第六章 防腐蚀设计.ppt

第六章 防腐蚀设计 一、概述： 1、腐蚀：是环境和材料之间的化学和电化学作用过程，因而要考虑材料和环境双重因素。 2、腐蚀控制: 是指正确采用已有的防腐蚀知识和技术降低腐蚀损失，减少设备运行中的维修经费，延长设备服役寿命。 3、防腐蚀设计：是指在腐蚀环境下，为预防腐蚀破坏和损失而进行的机械设备、装置的设计，它包括内容如下： 二、防腐蚀设计内容 防腐蚀设计包括： 1、 选材 2、 防腐蚀结构设计 3、 防腐蚀措施选择 4、 防腐蚀强度设计 5、 防腐蚀工艺设计 三、 选材 （一）、正确选材基本原则 1、材料的耐蚀性能要求设备或物件满足腐蚀环境 根据环境选择材料，所选择材料才能适应环境。 （1）铝用于非污染性大气； （2）铜及其合金用于还原性和非氧化性介质； （3）铅用于稀硫酸； （4）不锈钢用于硝酸，但不适于海水等含氯离子环境； （5）普通碳钢用于浓硫酸，但稀硫酸不行； （6）锡用于蒸馏水及食品包装； （7）钛合金海水最好。 即根据环境取材 2、材料的物理、机械和加工工艺性能要满足设备 或零件的设计与加工要求 结构材料除具有一定的耐蚀性外，一般还要具有必要的性能 （1）机械性能（如强度、硬度、弹性、塑性、冲击韧性、 疲劳性能等）； （2）物理性能（如耐热、导电、导热、光、磁及密度、比 重等）； （3）工艺性能（如机加工、铸造、焊接性能等）。 如泵材要求具有良好的耐蚀性、耐磨性和铸造性； 换热器用材要具有良好的耐蚀性和导热性； 大型设备用材要有良好的可焊性和抗大气腐蚀性； （如石油井架、火车车厢、桥梁等用耐候钢） 3、选材时力求最好的经济效益和社会效益 （1）要优先考虑国产、价廉质优、资源丰富的材料； （2）在可以用普通结构材料如钢铁、非金属材料等时，不采 用昂贵的贵金属。可以用资源较丰富的铝、石墨、玻璃、 铸铁等时，不用不锈钢、铜、铅等。 举例：中国石化集团一炼油厂的常压塔顶换热器管束用316L不锈钢制造，两年腐蚀穿孔，后由我们分析是由于管束外经石油的氯离子含量超标，解决方案 一是换材料（普通碳钢），都是两年，普碳钢经济， 二是改变腐蚀环境，降低石油的氯离子含量，电脱盐更充分。 （3）在其他性能相近的情况下，不选用会引起环境污染的材 料。 （二）、选材时应考虑的因素 1、明确产品工作环境 是土壤环境、水（海水）环境、大气环境还是化工腐蚀环境？ 如是水环境，则： 化学因素包括水中杂质组成、pH值、氧含量、可能发生 的化学反应等； 物理因素包括温度、流速、受热和散热条件、受力 种类及大小等。 2、查阅权威手册，借鉴失效经验 查阅已公开出版的手册、文献等。可供查阅的材料腐蚀性能手册，可仔细查阅腐蚀事故调查报告。 3、腐蚀试验 当资料中所列的腐蚀条件有时与实际使用条件不完全一致时，就必须进行腐蚀试验。腐蚀试验应是接近于实际环境的模拟试验，条件许可时还应进行现场（挂片）试验，甚至实物或应用试验，以便获得更可靠的腐蚀性能数据。 4、考虑防腐措施 适当的防护。如涂层保护、电化学保护及施加缓蚀剂等，不仅可以降低选材标准，而且有利于延长材料的使用寿命。 5、考虑材料的加工性能对耐蚀性的影响 材料的加工、焊接后是否可进行热处理，加工之后是否会降低材料的耐蚀性？ 6、经济性与耐用性 采用完全耐蚀的材料并不一定是正确的选择，应在充分估计预期使用寿命的范围内，平衡一次投资与经常性的维修费用、停产损失、废品损失、安全保护费用等。 （1）对于长期运行的、停产可造成巨大损失的设备，采 用 耐蚀优异的材料往往更经济。 （2）对于短期运行的设备或易于更换的简单零部件，采 用 成本较低＋耐蚀性较差的材料 较为经济。 （3）在海水环境下， 廉价材料＋辅助的保护＞昂贵的材料。 （4）在苛刻的腐蚀环境中（如化工酸碱盐腐蚀环境下）， 耐腐蚀优异的材料＞廉价材料＋保护措施。 四、 防腐蚀结构设计 （一）、合理的结构形式和表面状态 1、结构件的形式力求简单 形状复杂的构件，往往存在死角、缝隙、接头，这些部位 容易积液或积尘，易引起腐蚀； 2、无法简化时，构件设计成分体结构，使腐蚀部位易于拆卸和 更换； 3、构件的表面状态力求致密、光滑，通常光亮的表面比粗糙的表面更耐蚀。 （二）、防止积水或积尘 在结构设计时，应尽可能不存在积水或积尘的坑洼