《环保设备及其应用（第三版》-课件 第2章 环保设备材料及其选用.ppt

d. 电化学保护 根据金属腐蚀的电化学原理，如果把处于电解质溶液中的某些金属的电位提高，使金属钝化，人为地使金属表面生成难溶而致密的氧化膜，降低金属的腐蚀速度；同样，如果使某些金属的电位降低，使金属难于失去电子，可大大降低金属的腐蚀速度，甚至使金属的腐蚀完全停止。这种通过改变金属-电解质的电极电位来控制金属腐蚀的方法称为电化学保护。 电化学保护分为阴极保护与阳极保护两种。 阴极保护示意图 (a)外加电流的阴极保护 (b)牺牲阳极的阴极保护 1－直流电源；2－辅助阳极；3、10－被保护设备；4－导线； 5－溶液；6－垫片；7－牺牲阳极；8－螺栓；9－涂层 2.2.2.2 非金属材料的腐蚀与预防 （1）无机非金属材料腐蚀 由于化学或物理作用所引起的，耐腐性与材料的化学成分、结晶状态、孔隙、结构以及腐蚀介质有关。 （2）有机非金属材料腐蚀 有机非金属材料，多为高聚物，又称高分子材料，一般不导电，也不以离子形式溶解，其周围的试剂(气体、液体等)向材料内渗透扩散是腐蚀的主要原因。同时，有机非金属材料中的某些组分(如增塑剂、稳定剂等)也会从材料内部向外扩散迁移，而溶于介质中。 有机非金属材料的老化 溶胀与溶解 微生物腐蚀 （3）非金属材料腐蚀的预防 a. 根据处理工艺合理选材 根据设备设计的使用性能、不同的介质和使用条件，选用合适的非金属材料。 正确选材需要全面考虑材料的综合性能。除了考虑材料的力学性能、物理性能、加工性能和经济性外，尤其应重视在不同状态和环境介质中的耐蚀性。 天然橡胶、无定型聚苯乙烯、硅树脂等非极性高聚物易溶于汽油、苯和甲苯等非极性溶剂中。而对于醇、水、酸碱盐的水溶液等极性介质，耐蚀性较好；对中等极性的有机酸、酯等有一定的耐蚀能力。 极性聚合物材料如聚醚、聚酰胺、聚乙烯醇等不溶或难溶于烷烃、苯、甲苯等非极性溶剂中，但可溶解或溶胀于水、醇、酚等强极性溶剂中。中等极性的聚合物材料如聚氯乙烯、环氧树脂、氯丁橡胶等对溶剂有选择性的适应能力，但大多数不耐酯、酮、卤代烃等中等极性的溶剂。 b. 控制设备的使用环境 有机材料在阳光下的老化加快，为了保证设备有较长的寿命。利用有机材料制造的设备应尽量在室内运行或采取必要的遮阳措施。为了防止微生物腐蚀，控制工作环境也是必要的。例如降低湿度；保持材料表面的清洁，不让表面上存在某些有机残渣，都可以降低微生物对材料的腐蚀危害。最后应指出，除微生物外，自然环境中一些较高级的生命体如昆虫、啮齿动物和海生蛀虫等对纤维素和塑料制品也都有侵蚀作用，所造成的经济损失往往是相当惊人的。因此在设备的使用中也应采取防范措施。 2.6 环保设备材料选择 综合考虑材料： 物理、力学性能 耐腐蚀性 材料的经济型 （1）明确设备生产和使用的环境和腐蚀因素，这是选材的基本依据。因此，确定使用环境、调查项目和着手调查，是选材的第一步。 （2）查阅有关资料。应首先查阅有关手册(如腐蚀与防护手册)上各种介质的选材图和腐蚀图中给出的耐蚀性数据和机械性能、物理性能数据，再深入查阅有关文献和会议资料。 环保设备材料选择的基本步骤 （3）调查研究实际生产中材料使用情况。由于材料的生产、加工制造和使用的条件是千变万化的，尤其是在成功的经验或发生事故的实例得不到及时发表的情况下，实地调查研究收集有关数据和资料(尤其是材料生产厂的数据)作为参考资料是十分重要的。 （4）作必要的实验室辅助实验。在新设备开发时，常会遇到查不到所需要的性能数据的情况，这时必须通过实验室中的模拟实验数据和现场实验的数据来筛选材料。这样，选材才能符合产品设计性能的耐蚀要求。 （5）在材料使用性能、加工性能、耐用性能和经济价值等方面作出综合评定。这里强调三点，一是选材的方案力争实现用较低的生产投资来生产出较长使用年限的产品，即产品要经济耐用；二是在不能保证经济耐用的情况下，要求保证可用年限而且经济；三是在苛刻条件下，宁可使用价格贵些的材料也要保证耐用，为了经济，选用不耐用材料是最不可取的。 （6）为了延长产品使用年限，选材的同时应考虑行之有效的防护措施。对于选用经济而不耐蚀的材料，如果能采用既经济又合理的防护措施达到耐蚀和满足性能要求的目的，也是选材中可取的方案。 第2章 环保设备材料及其选用  环境工程中的处理工艺多种多样，不同的工艺对设备材料有不同要求，合理选择和正确使用材料十分重要。 设备的设计与选择，需综合考虑：材料的力学性能、物理性能、化学性能、加工工艺性能、耐腐蚀性能及材料价格与来源、供应等方面。 2.1 设备材料的性能 力学性能 物理性能 化学性能 加工工艺性能 2.1.1 力学性能 力学性能是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，如强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。 这些性能是环保设备设计中材料选