐蝕，選擇合適的陽(yáng)極材料是一大難事。陽(yáng)極保護(hù)時(shí)，輔助電極是陰極，其本身就處于被保護(hù)狀態(tài)。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),三、環(huán)境介質(zhì)的控制兩種途徑：控制環(huán)境介質(zhì)中的有害成分和緩蝕劑1、控制環(huán)境介質(zhì)中的有害成分① 除去介質(zhì)中的有害成分 除氧是改善金屬耐蝕性的有效途徑。 加熱除氧法 化學(xué)除氧法：聯(lián)氨、亞硫酸鈉等。,1.3 管

41、道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),② 控制介質(zhì)的pH值③ 降低氣體介質(zhì)的濕度用干燥劑吸收水分；采用冷凝法除去水分或提高溫度降低濕度，使水蒸氣無法凝結(jié)。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),2、緩蝕劑一種在很低的濃度下，能阻止或減緩金屬在腐蝕性介質(zhì)中腐蝕速度的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物。必須具備的條件：用量極少、防蝕效果好和不改變介質(zhì)的其他化學(xué)性質(zhì)。① 分類按化學(xué)組成：無機(jī)緩蝕劑（硝酸鹽、鉻酸鹽、碳酸鹽、鉬酸鹽等）和有機(jī)緩蝕劑（醛類、胺類、雜環(huán)化

42、合物等）。按對(duì)電極過程的影響：陽(yáng)極緩蝕劑（鉻酸鹽、硅酸鈉、苯甲酸鈉等）、陰極緩蝕劑（SbCl3、AsCl3、鋅鹽、聚磷酸鹽及多數(shù)有機(jī)緩蝕劑）、混合型緩蝕劑（瓊脂、生物堿、亞硝酸二環(huán)己胺等）。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),② 緩蝕機(jī)理吸附理論：極性基團(tuán)定向吸附排列在金屬的表面，形成連續(xù)吸附層，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，起到緩蝕作用。成膜理論：分子與金屬或腐蝕性介質(zhì)的離子發(fā)生化學(xué)作用，在金屬表面生成具有保護(hù)作用的、不溶或難溶的化合物

43、膜層，起到緩蝕的作用。電極過程抑制理論：抑制金屬在介質(zhì)中形成的腐蝕電池的陽(yáng)極過程、陰極過程或同時(shí)抑制這兩個(gè)過程，使腐蝕速度減慢，起到了緩蝕的作用。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),③ 影響緩蝕作用的因素及緩蝕劑的應(yīng)用影響因素：緩蝕劑濃度、溫度、介質(zhì)流速、pH值等。水溶性緩蝕劑：可作為酸、堿、鹽及中性水溶液介質(zhì)的 緩蝕劑。油溶性緩蝕劑：溶解在油、脂中制成各種防銹油、 防銹脂

44、。氣相緩蝕劑：用作密閉包裝中的緩蝕劑。,1.3 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),四、襯里防護(hù)技術(shù)1、玻璃鋼襯里玻璃鋼：利用玻璃纖維的增強(qiáng)、粘合樹脂的耐蝕作用；增加涂層厚度、增加涂層機(jī)械性能。玻璃鋼襯里：具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和整體性、耐蝕性高。2、橡膠襯里橡膠襯里：有良好的物理、機(jī)械、耐蝕和耐磨性能；粘附力強(qiáng)、施工容易、檢修方便、襯后管道增重少等特點(diǎn)。常用的合成橡膠：丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠和磺化聚乙烯橡膠等。,1.3

45、 管道（設(shè)備）腐蝕防護(hù)技術(shù),五、有機(jī)涂料防護(hù)涂料防護(hù)：通過手工刷涂或機(jī)械噴涂等方法，在管道的內(nèi)外表面上粘合一層有機(jī)涂料覆蓋層，將腐蝕介質(zhì)與基體表面隔離開來的一種防護(hù)技術(shù)。常用的耐蝕材料：醇酸樹脂涂料，酚醛樹脂防腐涂料，呋喃樹脂防腐涂料，環(huán)氧樹脂防腐涂料，瀝青防腐涂料，乙烯樹脂防腐涂料，橡膠防腐涂料，有機(jī)硅耐熱防腐涂料，富鋅防腐涂料，塑料防腐涂料等。,呋喃樹脂材料,呋喃砂漿砌花崗巖地面,呋喃膠泥砌磚板池槽,酚醛樹脂,酚醛樹脂防腐材料對(duì)

46、濃度小于 70% 的硫酸、任何濃度的鹽酸、氫氟酸、醋酸、大部分有機(jī)酸及大多數(shù)有機(jī)溶劑、二氧化硫、氯化氫及大部分 PH<7 的酸性鹽類等均耐蝕。用于玻璃鋼襯里、磚板襯里。,,酚醛膠泥襯砌酚醛浸漬石墨板防腐蝕,硫化橡膠襯里,襯膠-鹽酸專用汽車槽罐,,玻璃鋼,聚四氟乙烯簡(jiǎn)稱F4，享有‘塑料王”的美譽(yù)，采用F4襯里，F(xiàn)30噴涂及PO滾塑等新工藝,1.4 材料的選擇,1、材料選取的基本原則材料的耐蝕性能要滿足要求；材料的物理、機(jī)械和