1、环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-251材料腐蚀分类金属材料腐蚀非金属材料腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀高温腐蚀常温腐蚀材料类型腐蚀机理腐蚀环境分类依据环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-252金属材料腐蚀分类大气腐蚀土壤腐蚀自然环境依据腐蚀的环境状态（自然环境和工业环境）淡水腐蚀海水腐蚀微生物腐蚀酸性溶液碱性溶液工业环境盐类溶液工业水中液态金属环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-253金属材料腐蚀分类电偶腐蚀点蚀局部腐蚀依据腐蚀形态（全面腐蚀、局部腐蚀、力与环境因素共同作用下的腐蚀）缝隙腐蚀晶间腐蚀选择性腐蚀氢致开裂应力腐蚀共同作用腐蚀疲劳腐蚀磨损均匀的不均匀的全面腐
2、蚀环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-254设备材料腐蚀图片环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-255设备材料腐蚀图片环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2562.1 材料设备的腐蚀与防护1、腐蚀概念 腐蚀是材料与它所处环境介质之间发生作用而引起材料的变质和破坏。材料 环境介质 发生作用腐蚀问题无处不在。概述环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-257概述2、腐蚀的危害 经济损失巨大 资源和能源浪费严重 引发灾难性事故 造成环境污染（跑、冒、滴、漏）阻碍新技术的发展环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-258概述自来水管道腐蚀 化学和生物腐蚀(沉积
3、物、锈蚀物、粘垢)；管壁变薄、出现局部的凹坑和麻点(黑水、红水、绿水)；水质变坏、降低管网输水能力、增加泵站能耗、可能产生爆管。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-259概述锅炉炉管的腐蚀溶解氧腐蚀（电化学腐蚀，铁为阳极，氧为阴 极）；给水含盐量过高加速了溶解氧腐蚀；保持锅炉薄垢运行，能有效减缓金属的氧腐蚀；环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2510概述热水锅炉氧腐蚀 管线长，补水量过多，使得水中氧气量增加；水中pH偏低；给水未采取除氧措施；锅炉水中的氧未析出，附着在锅炉受热面上。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2511腐蚀与防护基本原理一、金属腐蚀金属腐蚀
4、是指金属与环境介质发生化学或电化作用，由单质变成化合物的过程。金属腐蚀主要有化学腐蚀、电化学腐蚀。这个过程能否进行是热力学问题，进行速度如何是动力学问题。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2512腐蚀与防护基本原理1、金属的化学腐蚀纯氧化还原过程，金属被氧化，腐蚀介质被还原；气体腐蚀、非电解质溶液腐蚀；反应进行中没有电流产生。（1）金属氧化及其氧化膜大多数金属氧化在其表面上形成一层氧化物固相膜；氧化膜减慢金属继续氧化的速度。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2513腐蚀与防护基本原理环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2514腐蚀与防护基本原理环境与市政工程学
5、 水工艺设备基础中国石化巴陵分公司 150kt/a在高流速接头部位，不要采用T型分叉结构，应采用曲线逐渐过渡结构。经济与耐用的综合考虑；金属材料的性状：金属材料的性质、表面状态及金属阴极相杂质。2)要求介质温度保持稳定的管道和设备；尽可能避免形成缝隙和积液的死角。改善环境介质：消除或减少介质中促进应力腐蚀的有害物质，加入适当的缓蚀剂。图 外加电流阴极保护示意图保温的目的主要包括3个方面：反应进行中没有电流产生。氧在金属表面进行还原反应。使用阴极保护时应考虑以下几方面的问题金属腐蚀是指金属与环境介质发生化学或电化作用，由单质变成化合物的过程。2023-1-2515腐蚀与防护基本原理（2）钢铁的气
6、体腐蚀高温氧化、脱碳、氢蚀和铸铁肿胀。高温氧化铁在铸造、扎制、热处理过程中发生高温氧化。570以下，生成的氧化物为Fe3O4和Fe2O3超过570时，在氧化膜内层生成FeO。高于800，表面上就开始形成多孔、疏松的“氧化皮”。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2516腐蚀与防护基本原理 脱碳脱碳是指在腐蚀过程中，除了生成氧化皮层外，与氧化皮层相连的内层渗碳体Fe3C与介质中的氧、二氧化碳、水等作用，生成的气体降低了膜的保护作用。防止：增加气体介质中CO和CH4的含量或在钢中添加铝和钨。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2517腐蚀与防护基本原理 氢蚀第一阶段是可逆氢脆：
7、氢以原子状态向钢的内部扩散，没有起化学反应，也未改变其组织，却降低了钢的韧性。在一定条件下韧性又可以部分或全部恢复。第二阶段是氢蚀阶段：侵入并扩散到钢中的氢与不稳定化合物发生反应。防止：降低含碳量、加合金元素。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2518腐蚀与防护基本原理 铸铁的肿胀是一种晶间气体腐蚀。腐蚀性气体沿晶界、石墨夹杂物和细微裂缝渗入到铸铁内部，发生氧化作用。由于氧化物的生成，铸铁体积变大，产生肿胀，其强度大大降低。防止：加适量硅（5%10%）。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2519腐蚀与防护基本原理（3）防止钢铁气体腐蚀的方法合金化：加入元素Cr、Al、S
8、i，在氧化性介质中形成极稳定的Cr2O3、Al2O3、SiO2，形成有效的保护层。改善介质：通过设法改善介质成分。应用保护性覆盖层：涂层将金属和气体介质隔离开来。耐高温氧化的陶瓷覆盖层：采用热喷涂或等离子喷涂的方法，在金属表面形成耐高温氧化的陶瓷覆盖层。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2520腐蚀与防护基本原理2、金属的电化学腐蚀金属在电解质介质中由于电化学作用发生的腐蚀；是一种最普通的金属腐蚀现象；发生原因：金属和水溶液两类导体、金属表面的微观区域存在差异腐蚀过程中有电流流动；腐蚀过程包括：阳极过程、电子转移、阴极过程。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2521金属
9、腐蚀原电池分类依据电极尺寸：宏观和微观腐蚀原电池异种金属侵入不同的电解质溶液异种金属在同一腐蚀介质中接触（电偶电池）宏观腐蚀电池浓差腐蚀温差腐蚀腐蚀原电池原理环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2523腐蚀与防护基本原理（1）微观腐蚀原电池腐蚀原电池：金属腐蚀的短路原电池。产生条件：化学成分不均一；组织结构不均一；物理状态不均一；表面氧化膜不完整。引起金属表面电极电位的不同。电极电位较低作阳极（腐蚀），较高作阴极。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2524腐蚀与防护基本原理（2）极化极化：电流通过电极，阴极电位减小，阳极电位增大，减小了电池两极之间的电位差，降低金属腐蚀速
10、度。阴极极化、阳极极化。活化极化：电化学反应迟缓造成；浓差极化：电极反应物（或反应生成物）输运迟缓造成；电阻极化：在电极表面上生成了具有保护作用的氧化膜或不溶性的腐蚀产物等引起的。环境与市政工程学 水工艺设备基础气相缓蚀剂：用作密闭包装中的缓蚀剂。防蚀方法的选择（材料选择、电化学保护、涂层保护、改变环境）采用冷凝法除去水分或提高温度降低湿度，使水蒸气无法凝结。湖南长沙振升铝材有限公司大型污水处理池采用玻璃钢衬里防腐蚀吸附氢原子脱附 MHMHH22M （脱附步骤）经济与耐用的综合考虑；管线的弯曲半径应尽可能大，避免直角弯曲。其保温材料一般有膨胀珍珠岩、硅酸铝纤维以及聚氨酯泡沫塑料热水供应系统中的
11、加热设备、贮热设备、蒸汽管道、热水管道及某些凝结水管道都必须保温。磨蚀又可分为湍流腐蚀、空泡腐蚀和摩振腐蚀。减少聚集的、交叉的和闭合的焊缝；2)要求介质温度保持稳定的管道和设备；代谢产物具有腐蚀作用。酚醛树脂防腐材料对浓度小于 70%的硫酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、醋酸、大部分有机酸及大多数有机溶剂、二氧化硫、氯化氢及大部分 PH9.0，温度T50）、排泄积水、改善通气条件、减少有机物营养源等。覆盖防护层：采用涂覆非金属覆盖层或金属镀层使构件表面光滑、在有机涂层中加入适量杀菌剂等方法。阴极保护：阴极保护使构件表面附近形成碱性环境，抑制细菌活动。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-25
12、51自然环境中的腐蚀w大气腐蚀（空气中的水和氧）湿度、温度、大气成分影响因素w土壤腐蚀（土壤是一种特殊的电解质：多相形、多孔性、不均匀性、相对固定性）、氧去极化，防止措施：覆盖层保护、改变土壤环境、阴极保护w淡水腐蚀：氧去极化过程环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2552腐蚀与防护基本原理二、非金属材料的腐蚀1、非金属无机材料的腐蚀2、有机非金属材料（高分子材料）的腐蚀物理腐蚀化学腐蚀微生物腐蚀应力腐蚀环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2553设备腐蚀防护技术一、腐蚀防护设计1、腐蚀防护设计正确选材防蚀方法的选择（材料选择、电化学保护、涂层保护、改变环境）防蚀结构设计防
13、蚀强度设计满足防蚀要求的加工方法环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2554设备腐蚀防护技术（1）防蚀结构设计原则：构件形状尽量简单、合理 简单的结构件易于采取防腐措施、排除故障，便于维修、保养和检查。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2555设备腐蚀防护技术 避免残留液和沉积物造成腐蚀 应力求将容器、设备内部的液体排净，避免滞留的液体、沉积物遗留在出口管及底部造成浓差腐蚀或沉积物腐蚀。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2556设备腐蚀防护技术 防止电偶腐蚀 材料相同；电偶序相近；大阳极小阴极的有利结合，避免大阴极小阳极的危险连接。环境与市政工程学 水工艺设备
14、基础2023-1-2557设备腐蚀防护技术 防止缝隙腐蚀 连接除焊接外还有铆接、销钉连接、螺栓连接、法兰连接等。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2558设备腐蚀防护技术为了防止缝隙腐蚀，可采用如下措施：以焊接代替铆接。改善铆接状况。在铆缝中可填入一层不吸潮的垫片。容器底部的处置。不要直接与多孔基础（如土壤）接触，要用支座等与之隔离开。法兰连接处垫片不宜过长，尽量采用不吸湿的材料作垫片。避免加料时溶液飞溅到器壁，引起沉积物下的缝隙腐蚀。因此加料口应尽量接近容器内的液面。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2559设备腐蚀防护技术 防止液体的湍流腐蚀 设计时应注意避免过度的
15、湍流、涡流。避免外形和形状的突变，会引起超流速与湍流的发生。管线的弯曲半径应尽可能大，避免直角弯曲。在高流速接头部位，不要采用T型分叉结构，应采用曲线逐渐过渡结构。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2560设备腐蚀防护技术 避免应力过分集中尖角以圆角过渡；施焊时把焊口加工成相同的厚度。减少聚集的、交叉的和闭合的焊缝；施焊时保证被焊接金属结构能自由伸缩。内孔焊接法比涨管法好，既减少缝隙，又减小应力腐蚀破裂。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2561设备腐蚀防护技术 设备和构筑物的位置要合理 设备装置的布置应尽量避免相互之间可能产生的不利或有害影响，如贮液设备、液体输送设备
16、或排泄设备应与电控设备留有一定的安全距离。电气控制等设备应尽可能避开具有腐蚀性的环境，如在含有或可能泄漏Cl2、HCl、H2S等腐蚀性和有毒性气体的局部环境中，要尽量避免布置电气设备或未做防腐处理的其他设备。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2562设备腐蚀防护技术（2）防蚀强度设计 主要考虑材料的腐蚀裕量、局部腐蚀强度和材料腐蚀强度变化。腐蚀裕量的选择：根据材料腐蚀速度取恰当裕量。局部腐蚀的强度设计：对于晶间腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀等，正确选材或控制环境介质，注意结构设计等。对于应力腐蚀断裂、腐蚀疲劳，有可能做出合适可靠的设计。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2563设
17、备腐蚀防护技术 材料耐蚀强度特性的变化 在加工及施工处理时，可能会引起材料耐蚀强度特性的变化，应加以注意。如某些不锈钢在焊接时，由于敏化温度影响而造成晶间腐蚀，使材料强度下降，可能会在使用中造成断裂事故。（3）其它防蚀设计 使用防蚀涂料、电化学保护、缓蚀剂或电镀、化学镀、化学转化膜等其它工艺性防腐蚀措施等。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2564设备腐蚀防护技术二、设备的电化学保护根据金属电化学腐蚀原理对金属设备进行保护的一种有效方法。按照作用原理不同，分为阴极保护和阳极保护。（1）阴极保护使被保护的金属设备发生阴极极化以减小或防止阳极的溶解速度，。阴极保护通常有两种：外加电流的
18、阴极保护和牺牲阳极的阴极保护。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2565设备腐蚀防护技术阴极保护的原理就是向被保护的金属通入阴极电流，消除金属因成分不同造成的电位差，使腐蚀电流降为零，从而保护金属免遭电化学腐蚀。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2566设备腐蚀防护技术 外加电流的阴极保护优点：可用在要求大保护电流的条件下，当使用不溶性阳极时，其装置耐用。缺点：经常维护、检修，要配备直流电源设备；附近有其它金属设备时可能产生干扰腐蚀，需要经常的操作费用。辅助阳极被保护设备直流电源腐蚀性介质图 外加电流阴极保护示意图（箭头表示电流方向）环境与市政工程学 水工艺设备基础20
19、23-1-2567设备腐蚀防护技术 牺牲阳极阴极保护优点：不用外加电流；施工简单，管理方便，对附近设备没有干扰，适用于安装电源困难、需要局部保护的场合。缺点：只适于需要小保护电流的场合。且电流调节困难，阳极消耗大，需定期更换。连接螺栓绝热层腐蚀性介质牺牲阳极被保护设备 屏蔽层图 牺牲阳极保护示意图（箭头表示电流方向）环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2568设备腐蚀防护技术使用阴极保护时应考虑以下几方面的问题腐蚀介质必须是电解质溶液，能够离子导电。被保护设备在其腐蚀介质中要易于阴极极化.钝态金属设备不宜采用阴极保护。结构、形状复杂的金属设备不宜采用阴极保护。由氢脆敏感性材料制作的金
20、属设备不宜采用阴极保护。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2569设备腐蚀防护技术（2）阳极保护将被保护的金属设备进行阳极极化，使其由活化态转入钝化态，从而减轻或防止金属设备腐蚀。阳极保护适用于那些电位正移时，金属设备在所处的介质中有钝化行为的金属-介质体系。否则阳极极化将会加速腐蚀。FeH2O体系的电位EpH简图 环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2570设备腐蚀防护技术阳极保护的适用条件与特点某些活性阴离子含量高的介质中不宜采用阳极保护。与阴极保护一样，阳极保护也存在遮蔽效应。与阴极保护相比，成本高、工艺复杂。因为阳极保护需要辅助阴极、直流电源、测量及控制保护电位的
21、设备。被保护设备直流电源辅助阴极腐蚀性介质图 阳极保护示意图（箭头表示电流方向）环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2571设备腐蚀防护技术（3）阴极保护与阳极保护的比较阴极保护与阳极保护的比较阴极保护适用范围广；阳极保护则是有条件的。阴极保护效果取决于阴极极化的程度，极化电流不代表腐蚀速度的大小；阳极保护通过阳极极化建立钝态，极化电流的大小能反映腐蚀速度的快慢。阴极保护时，电位的偏移只会影响保护效果，不会造成腐蚀速度的显著变化（自钝化金属除外）。阳极保护时，电位的偏离可能造成腐蚀速度加快。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2572设备腐蚀防护技术当介质具有强氧化性时，采
22、用阴极保护需要大电流阴极极化。采用阳极保护时，由于钝化膜建立容易，易于进行阳极保护，且效果较好。阴极保护时析氢反应对具有氢脆敏感性的设备有造成氢脆的可能性。阳极保护时，析氢发生在辅助阴极上，被保护设备不会有产生氢脆的可能性。阴极保护时，辅助电极是阳极，在强氧化性介质中容易腐蚀，选择合适的阳极材料是一大难事。阳极保护时，辅助电极是阴极，其本身就处于被保护状态。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2573设备腐蚀防护技术三、设备环境介质的控制两种途径：控制环境介质中的有害成分和缓蚀剂1、控制环境介质中的有害成分 除去介质中的有害成分除氧是改善金属耐蚀性的有效途径。加热除氧法化学除氧法：联
23、氨、亚硫酸钠等。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2574设备腐蚀防护技术 控制介质的pH值 降低气体介质的湿度用干燥剂吸收水分；采用冷凝法除去水分或提高温度降低湿度，使水蒸气无法凝结。321410pH腐蚀速度图 pH值对金属腐蚀速度的影响1Au、Pt；2Al、Zn、Pb；3Fe、Cd、Mg、Ni等环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2575设备腐蚀防护技术2、缓蚀剂缓蚀剂是一种在很低的浓度下，能阻止或减缓金属在腐蚀性介质中腐蚀速度的化学物质或复合物。必须具备的条件：用量极少、防蚀效果好和不改变介质的其他化学性质。分类按化学组成：无机缓蚀剂（硝酸盐、铬酸盐、碳酸盐、钼酸盐
24、等）和有机缓蚀剂（醛类、胺类、杂环化合物等）。按对电极过程的影响：阳极缓蚀剂（铬酸盐、硅酸钠、苯甲酸钠等）、阴极缓蚀剂（SbCl3、AsCl3、锌盐、聚磷酸盐及多数有机缓蚀剂）、混合型缓蚀剂（琼脂、生物碱、亚硝酸二环己胺等）。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2576设备腐蚀防护技术 缓蚀机理吸附理论：极性基团定向吸附排列在金属的表面，形成连续吸附层，使金属与腐蚀介质隔离，起到缓蚀作用。成膜理论：分子与金属或腐蚀性介质的离子发生化学作用，在金属表面生成具有保护作用的、不溶或难溶的化合物膜层，起到缓蚀的作用。电极过程抑制理论：抑制金属在介质中形成的腐蚀电池的阳极过程、阴极过程或同时抑
25、制这两个过程，使腐蚀速度减慢，起到了缓蚀的作用。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2577设备腐蚀防护技术 影响缓蚀作用的因素及缓蚀剂的应用影响因素：缓蚀剂浓度、温度、介质流速、pH值等。水溶性缓蚀剂：可作为酸、碱、盐及中性水溶液介质的缓蚀剂。油溶性缓蚀剂：溶解在油、脂中制成各种防锈油、防锈脂。气相缓蚀剂：用作密闭包装中的缓蚀剂。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2578设备腐蚀防护技术四、电镀、化学镀、化学转化膜防护1、电镀是使电解液中的金属离子在直流电作用下，于阴极（待镀零件）表面沉积出金属而成为镀层的工艺过程。2、化学镀是利用一种合适的还原剂，使溶液中的金属离子还
26、原并沉积在基体表面的过程。它也被称为自催化镀或无电电镀。优点：不需要通以直流电，将镀件直接浸入化学镀液；在金属、半导体、非导体材料上直接进行；表面上可以获得均匀镀层；镀层孔隙少、致密，具有很好的耐磨性，很高的硬度。缺点：镀液的维护要求较高、需加热设备、成本高、镀层有较大脆性。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2579设备腐蚀防护技术3、化学转化膜转化膜：金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反应后，在金属表面生成的膜层。转化膜可分为电化学转化膜和化学转化膜。电化学转化膜：将待处理的金属作为阳极，在酸性或碱性电解液中采用控制阳极电流或电压的方法进行阳极氧化来获得膜层的。化学转化膜：将
27、待处理的金属在适宜的金属盐溶液中，通过简单的浸渍，在金属表面生成的膜层。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2580设备腐蚀防护技术五、浸镀、渗镀、包镀及热喷涂防护浸镀：把金属制件浸入熔融金属液中形成镀层。渗镀：将一种或几种元素从表面扩散到基体金属中去，形成渗层，以改变表面层的化学成分及组织，从而改善金属材料表面性能。包镀：将被保护金属坯料放在保护金属板中间，加以热轧，靠机械力、热扩散使保护金属与被保护金属粘合在一起。热喷涂：是利用高温热源，通过特殊设备-喷枪，将涂层材料加热至熔融或接近熔融状态，高速喷至工件表面，并形成防护层的过程。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-25
28、81设备腐蚀防护技术六、衬里防护技术1、玻璃钢衬里玻璃钢：利用玻璃纤维的增强、粘合树脂的耐蚀作用；增加涂层厚度、增加涂层机械性能。玻璃钢衬里：具有较高的机械强度和整体性、耐蚀性高。2、橡胶衬里橡胶衬里：有良好的物理、机械、耐蚀和耐磨性能；粘附力强、施工容易、检修方便、衬后设备增重少等特点。常用的合成橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶和磺化聚乙烯橡胶等。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2582设备腐蚀防护技术七、有机涂料防护涂料防护：通过手工刷涂或机械喷涂等方法，在设备的内外表面上粘合一层有机涂料覆盖层，将腐蚀介质与基体表面隔离开来的一种防护技术。常用的耐蚀材料：醇酸树脂
29、涂料，酚醛树脂防腐涂料，呋喃树脂防腐涂料，环氧树脂防腐涂料，沥青防腐涂料，乙烯树脂防腐涂料，橡胶防腐涂料，有机硅耐热防腐涂料，富锌防腐涂料，塑料防腐涂料等。2023-1-2583呋喃树脂材料呋喃树脂材料呋喃砂浆砌花岗岩地面呋喃胶泥砌砖板池槽2023-1-2584酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂防腐材料对浓度小于 70%的硫酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、醋酸、大部分有机酸及大多数有机溶剂、二氧化硫、氯化氢及大部分 PH50时；2)要求介质温度保持稳定的管道和设备；3)为防止管道、设备中的介质冻结或结晶时；4)管道、设备内介质温度较高，需经常操作维护而又容易引起烫伤的部位；5)寒冷地区敷设在地沟、吊顶、阁楼
30、层以及室外架空的管道。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2593保 温 材 料保温材料的基本要求（保温材料热物理性能表参考教材）导热系数：导热系数越小越好。耐温性：有一定的使用温度范围，性能稳定，能长期使用。容重：小，并有一定的孔隙率，减轻保温管道的重量，减少支架抗压强度：应大于03MPa。无毒腐蚀作用可燃物少吸水率低易于制造成型价格便宜为了使保温层不受损坏，延长使用寿命，在保温层外面通常还要加一层保护层内含可燃物及有机物极少，有良好的防水性能，耐压强度好，不易燃烧，不易开裂或脱皮，导热系数低，一般不超过0。33W(mK)。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2594保温
31、结构与施工管道和设备的保温结构由保温层和保护层两部分组成。保温结构的设计直接影响到保温效果、投资费用和使用年限等。对保温结构的选用要求做到以下几点：(1)保证设备和管道的热损失不超过允许值(2)保温结构应有足够的机械强度(3)处理好保温结构和管道、设备的热伸缩4)在满足上述条件的情况下，保温材料宜就地取材，做到简单、可靠，节省材料(5)为缩短工期、保证质量，保温结构尽可能采用工厂预制成型，减少现场制作(6)保温结构的保护层，应根据安装的环境条件和防雨防潮要求选用，并作到外表平整、美观环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2595保温结构与施工常用的保温结构的形式有绑扎式、浇灌结构式、整
32、体压制式和喷涂式几种。绑扎式结构是将保温材料用铁丝固定在管道上，外包以保护层，适用于成型保温材 料如预制瓦、管壳和棉毛毡等。这类保温结构应用较广，结构简单，施工方便，外 形平整美观，使用年限较长。浇灌式保温结构主要用于地下无沟敷设。用于北方地区地下水位低、土质干燥的地方，是一种比较经济的型式。近年来，国内生产的硬质聚氨酯泡沫塑料，用于1100C以下的设备和管道上作保温材料，也可采用现场浇灌、发泡成型。这类保温结构整体性好，保温效果也好，同时可延长管道的使用寿命。整体压制式保温结构是将沥青珍珠岩在热态下，在工厂内用机械力量把它直接挤压在管子上，制成整体式保温管。沥青珍珠岩使用于介质温度不超过15
33、0的设备和管道。喷涂式保温结构是现代化的一种施工技术，它适用于大面积和特殊设备的保温。具有劳动强度低、原材料消耗少、保温结构的整体性好和保温效果好等特点。其保温材料一般有膨胀珍珠岩、硅酸铝纤维以及聚氨酯泡沫塑料除了上述几种保温结构外，过去还有胶泥式、填充式，因其施工方法繁琐落 后，费工费时，保温性能差，近年来已很少使用环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2596保温结构与施工常见保护层有金属和非金属两种，金属保护层有铝皮、镀锌铁皮等，使用年限长，可达20年以上。非金属保护层有铝箔玻璃布保护层、铝箔牛皮纸保护层、玻璃丝布保护层、油毡玻纤布保护层、油毡铁丝网沥青胶泥保护层、石棉水泥保护层
34、、玻璃钢外壳保护层等。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-2597防腐工程展示湖南株洲冶炼厂十万吨锌电解厂房地面主体防腐及玻璃钢电解槽制作安装施工现场 2023-1-2598湘潭电化集团有限公司电解二氧化锰车间地面、水沟防腐施工现场腐蚀和拉应力同时作用下使金属产生破裂，称为应力腐蚀。影响因素：缓蚀剂浓度、温度、介质流速、pH值等。参考已有的腐蚀数据资料；具有劳动强度低、原材料消耗少、保温结构的整体性好和保温效果好等特点。大气腐蚀（空气中的水和氧）湿度、温度、大气成分影响因素 腐蚀裕量的选择：根据材料腐蚀速度取恰当裕量。金属保护层有铝皮、镀锌铁皮等，使用年限长，可达20年以上。(6)保
35、温结构的保护层，应根据安装的环境条件和防雨防潮要求选用，并作到外表平整、美观小孔腐蚀：金属表面局部出现向深处发展的腐蚀小孔，其余地区不被腐蚀或者只有轻微腐蚀，也称孔蚀或点蚀。导热系数：导热系数越小越好。成相膜理论：当金属溶解时，可在金属表面生成一层致密的、覆盖性良好的固体产物。管线的弯曲半径应尽可能大，避免直角弯曲。硫酸生产装置，设备制作安装及防腐保温施工现场反应进行中没有电流产生。氧去极化过程有以下几个步骤组成：2023-1-2599中国石化巴陵分公司 150kt/a硫酸生产装置，设备制作安装及防腐保温施工现场 2023-1-25100湖南郴洲化工集团大型盐酸贮罐制作并内衬丁基橡胶、外衬玻璃
36、钢防腐蚀施工现场 2023-1-25101湖南长沙振升铝材有限公司大型污水处理池采用玻璃钢衬里防腐蚀 2023-1-25102湖南湘潭钢铁集团公司宽厚板轧机工程环氧地坪施工现场 2023-1-25103广西兴美祥钛白粉厂技改扩建中酸解锅采用橡胶衬里作隔离层，然后加衬砖板防腐蚀施工现场 2023-1-25104衡阳二七二厂钛白粉分厂 500m3水泥砼钛液沉降槽采用现场衬丁基橡胶二层防腐蚀 株洲电厂脱硫塔内衬丁基橡胶 广东省韶关市化工厂钛白车间钛液预热锅采用衬胶后加衬瓷板复合防腐蚀施工现场钛白行业施工业绩 环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-25107设备材料腐蚀图片环境与市政工程学 水
37、工艺设备基础2023-1-25108腐蚀与防护基本原理氧去极化过程有以下几个步骤组成：氧通过气/液界面传质，由空气进入溶液；溶解氧通过对流扩散均布在溶液中；氧以扩散方式通过电极表面的扩散层，到达金属的表面；氧在金属表面进行还原反应。环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-25109设备腐蚀防护技术一、腐蚀防护设计1、腐蚀防护设计正确选材防蚀方法的选择（材料选择、电化学保护、涂层保护、改变环境）防蚀结构设计防蚀强度设计满足防蚀要求的加工方法环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-25110设备腐蚀防护技术 防止液体的湍流腐蚀 设计时应注意避免过度的湍流、涡流。避免外形和形状的突变，会
38、引起超流速与湍流的发生。管线的弯曲半径应尽可能大，避免直角弯曲。在高流速接头部位，不要采用T型分叉结构，应采用曲线逐渐过渡结构。2023-1-25111呋喃树脂材料呋喃树脂材料呋喃砂浆砌花岗岩地面呋喃胶泥砌砖板池槽2、选材时应考虑的因素四、电镀、化学镀、化学转化膜防护湖南长沙振升铝材有限公司大型污水处理池采用玻璃钢衬里防腐蚀防止：降低含碳量、加合金元素。并非微生物本身对金属的腐蚀，而是它们生命活动的结果直接或间接地对金属腐蚀过程产生影响。优点：可用在要求大保护电流的条件下，当使用不溶性阳极时，其装置耐用。设备装置的布置应尽量避免相互之间可能产生的不利或有害影响，如贮液设备、液体输送设备或排泄设
39、备应与电控设备留有一定的安全距离。防止：降低含碳量、加合金元素。组织结构不均一；成相膜理论：当金属溶解时，可在金属表面生成一层致密的、覆盖性良好的固体产物。防止：增加气体介质中CO和CH4的含量或在钢中添加铝和钨。破坏非金属保护覆盖层或缓蚀剂的稳定性。氢脆机理：阴极析氢反应在金属表面形成的吸附氢原子渗入内部引起氢脆，是导致应力腐蚀的主要原因。氧在金属表面进行还原反应。管线长，补水量过多，使得水中氧气量增加；2023-1-25112玻璃钢2023-1-25113聚四氟乙烯简称F4，享有塑料王”的美誉，采用F4衬里，F30喷涂及PO滚塑等新工艺环境与市政工程学 水工艺设备基础2023-1-25114材料的选择2、选材时应考虑的因素设备或构件的工作环境；参考已有的腐蚀数据资料；从事故调查的分析记录中吸取教益；腐蚀试验；经济与耐用的综合考虑；防护措施；加工性能、焊接性能，加工后是否会降低其耐蚀性能，否则会前功尽弃；
