防腐蚀设计讲解.ppt

第十章 防腐蚀设计 设计是设备制造过程的第一个最重要环节。 所谓防腐蚀设计，包括耐蚀材料选择(主体设备、零部件、覆层材料)，在结构设计和强度校核中考虑腐蚀控制的要求，准备采用的防护技术(如覆盖层)提供必要的实施条件，对加工制造技术提出指示性意见等。 1. 耐蚀材料选择 1.1 选择的依据 ●设备 （1）设备的用途 （2）加工要求和加工量 （3）设备在整个装置中所占的地位 以及各设备之间的相互影响 （4）是否易于检查、修理或更换 （5）计划的使用寿命 ● 腐蚀环境 （1）一般环境条件：介质种类、浓度、 温度、压力、流速、充气等 （2）实际环境条件：原料和工艺水中的 杂质 ；设备局部区域(如缝隙、死 角)内介质的浓缩、杂质的富集、 及可能的局部过热或局部温度偏低； 介质条件变化的幅度等。 ●腐蚀影响 (1) 可能发生的腐蚀类型 (2) 对全面腐蚀有良好耐蚀性的材料，如不锈 钢，要特别注意可能发生的局部腐蚀问题。 (3) 腐蚀破坏的后果 1.2 耐蚀材料评价 ●耐蚀性 I 腐蚀数据的获得 《Corrsion Data Survey》手册，其中 ▲金属分册包括26种金属和合金 在1196种腐蚀介质中的腐蚀数据。 ▲非金属分册包括36种非金属材料 在803种腐蚀性溶液和气体中的腐蚀数据。 《腐蚀图和选材图》 （见下面三页） 《腐蚀试验》 实验室试验 现场挂片试验 实物试验 （3）不同材料组合时要考虑材料的相容性。  （4）重视设备使用经验，积累腐蚀数据、案例，特 别是设备腐蚀破坏事故的有关资料。 ●物理、机械和加工性能 （1）物理性能：密度、传热性、导电性、膨胀系数等。 机械性能：强度、塑性、韧性等。 加工性能：铸造、切削、焊接性能等。 （2）材料的耐蚀性和物理、机械、加工 性能是材料技术指标的两个方面。 这两个方面往往存在矛盾。根据具体情况 有所偏重。或者以耐蚀性为主，对材料物理、机 械、加工性能的不足，采取适当措施进行弥补， 并制定符合材料性能特点的使用规程；或者以物 理、机械、加工性能为主，而对材料实施有效的 防护技术，以保证其腐蚀速度达到要求的水平。 ● 经济指标 （1）目标是工程投资最少，回收年限最短。 （2）腐蚀控制的费用应当低于腐蚀造成的 经济损失，包括直接损失和间接损失。 （3）在实际选材工作中，材料来源和交货 时间起着重要的作用。 ● 选材的一些基本原则 （1）单一材料往往难以同时满足耐蚀性，物理、机械、 加工性能和经济指标的要求，因此应根据不同设备 正确处理技术性和经济性之间的关系。 （2）将两种材料复合使用是一种有效而经济的方法。 （3）所选材料应满足整合装置的预定寿命，同时应使装 置中各部分的材料均匀劣化 。 1.3 主要金属材料简介 ● 碳钢和铸铁 碳钢和铸铁来源广、价格低。碳钢强度大、 塑性好、可铸、可锻、可切削加工、可焊接，制造 容易。所以，碳钢和铸铁广泛用作结构材料，碳钢 和铸铁的耐蚀性较差，在潮湿大气和中性水中均不 耐蚀。在酸溶液中钢铁是不能使用的。但在浓硫酸 中可以使用碳钢，但要防止浓硫酸吸水稀释，故适 用于制作密闭容器和输送管道。 ●普通低合金钢 普通低合金钢是在碳素钢中加入少量合金 元素(低于3%)而制得的，其优点是改善钢材的强 度、韧性、塑性，加工工艺性能也较好，成本低。 所以多数普低钢的耐蚀性能和碳钢相差不多，但 特殊环境中耐蚀性大大优于碳钢。 2)耐H2S腐蚀低合金钢 一是加入钼、铌、钒、钛等碳化物形成元素，以 减少固溶体中的碳量； 二是采用精练技术以降低硫、磷等有害杂质； 三是进行回火处理，以获取马氏体高温回火组织。 其中12AlMoV、12Cr2MoAlV、40B等耐硫 化氢腐蚀破坏性能较好。 3)耐氢氮氨腐蚀的低合金钢 合成氨系统和石油加氢系统中的设备材料处于高温高压氢腐蚀或高温高压氢氮氨腐蚀条件，后者除