防腐蚀设计一些选材实例讲解.ppt

第十章 防腐蚀设计 设计是设备制造过程的第一个环节，也是 最重要的环节。所谓防腐蚀设计，包括耐 蚀材料选择(主体设备材料、零部件材料、 覆层材料)，在设备结构设计和强度校核中 考虑腐蚀控制的要求，在设计中为准备采 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 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）介质的种类、浓度、温度、压力、 流速、充气情况等 （2）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、以及可能的局 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 耐蚀材料评价 ●●耐蚀性 ★腐蚀数据的获得 Ⅰ腐蚀数据手册 《Crosion Data Survey》，分为金属材料分册和非金属材料分册。 ▲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。 Ⅱ 腐蚀图和选材图 Ⅲ 腐蚀试验 腐蚀试验包括实验室试验，现场挂片 试验和实物试验三大类。 ★耐蚀性评价中应注意的几个问题 （1）任何时候，任何情况下都不要假定或推测材料的使用环境条件，不要在“可能”、“大概”的前提下去选择材料。 （2）既要考虑材料的优点，更要注意材料的弱点和可能发生的腐蚀问题。 （3）使用不同材料组合时，要考虑材料之间 的相容性。 （4）要十分重视设备实际使用经验，积累腐蚀数 据、案例，特别是设备腐蚀破坏事故的有关 资料。将试验结果和实际使用经验结合起来， 可以为评价材料耐蚀性提供最可靠的依据。 物理、机械和加工性能 （1）物理性能：密度、传热性、导电性、热膨胀系数等。 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。在耐蚀性和物理、机 械、加工性能不能同时满足时，就要根据设备具 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 经济指标总的目标是工程投资最少，回收年限最短。 腐蚀控制的费用自然应当低于腐蚀造成的经济损失，包括直接损失和间接损失，而间接损失往往比直接损失大得多 。 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 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几个方面的要求，因此应根据不同设备的具体情况，正确处理技术性和经济性之间的关系。 将两种材料复合使用是一种有效而经济的方法，得到了广泛的应用。 所选材料自然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 。 主要的金属材料简介 ●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，在潮湿大气和水中均 不耐蚀，很快就生锈。在中性水溶液中碳钢和铸 铁的腐蚀与水溶液中所含溶解氧有密切关系。 在酸溶液中钢铁是不能使用的。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(总量一般低于3%)而制得的，其优点 是钢材的强度、韧性、塑性得到明显改善， 具有良好的综合性能，加工工艺性能也较 好，而且成本低。 一般说来，由于合金元素含量低于1/8，所 以多数普低钢的耐蚀性能和碳钢相差不多， 但也有一些普低钢种类在一定的使用环境 中耐蚀性大大优于碳钢。 (1)耐大气腐蚀低合金钢 含有铜、磷、铬等有效合金元素。含少量铜(0.2～0.5%)的低合金钢在各种类型大气中都有良好的耐蚀性能； 如果和磷很好地配合，在潮湿气候条件下耐