2設(shè)備的腐蝕、防護(hù)與保溫講解第一頁，共57頁。2.1材料設(shè)備的腐蝕與防護(hù)1、腐蝕概念

腐蝕是材料與它所處環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生作用而引起材料的變質(zhì)和破壞。材料環(huán)境介質(zhì)發(fā)生作用

2.1.1概述第二頁，共57頁。腐蝕的危害

1、經(jīng)濟(jì)損失巨大

2、資源和能源浪費(fèi)

3、引發(fā)事故4、污染環(huán)境5、阻礙新技術(shù)的發(fā)展

第三頁，共57頁。

材料腐蝕問題遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。(日常生活、交通運(yùn)輸、機(jī)械、化工、冶金，尖端科學(xué)技術(shù)、國防工業(yè))材料腐蝕給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失。金屬材料，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家統(tǒng)計(jì)，每年由于腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的2％～4％。美1975年腐損700億美元，占年生產(chǎn)總值的4.2％，1982年高達(dá)1260億美元；英1969年腐損13.65億英鎊，占生產(chǎn)總值的3.5％；日本1976年腐損92億美元，占生產(chǎn)總值的1.8％；前蘇1967年腐損67億美元，占生產(chǎn)總值的2％；中國1995年腐損1500億元，約生產(chǎn)總值的4%。日前，全世界每年腐損高達(dá)7000億美元。第四頁，共57頁。腐蝕耗竭了寶貴的資源和能源每年由于腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的10％～40％，其中2／3可再生，而1／3的金屬材料被腐蝕掉無法回收。我國目前年產(chǎn)鋼以l億t計(jì)，則每年因腐蝕消耗掉的鋼材近1千萬t。腐蝕對(duì)自然資源是極大的浪費(fèi)，同時(shí)還浪費(fèi)了大量的人力和能源。從有限的資源與能源出發(fā)，研究解決腐蝕問題，已刻不容緩。第五頁，共57頁。腐蝕事故危及人身安全腐蝕引起的災(zāi)難性事故屢見不鮮，損失極為嚴(yán)重。美1965.3一輸氣管線因應(yīng)力腐蝕破裂著火，造成17人死亡。日1970大阪地下鐵道的管線因腐蝕折斷，造成瓦斯爆炸，當(dāng)場死亡75人。日1985.8一架波音747飛機(jī)由于構(gòu)件的應(yīng)力腐蝕斷裂而墜毀，造成500多人死亡的慘劇，直接經(jīng)濟(jì)損失1億多美元。中1979某市液化石油氣貯罐由于腐蝕爆炸起火，傷亡幾十人．直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)630萬元。由于意外事故而引起的停工、停產(chǎn)所造成的間接經(jīng)濟(jì)損失，可能超過直接經(jīng)濟(jì)損失的若干倍。第六頁，共57頁。腐蝕引起的環(huán)境污染也是相當(dāng)嚴(yán)重的腐蝕增加了工業(yè)廢水、廢渣的排放置和處理難度，增多了直接進(jìn)入大氣、土壤、江河及海洋中的有害物資。造成了自然環(huán)境的污染，破壞了生態(tài)平衡，危害了人民健康，妨礙了國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

第七頁，共57頁。鋼鐵生銹（鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O）銅器表面生成一層薄薄的銅綠[主要成分是Cu2(OH)2CO3]

鐵腐蝕了,鐵銹斑斑,讓人心酸第八頁，共57頁。鋼鐵生銹使大橋斷裂！由此可見，金屬腐蝕的危害,驚心動(dòng)魄

第九頁，共57頁。海邊的鐵制品比較容易生銹第十頁，共57頁。解決腐蝕問題促進(jìn)新技術(shù)發(fā)展不銹鋼發(fā)明和應(yīng)用，促進(jìn)了硝酸和合成氨工業(yè)的發(fā)展。美國的阿波羅登月飛船貯存N2O4的高壓容器曾發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，經(jīng)分析研究，加入質(zhì)量數(shù)量為0.6％的NO之后才得以解決。美著名腐蝕學(xué)家方坦納(Fontana)認(rèn)為，如果找不到這個(gè)解決辦法．登月計(jì)劃會(huì)推遲若干年。材料腐蝕研究具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。第十一頁，共57頁。材料的腐蝕控制實(shí)踐表明，若充分利用現(xiàn)有的防腐蝕技術(shù)，廣泛開展防腐蝕教育，實(shí)施嚴(yán)格的科學(xué)管理，因腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失中有30％～40％是可以避免的。但目前仍有一半以上的腐蝕損失還沒有行之有效的防蝕方法來避免，這就需要加強(qiáng)腐蝕基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)用的研究。第十二頁，共57頁。金屬腐蝕定義：是指金屬與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用，由單質(zhì)變成化合物的過程，即金屬從元素態(tài)又返回到自然礦物態(tài)的過程。金屬腐蝕種類：化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

2.1.2腐蝕與防護(hù)的基本原理第十三頁，共57頁。2.1.2腐蝕與防護(hù)基本原理1、金屬的化學(xué)腐蝕*純氧化還原過程，金屬被氧化，腐蝕介質(zhì)被還原；*氣體腐蝕、液體腐蝕；*反應(yīng)進(jìn)行中沒有電流產(chǎn)生。第十四頁，共57頁。2.1.2腐蝕與防護(hù)基本原理（2）鋼鐵的氣體（高溫）腐蝕類型：高溫氧化脫碳?xì)湮g鑄鐵腫脹第十五頁，共57頁。2.1.2腐蝕與防護(hù)基本原理（3）防止鋼鐵氣體腐蝕的方法*合金化*應(yīng)用保護(hù)性覆蓋層*改善介質(zhì)成分第十六頁，共57頁。健身器材刷油漆以防銹衣架和電線的外面包上一層塑料層在金屬表面覆蓋保護(hù)層，如：涂油漆、鍍Zn、鍍Sn、鍍Cr等,或制成氧化膜。第十七頁，共57頁?！腹揞^」是由鍍錫鐵制成鍍鉻的浴室水籠頭第十八頁，共57頁。

2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3].這三件1760年銅鑄的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能的是A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；C、銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；（D）第十九頁，共57頁。第二十頁，共57頁?？舅{(lán)涂機(jī)油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施?第二十一頁，共57頁。生活生產(chǎn)中的一些不銹鋼材料,可以有效地延長金屬的使用壽命改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)如：將鋼鐵制成不銹鋼第二十二頁，共57頁。（1）金屬腐蝕原電池定義電化學(xué)腐蝕

是一個(gè)短路的原電池發(fā)生的電化學(xué)過程，其反應(yīng)釋放出的化學(xué)能全部以熱的形式放出，不能對(duì)外界做有用功，這種引起金屬腐蝕的短路原電池叫腐蝕原電池?；瘜W(xué)原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。第二十三頁，共57頁。電化學(xué)腐蝕金屬電化學(xué)腐蝕的發(fā)生條件：*化學(xué)成分不均一：含有各種雜質(zhì)和合金元素，它們和基體金屬的電極電位不同；*組織結(jié)構(gòu)不均一：鋼鐵中存在鐵素體、滲碳體和石墨、晶粒和晶界等；*物理狀態(tài)不均一：受力、變形不均勻；*表面氧化(保護(hù))膜不完整：引起金屬表面電極電位不同。

第二十四頁，共57頁。特點(diǎn)：電化學(xué)與化學(xué)腐蝕不同之處在于前者形成了原電池反應(yīng).它的腐蝕歷程可以分為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立并且可在不同部位（陽極區(qū)和陰極區(qū)）同時(shí)進(jìn)行的過程——陽極過程和陰極過程。比化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重。

第二十五頁，共57頁?；瘜W(xué)腐蝕電化腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍第二十六頁，共57頁。鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2OH2CO3

H++HCO3-負(fù)極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng):Fe2O3·nH2O（鐵銹）Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-Fe+2H+=Fe2+↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3條件電極反應(yīng)聯(lián)系第二十七頁，共57頁。第二十八頁，共57頁。真相永遠(yuǎn)只有一個(gè)：第二十九頁，共57頁。2.1.2腐蝕與防護(hù)基本原理3、金屬腐蝕破壞的形態(tài)第三十頁，共57頁?？孜g第三十一頁，共57頁。二、非金屬材料的腐蝕定義：

非金屬材料與環(huán)境介質(zhì)作用，性能蛻化或完全喪失的現(xiàn)象。腐蝕機(jī)理：

與金屬完全不同，兩者的腐蝕原理也有著本質(zhì)的區(qū)別。非金屬材料的腐蝕主要是由物理作用和化學(xué)作用引起的。除石墨外，非金屬材料的導(dǎo)電性很差或完全不導(dǎo)電，所以即使將其置于電解質(zhì)溶液中，也不會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。第三十二頁，共57頁。2.1.3設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù)設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù)包括七大方面：腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)設(shè)備的電化學(xué)保護(hù)設(shè)備環(huán)境介質(zhì)的控制電鍍、化學(xué)鍍及化學(xué)轉(zhuǎn)化膜防護(hù)浸渡、滲渡、包渡及熱噴涂防護(hù)技術(shù)襯里防護(hù)技術(shù)有機(jī)涂料防護(hù)技術(shù)第三十三頁，共57頁?？刂聘g方法1)根據(jù)環(huán)境，正確地選用金屬材料或非金屬材料；2)對(duì)產(chǎn)品合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，減少產(chǎn)品在加工、裝配、貯存等環(huán)節(jié)中的腐蝕；3)用各種改善腐蝕環(huán)境的措施，如在封閉或循環(huán)體系使用緩蝕刑，以及脫氣、除氧和脫鹽等；4)用電化學(xué)保護(hù)方法，包括陰極保護(hù)和陽極保護(hù)技術(shù)；5)在基材上施加保護(hù)涂層，包括金屬涂層和非金屬涂層。第三十四頁，共57頁。2.2設(shè)備的保溫

熱水供應(yīng)系統(tǒng)中的加熱設(shè)備、貯熱設(shè)備、蒸汽管道、熱水管道及某些凝結(jié)水管道都必須保溫。保溫良好的管網(wǎng)熱損失一般為總輸送熱量的5％～8％，而保溫結(jié)構(gòu)費(fèi)用約為管網(wǎng)成本的25％～40％，由此可見，熱水供應(yīng)系統(tǒng)中的設(shè)備和管道的保溫對(duì)保證熱水的水溫、節(jié)能、節(jié)水和節(jié)約投資都有重要意義。第三十五頁，共57頁。1.保溫的定義保溫又稱絕熱。絕熱是減少系統(tǒng)熱量向外傳遞（保溫）和外部熱量傳入系統(tǒng)（保冷）而采取的一種工藝措施。絕熱包括保溫保冷。2.保溫、保冷的區(qū)別保冷結(jié)構(gòu)的絕熱層外必須設(shè)置防潮層，而保溫結(jié)構(gòu)在一般情況下是不設(shè)防潮層的。第三十六頁，共57頁。2.2.1保溫的目的1）減少冷、熱量的散失，節(jié)約能源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；2）對(duì)高溫或低溫管道和設(shè)備，保溫后能降低或提高外表面的溫度，改善四周的勞動(dòng)條件，防止運(yùn)行操作人員被燙傷或凍傷；3）空調(diào)系統(tǒng)，保溫能減小送風(fēng)溫度的波動(dòng)，有助于系統(tǒng)內(nèi)部溫度的恒定；4）對(duì)高寒地區(qū)的室外回水或給排水管道，保溫能防止水管凍結(jié)；第三十七頁，共57頁。2.2.2保溫材料保溫材料的基本要求（保溫材料熱物理性能表參考教材）導(dǎo)熱系數(shù)：導(dǎo)熱系數(shù)越小越好。耐溫性：有一定的使用溫度范圍，性能穩(wěn)定，能長期使用。容重：小，并有一定的孔隙率，減輕保溫管道的重量，減少支架抗壓強(qiáng)度：應(yīng)>0.3MPa。無毒對(duì)金屬無腐蝕作用可燃物少吸水率低易于制造成型價(jià)格便宜第三十八頁，共57頁。選擇一種保溫材料很難同時(shí)滿足上述要求，需根據(jù)具體工程分析、比較，選擇最有利的保溫材料。如低溫系統(tǒng)首先應(yīng)考慮保溫材料的容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸濕率低等；高溫系統(tǒng)則應(yīng)著重考慮保溫材料在高溫下的熱穩(wěn)定性；對(duì)于運(yùn)行中有振動(dòng)的管道或設(shè)備，宜選用強(qiáng)度較好的保溫材料；對(duì)于間歇運(yùn)行的系統(tǒng)，還應(yīng)考慮選用熱容量小的材料。第三十九頁，共57頁。三、幾種常用保溫材料簡介

一）福樂斯1.絕熱效果佳具有密閉孔結(jié)構(gòu)，且表面細(xì)膩，傳熱系數(shù)低且保持穩(wěn)定，對(duì)冷熱介質(zhì)起隔絕效果，并且用料厚度薄，節(jié)省了建筑空間。2.防潮防結(jié)露杜肯福耐斯既是絕熱層，又是防潮層，無須另加防潮層；即使表面局部損傷，也不會(huì)影響整體的防潮性能。3.阻燃防煙性能好燃燒時(shí)不會(huì)熔化，不會(huì)滴下火球，產(chǎn)生的煙濃度很低絕不會(huì)使火焰蔓延。4.外觀高檔美觀——高彈性，質(zhì)地柔軟，平滑的表面，外表無須裝飾。5.安裝方便、快捷無須其它輔助層，只需切割粘合，安裝施工簡易快捷，極大節(jié)省了人工。第四十頁，共57頁。

二）巖棉

1.特點(diǎn)具有良好的絕緣性能（隔熱、隔冷、隔聲、吸聲）、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性和不燃性等特點(diǎn)。2.用途巖棉板：廣泛用于平面、曲率半徑較大的罐體、鍋爐、熱交換器等設(shè)備和建筑的保溫、隔熱和吸聲。巖棉玻璃布縫氈：廣泛用于形狀復(fù)雜、工作溫度較高等設(shè)備的保溫、隔熱和吸聲。巖棉管殼：廣泛用于管道（小口徑管道）的保溫和隔熱。第四十一頁，共57頁。三）離心玻璃棉具有容重輕、質(zhì)感輕柔、色澤美觀、富有彈性、防潮不燃、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，施工方便。保溫效果相同時(shí)工程造價(jià)低，是一種價(jià)廉物美的保溫、隔熱材料。第四十二頁，共57頁。四）玻璃棉

1.特點(diǎn)具有容重小、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸聲性能好、不燃燒、耐腐蝕等性能，是一種優(yōu)良的絕熱材料。2.用途玻璃棉管：用于通風(fēng)、供熱、供水、動(dòng)力、設(shè)備等各種需要保溫的管道。玻璃棉氈：用于建筑物的隔熱、隔聲，通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備的保溫、隔熱、播音室、消音室及噪聲車間的吸聲，計(jì)算機(jī)房和冷庫的保溫、隔熱以及飛、船舶、火車、汽車的保溫、隔熱、吸聲。玻璃棉板：用于大型錄音棚、冷庫、船舶、航空、隧道以及房屋建筑工程的保溫隔熱、隔聲。第四十三頁，共57頁。五）超細(xì)玻璃棉具有容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸音性能好、不燃、不蛀、耐腐蝕、使用方便等特點(diǎn)，是一種新型優(yōu)質(zhì)的保溫、隔熱、吸聲和節(jié)能材料?？蓮V泛用于各行業(yè)的冷熱管道、熱力設(shè)備、空調(diào)恒溫、烘箱烘房、冷藏保鮮、消聲器材及建筑物的保溫、隔熱和吸聲等。第四十四頁，共57頁。四、保溫結(jié)構(gòu)的組成及施工方法一）組成及作用防銹層——防止金屬設(shè)備或管道表面生銹；保溫層——減少管道或設(shè)備與外部的熱量傳遞，起保溫保冷作用；防潮層（對(duì)保冷結(jié)構(gòu)而言）——防止水蒸氣或雨水滲入保溫材料，以保證材料良好的保溫效果和使用壽命；常用材料有瀝青及瀝青油氈、玻璃絲布、聚乙烯薄膜、鋁箔等。保護(hù)層——保護(hù)保溫層或防潮層不受機(jī)械損傷；常用材料有石棉石膏、石棉水泥、金屬薄板及玻璃絲布等。防腐蝕及識(shí)別標(biāo)志層——防止或保護(hù)保護(hù)層不被腐蝕，同時(shí)也起識(shí)別管內(nèi)的流動(dòng)介質(zhì)的作用；第四十五頁，共57頁。

二）保溫層施工

施工方法取決于保溫材料的形狀和特性。常用的施工方法有以下幾種：1.涂抹法保溫適用于石棉粉、硅藻土等不定形的散裝材料，將其按一定比例用水調(diào)成膠泥涂抹于需要保溫的設(shè)備或管道上。這種方法整體性好，保溫層和保溫面結(jié)合緊密，且不受被保溫物體形狀的限制。它多用于熱力管道和熱力設(shè)備的保溫。第四十六頁，共57頁。適用于預(yù)制保溫瓦或板塊料，用鍍鋅鐵絲綁扎在管道的壁面上，是目前國內(nèi)外熱力管道保溫最常用的一種保溫方法。綁扎保溫材料時(shí)，應(yīng)將橫向接縫錯(cuò)開；多層綁扎時(shí)應(yīng)內(nèi)外蓋縫；每塊保溫材料至少應(yīng)綁扎兩處，間距不應(yīng)超過300mm，每處綁扎的鐵絲不少于兩圈，并將接頭嵌入接縫內(nèi)。2.綁扎法保溫第四十七頁，共57頁。

3.粘貼法保溫適用于各種保溫材料加工成型的預(yù)制品，它靠粘接劑與被保溫的物體固定，多用于空調(diào)系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)的保溫。涂刷粘接劑時(shí)，要求粘貼面及四周接縫上各處粘接劑均勻飽滿。粘貼保溫材料時(shí)，應(yīng)將接縫相互錯(cuò)開，錯(cuò)縫的要求及方法與綁扎法保溫相同。第四十八頁，共57頁。第四十九頁，共57頁。第五十頁，共57頁。

4.釘貼法保溫是矩形風(fēng)管采用得較多得一種保溫方式，它用保溫釘代替粘接劑將泡沫塑料保溫板固定在風(fēng)管表面上。這種方法操作簡單、工效高。保溫釘?shù)恼迟N數(shù)量：頂面每平米不少于4個(gè)；側(cè)面