过程装备腐蚀与防护综述

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影响，同时也与分子量及分布有关。

耐蚀性：化学稳定性好，常温下耐一般的酸碱盐的腐蚀，耐试剂性HDPE优于PE，它超高分子量的HDPE具有较高的耐冲击强度和长期耐疲劳性能，并且有优异的抗摩擦作用与自润滑作用。在60摄氏度以下能耐浓度较高的氧化性酸以及各类浓度的盐。

应用：工业容器，家电器皿，壳体，篓筐等。 5.2.3聚丙烯（PP）

聚丙烯是丙烯的聚合而成的高分子化合物。

优点：耐热性好，软化点高，拉伸强度高，刚度高，耐磨性好，硬度大，绝缘。

缺点：易脆化，可燃性，静电性高，膨胀系数大等。

耐蚀性：优良的耐腐蚀性，优于硬PVC ，除强氧化剂外，它可以耐受100℃以下几乎所有的酸碱盐，但是发烟硫酸与浓硝酸不能用；其耐溶剂性也优于硬PVC，几乎所有的溶剂在室温下都难于溶解PP；耐热性高于PVC50℃.。 应用：它可以制造塑料，纤维，做涂料，合成木材，合成纸等。 5.2.4聚四氟乙烯

氟塑料是含氟单体自聚，或者含氟单体和不含氟单体共聚的聚合物。主要有聚四氟乙烯。

优点：耐高温，静电摩擦系数小，润滑性好，绝缘性好

缺点：不耐燃烧和辐射，弯曲压缩强度比较低，连续载荷中容易产生塑性变形。

耐腐蚀性：其耐蚀性是塑料中最好的。任何浓度的强酸碱，强氧化剂，酮，醇，油等物质在高温下也不能破坏它。不能作为防腐涂层，效果不好价格又贵。 5.2.5合成树脂：

合成树脂是通过单体聚合（缩聚）得到高聚合物的过程。可以用来制作塑料，涂料，黏合剂，合成纤维等。 1.酚醛树脂

酚醛树脂通常是以酚类和醛类化合物作为原料，常用苯酚与甲醛缩合通过催化剂缩聚而得，它具有立体网状的结构。它的特点是刚性大，柔性差，硬而脆，耐热性较好，马丁耐热温度（空气热变形温度）120℃. 耐蚀性：它比较突出的是耐酸性（强氧化性酸除外），耐碱性较差。酚醛树脂与某些粉料，例如磺粉，辉绿岩粉，硫酸钡，瓷粉混合制成胶泥，可以用作耐腐蚀砖板衬里黏合剂。酚醛树脂在防腐工程中的应用形式有：胶粘剂，涂料和酚醛增强塑料等。 2.环氧树脂

环氧树脂是含有环氧基的高分子聚合物。通常用的是双酚A与环氧丙烷缩聚而成的双酚A环氧树脂。不饱和的烯烃化合物，例如含脂环烃和双烯烃的化合物经过醋酸之类的氧化剂环氧化再聚合就可以制成新型的环氧化树脂。环氧树脂其本身就是线形的热塑性聚合物，一般情况没有工程使用价值，使用时需加入固化剂从而使其交联成网状，成为不溶不熔的固化物，常用的固化剂为胺类、酸酐类。 优点：粘合力强，常用做粘合剂，抗弯强度较好，热膨胀系数小，可浇铸，马丁热温度105-130℃，易与其他树脂复合。常用于涂料、玻璃钢、胶泥等。 耐蚀性：环氧树脂能耐稀酸，碱和某些溶剂，因为其结构中的脂肪族羟基是耐碱的，所以这种树脂的耐碱性比酚醛树脂和聚酯的要强很多。但是环氧树脂耐

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氧化性酸（浓硫酸，硝酸）的能力就很差。 3.不饱和聚酯树脂

聚酯树脂是由二元或者多元的羧酸和二元或者多元醇经缩聚而生成的。其结构中含有芳香族不饱和键。

优点：工艺性能优良，种类多适应各种用途，固化后综合性能良好。

缺点：耐热性差，成型时气味大，气味有毒性，聚酯能降解，脂键容易被酸碱水解，固化时体积收缩率比较大。

耐蚀性：聚酯的耐酸性比环氧树脂要好，在漂白剂中也有耐腐蚀性。新型的聚酯，其耐氧化性酸的强度比其他树脂好。 5.2.6橡胶

高弹性材料，主要分为天然橡胶与合成橡胶

1）性能：抗撕裂，耐腐蚀疲劳，耐酸碱，不透气，不透水

2）应用：用于密封，防腐蚀，防渗漏，耐磨，绝缘，减震的化工机械用的材料等。

3）天然橡胶的耐蚀性：很好的耐酸碱性能，但是不耐强酸，强氧化性介质和油脂类有机介质

4）合成橡胶主要有氯丁晴橡胶、氟橡胶、丁橡胶、丁苯橡胶等。 5.3耐蚀无机非金属材料

耐蚀的无机非金属材料主要有陶瓷、玻璃和石墨。 5.3.1陶瓷：

陶瓷主要包括化工陶瓷砖、石英、玻璃、水泥等含三氧化二铝或硅酸盐或二氧化硅等金属氧化物的这类由晶相，气相和玻璃相组成的多晶体材料，一般经粉碎，成型，烧结工序而获得。

1.） 陶瓷的组成：主要是粘土，脊性料（骨架：石英类、熟料），助熔剂（长石）；把上述的材料均匀混合，用高温煅烧从而形成的多晶体材料。它们一般有很高的抗压强度和硬度，耐磨性好，但脆性大、易产生脆性断裂，但是机加工性能比较差。

2.） 耐蚀性：耐热性好（高于2000℃），导热性差，热膨胀系数小；耐大多数酸碱盐及溶剂。

3）陶瓷材料腐蚀的基本原理：具有酸性特征的陶瓷比较容易被有碱性特征的环境腐蚀，反之亦然。共价键材料往往更容易，更快地被蒸发或者升华，离子键材料则比较容易溶入极性溶剂中，共价键材料容易溶入非极性溶剂中。 5.3.2炭、石墨材料：

炭有三种同素异形体（主要以三种形态存在）：无定形炭（煤炭）、石墨（六方晶系的晶体结构）和金刚石。

1）性能：炭，石墨具有优良的物理化学性能，被广泛应用于化工、冶金、机电、航空等部门。炭是化学惰性元素，它与其他的物质反应是需要加入很高的能量，因此，其有很高的化学稳定性。一般来说，除了发烟硫酸，硝酸，过氧化氢等强氧化介质之外，都不与其他的酸碱盐有任何反应。 5.3.3玻璃

玻璃是非晶态，亚稳定态或介稳定态的物质，其结构是长程无序但是短程有序。主要有石英玻璃，硼硅酸盐玻璃，高硅氧玻璃，低碱无硼玻璃等。化工玻璃常用制作分馏塔，吸收塔，蒸发器，管道，阀门和玻璃泵等。

1）玻璃的组成：它属于硅酸盐，主要的化学成分是二氧化硅，还有氧化钠，

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氧化钾，氧化镁，氧化钙等各种金属氧化物。

2）耐腐蚀性：石英玻璃的耐化学腐蚀性能非常好，除了氢氟酸之外，在任何温度，任何浓度下的无机酸和有机酸都不能对它进行腐蚀，它是最优良的耐酸材料，但其耐碱性比较差。

6.设备的防腐措施

6.1电化学保护法

电化学保护主要是对金属施加电动势，使其电位向不会腐蚀的区域，或者钝化区来防止金属的腐蚀。电化学保护法一般使用于化学腐蚀。

6.1.1阴极保护：它是把被保护的金属做阴极，然后外加阴极极化来阻止或者降低金属腐蚀。它主要分为电保护和牺牲阳极保护两种形式。 1.电保护（外加电流阴极保护法）：这种方法主要是外加的直流电源直接向被保护的金属设备提供阴极电流，依靠外加的阴极电流进行阴极极化从而使金属得到保护的方法，叫外加电流阴极保护，简称电保护。这种方法输出的电流是可调的，也不受电阻率的影响。

2.牺牲阳极保护法：在被保护的金属设备上连接一个电位比它更负的更强的金属或者合金作为阳极，使阴极极化，这种方法叫做牺牲阳极保护法。这种方法的电流分散能力比较好，不会干扰附近的金属设备。

3.应用范围与条件： （1）范围：

阴极保护应用范围 可以防止的腐蚀类型 点蚀，晶间腐蚀，应力腐蚀开裂，疲劳腐蚀，电偶腐蚀等 可以保护的金属种类 不锈钢，镍及镍合金，铸铁，普通钢，铜及铜合金等 适用的环境介质 土壤，混凝土，油水混合物，脂肪酸，稀盐酸等 可以保护的建筑物和设船舶，桥梁基础，换热器，水闸，地下油气管道，海洋平备 台等 （2）条件：①腐蚀的介质能够导电，并且可以形成连续的电路，比如海水、土壤、酸碱盐溶液等；②金属材料在所处环境介质中非常容易导致阴极极化，但是耗电不大；③被保护的设备形状、结构都不太复杂，避免形成的电流分布不均匀，达不到保护金属表面的效果。 4.阴极保护技术设计要点：

（1）选择合适的阴极材料（2）护屏和辅助阳极的合理配置（3）确定合理的保护程度

（4）要预留保护参数的监测点 6.1.2阳极保护

阳极保护是将被保护的设备和外加的直流电源的正极相连接，然后在一定的电解质溶液中将金属进行阳极极化到一定的电位，在此电位下金属能够建立起钝态并且维持着钝态，这样设备的腐蚀速度就会得到显著降低，所以设备才能得以保护。

阳极保护它的应用范围的条件与阴极保护非常类似，只是阳极保护要求被保护金属可钝化并有较稳定的钝态。

阳极保护的适用范围 材料 介质 35

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钢铁 钛及钛合金 镍及镍合金 铬锰氮钼钢 硫酸，草酸，氢氧化钾，氮磷钾复合肥料等 尿素熔融物，氯化物，氨基磺酸，醋酸等 熔融硫酸钠，硫酸盐，硫酸等 甲酸，草酸，醋酸，尿素熔融物等 阳极保护设计要点

正确选择辅助阴极材料；辅助阴极的合理配置；参比电极的选用和安装。 6.2衬 里

高科技产品现在已经运用到金属管道内壁腐蚀与防护技术中，内防腐研究取得的重大成绩不仅延缓了金属管道的内部腐蚀, 也减少了直接和间接的经济损失, 延长了使用寿命。因此，管道内衬里技术在防腐工作中占有十分重要的位置。

6.2.1管道内衬的方法

（1）玻璃鳞片树脂合成衬里法

玻璃鳞片树脂合成衬里就是鳞片玻璃粉末与不饱和聚醛、乙烯树脂等热硬化型液状树脂相混台制成胶状戴粘性液状衬里涂料, 然后用离心涂衬和专用喷射器喷涂成0.2 ~ 3 m m 厚的衬里。 （2）柔性非编织管衬里法

柔性非编织管衬里是在管道内反翻制成的管道衬里 （3）用双球行走器挤压涂衬法

双球行走器挤压涂衬是美国最近研制出的一种双球行走器为管道内壁挤压衬里的新技术.

（4）镍格合金衬里法

镍格合金衬里是日本的推出一种新型的带镍铭合金衬里层的复台管道, 这一项技术开辟了管道内防腐的崭新途径。 （5）陶瓷衬里法

陶瓷衬里是由氧化铝和陶瓷混炼预制而成的日本的一项新技术, 陶瓷衬里的壁厚为2 ~ 3 m m。 6.2.2 衬里技术

衬里一般综合利用不同材料的特性及其有较长的使用寿命的一种防腐的方法。大多是在钢铁或混凝土设备上选衬各种非金属材料。 6.2.2.1碳钢设备及衬里材料的表面处理

表面处理是为了使表面清洁，有良好的润湿性；保证防腐施工的质量，延长防腐层的使用年限。 （1）钢铁的表面处理

表面除油：使用有机溶剂，碱性化学除油，乳化除油或者电化学除油。电化学除油一般都是在电解槽内进行的。

表面除锈：人工除锈的方法效率低、表面质量差，只适用于较小的表面或一般的涂料施工。衬里工程一般情况下都是采用机械除锈的方法。

机械清净法：包括机械研磨、滚磨、喷砂、喷丸、高压水流等方法。

喷砂：清除金属表面的铁锈、氧化皮及其他污垢；使金属表面获得一定的粗糙度。主要是以高压气为动力，但是用砂子作为磨料时，会污染空气。

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