化工設(shè)備材料及其選擇_化工設(shè)備腐蝕及防腐以及選擇

1、第六節(jié)第六節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施一. 金屬的腐蝕1.化學(xué)腐蝕金屬遇到干燥氣體或非電解質(zhì)溶液發(fā)生的腐蝕。 特點(diǎn)：1）腐蝕產(chǎn)物在金屬表面； 2）腐蝕過程中無電流產(chǎn)生。 腐蝕產(chǎn)物特性： 1）致密而穩(wěn)定，與金屬結(jié)合牢固鈍化鈍化膜膜鈍化作用鈍化作用； 2）不穩(wěn)定，與金屬結(jié)合不牢固脫落脫落活化作用活化作用。（1）金屬的高溫氧化及脫碳）金屬的高溫氧化及脫碳 金屬在高溫下的氣體腐蝕。解決方法：冶煉時(shí)加入鉻，硅或鋁 不起皮鋼不起皮鋼脫碳反應(yīng)： Fe3C+O2=3Fe+CO2 Fe3C+CO2=3Fe+CO Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2 溫度700時(shí)脫碳作用。力學(xué)性能下降。力

2、學(xué)性能下降。（2）氫腐蝕）氫腐蝕鐵碳合金發(fā)生氫腐蝕的開始溫度和壓力：壓力/MPa溫度/壓力/MPa溫度/ 310300280 3040220210 1020270240 4060210200 2030230220 6080200190第一階段：氫脆第一階段：氫脆以原子狀態(tài)侵入鋼材內(nèi)部，聚集，使鋼變脆。與氫在鋼中的溶解度成正比。第二階段：氫侵蝕第二階段：氫侵蝕發(fā)生化學(xué)反應(yīng)： Fe3C+2H2=3Fe+CH4危害危害：1）甲烷在晶界聚集，成為裂紋源； 2）甲烷在鋼材表面鼓泡，降低力學(xué)性能； 3）滲碳體還原為鐵素體，體積減小，產(chǎn)生組織應(yīng)力，促進(jìn)裂紋擴(kuò)展。又提供氫和甲烷聚集條件，加重氫侵蝕鋼材組織成為

3、網(wǎng)格。2.電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬與電解液接觸發(fā)生電化學(xué)反映。三個(gè)環(huán)節(jié)：發(fā)生電化學(xué)腐蝕必備條件：發(fā)生電化學(xué)腐蝕必備條件：1）同一金屬中有不同電位的組織成分或存在不同電位的金屬；2）陽極和陰極互相連接；3）陽極和陰極同處在連通的電解液中。晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕均屬于電化學(xué)腐蝕。1.晶間腐蝕 腐蝕性介質(zhì)沿晶粒間滲入金屬深處，腐蝕破壞金屬晶粒間的結(jié)合力，使之強(qiáng)度和塑性完全喪失?！皟?nèi)部瓦解”作用。 不銹鋼有晶間腐蝕可能： 在450850 之間，生成(CrFe)23C6，沿晶界析出，晶界成為貧鉻帶。在電化學(xué)行為中，貧鉻帶成為陽極，晶粒成為陰極，形成微電池。解決辦法：1）鋼中加入Ti和Nb元素；2）減少不銹鋼

4、中的碳含量。2.應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕亦稱腐蝕開裂金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生的破壞形式。腐蝕斷裂過程分三個(gè)階段：1）孕育階段機(jī)械裂紋。2）裂紋擴(kuò)展裂紋尖端為高度應(yīng)力集中區(qū)，出現(xiàn)微電池。3）破壞階段。裂紋擴(kuò)展應(yīng)力腐蝕：二.金屬腐蝕的評定方法：1）質(zhì)（重）量變化評定法 試驗(yàn)測定，單位表面、單位時(shí)間腐蝕引起的質(zhì)（重）量變化量。2）腐蝕深度評定法用每年金屬厚度的減少量表示腐蝕速度。三三. 金屬腐蝕破壞的形式金屬腐蝕破壞的形式危險(xiǎn)性較小，壁厚有保證即可。危險(xiǎn)性較大危險(xiǎn)性較大，隱蔽；穿孔泄漏；局部應(yīng)力過大。四. 金屬設(shè)備的防腐措施1.襯覆保護(hù)層1）金屬保護(hù)層電鍍，噴鍍，襯里等。2）非金屬保護(hù)層 非金

5、屬襯里瓷磚，石墨板，水玻璃膠泥； 防腐涂料防腐漆，環(huán)氧樹脂等。2.電化學(xué)保護(hù)1）陽極保護(hù)被保護(hù)設(shè)備接直流電源陽極，生成“鈍化膜”。2）陰極保護(hù)犧牲陽極保護(hù)。3.添加緩蝕劑腐蝕性介質(zhì)中加入少量緩蝕劑，降低或停止腐蝕作用。注意！注意！ 1）不影響產(chǎn)品（介質(zhì)）質(zhì)量； 2）符合性； 3）種類和用量要經(jīng)試驗(yàn)確定。第七節(jié). 化工設(shè)備材料的選擇化工設(shè)備材料的選擇要考慮要考慮： 設(shè)備的操作條件壓力、溫度、介質(zhì)特性、操作特點(diǎn)； 材料的使用性能力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能； 加工工藝性能焊接性能、熱處理性能、冷彎性能及其他冷熱加工性能； 經(jīng)濟(jì)合理性及設(shè)備結(jié)構(gòu)材料價(jià)格、制造費(fèi)用和使用壽命。 選材一般原則選材一般原則：1.壓力容器用鋼材應(yīng)符合GB150-1998鋼制壓力容器的要求，設(shè)計(jì)壓力不大于35MPa。接受壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的監(jiān)督。2.壓力容器承壓件用普通碳鋼鋼板的適用范圍：鋼板牌號使用溫度 設(shè)計(jì)壓力 MPa殼體厚度 mm 其他限制Q235-B03501.620不得用于高度毒性和極度危害介質(zhì)Q235-C04002.5303.3.設(shè)計(jì)溫度應(yīng)在允許使用溫度范圍內(nèi)設(shè)計(jì)溫度應(yīng)在允許使用溫度范圍內(nèi)。見書p46表1-30。4.4.耐腐蝕耐腐蝕 ! !同時(shí)考慮正常生產(chǎn)、停車、空料、內(nèi)填料等的實(shí)際情況。5 5.經(jīng)濟(jì)性好經(jīng)濟(jì)性好6 6.其他其他（1）高壓設(shè)備