第十二章

防護(hù)方法1.電化學(xué)保護(hù)?

陰極保護(hù)(1)保護(hù)原理金屬—

電解質(zhì)溶解腐蝕體系受到陰極極

化時(shí)

，

電位負(fù)移

，

金屬陽極氧化反應(yīng)過

電位ηa

減小

，

反應(yīng)速度減小

，

因而金屬

腐蝕速度減小

，

稱為陰極保護(hù)效應(yīng)

。利用陰極保護(hù)效應(yīng)減輕金屬設(shè)備腐蝕的防

護(hù)方法叫做陰極保護(hù)。IcIcor一

Ia陽極腐蝕電池Icor=Oa=/Ic/IcI

-

-

IaIa+輔助陽極外加電流陰極保護(hù)示意圖電流關(guān)系

:

ⅠIcⅠ

=

ⅠIc

Ⅰ-IaI-I

直流電源外加電流陰極保護(hù)輔助

陽極腐蝕金屬陽極區(qū)陰極區(qū)陽

極陰

極防護(hù)技術(shù)陰

極+-/ic/

iaEEorEe(H

H)Eea兩種腐蝕體系所需保護(hù)電流的比較活化極倫控制腐蝕體系

氧擴(kuò)散控制腐蝕體系EEorEeaLgicor

Lgi

prLgicor

Lgi

pr防護(hù)技術(shù)LgiLgi陰極保護(hù)的原理:由外電路向金屬通入電子，以供去極化劑還原反應(yīng)所需，從而使金屬氧化反應(yīng)(失電子反應(yīng))受到抑制。當(dāng)金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時(shí)，金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。陰極保護(hù)的效果用保護(hù)度η表示(2)保護(hù)參數(shù)保護(hù)電位Epr:陰極保護(hù)中所取的極化電位。顯然，要使金屬的腐蝕速度降低到零，達(dá)到“完全保護(hù)”(即保護(hù)度η=100%)，必須取陽極反應(yīng)平衡電位作為保護(hù)電位，即取Epr=Eea。(最小)保護(hù)電流密度ipr:與所取保護(hù)電位對(duì)應(yīng)的外加極化電流密度叫做保護(hù)電流密度。*在兩個(gè)保護(hù)參數(shù)中，保護(hù)電位是基本的控制指標(biāo)。陰極保護(hù)適合的體系:?從理論上來講，任何體系都可以。?但在工程上作為一種腐蝕控制技術(shù)還要求保護(hù)電流密度比較小，在經(jīng)濟(jì)上才合算。陰極保護(hù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以用保護(hù)效益Z來衡量腐蝕體系的陰極極化率大，陽極極化率小(即陰極極化曲線陡而陽極極化曲線平),則隨著電位負(fù)移,金屬腐蝕速度減小快,而保護(hù)電流密度增加慢,保護(hù)效益也就較大,可以滿足經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面的要求。工業(yè)上應(yīng)用陰極保護(hù)的腐蝕體系是:土壤、海水、河水等環(huán)境中的碳鋼管道、構(gòu)筑物、設(shè)備。*確定保護(hù)電位時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)方面的因素:第一，從保護(hù)效果來講，Epr越負(fù)越好。第二，析氫反應(yīng)的影響。析氫是使極化電流密度迅速增大，保護(hù)效益降低；析氫還可能造成對(duì)設(shè)備金屬材料的危害，如氫脆問題，以及對(duì)金屬表面涂層的破壞。陰極保護(hù)舉例:?測(cè)量陰極極化曲線，確定是否適宜采用陰極保護(hù)。?從極化曲線上確定保護(hù)電位，及相應(yīng)的保護(hù)電流密度。?計(jì)算保護(hù)度:測(cè)量極化曲線得出保護(hù)電位的大致范圍后，將試樣恒定在不同的極化電位，經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋┞稌r(shí)間，用失重法測(cè)量金屬的腐蝕速度，從而計(jì)算不同極化電位下的保護(hù)度。1

2

3

4567890.3180.55(mv.sce)-1000電

位防護(hù)技術(shù)-900試驗(yàn)時(shí)間:144小時(shí)溶液成分:FnH64滴度CNH28.8滴度Cl-100滴度試驗(yàn)溫度:常溫引自?電化學(xué)保護(hù)在化肥生產(chǎn)中的應(yīng)用?P74碳鋼在聯(lián)堿鹽析結(jié)晶器溶液中的保護(hù)參數(shù)析氫情況保護(hù)電位（

nv/sce)產(chǎn)生少量氫氣泡保護(hù)電流密度(A/m2)腐蝕速度(mm/y)保護(hù)度(%)大量析氫-

10503.20.016598.5-9500.550.027197.5-

10000-9001.271.08400.3180.017098.40.040496.3-85080.90.207防護(hù)技術(shù)一些金屬的保護(hù)電位(單位:V)（1）比表數(shù)據(jù)取自1973年8月英國標(biāo)準(zhǔn)研究所制定的陰極保護(hù)規(guī)范（2）海水指潔凈，并未稀釋的海水（3）鋁進(jìn)行陰極保護(hù)時(shí)，電位不能太負(fù)，否則會(huì)加速腐蝕，產(chǎn)生負(fù)保護(hù)效應(yīng)金屬或合金鉛-0.6-0.55-0.5+0.5銅合金~-0.5

-0.65~-0.45

-0.6~-0.4

-0.55+0.6~+0.45參

比

電

極含氧環(huán)境缺氧環(huán)境鐵

與

鋼+0.25+0.15-0.80-0.90-0.75-0.85-0.85-0.95正的極限值負(fù)的極限值鋁(3)+0.15-0.1-0.90-1.15-0.85-1.1Zn/潔凈海水-0.95-1.2Ag/AgCl/海水

(2)Ag/AgCl/

飽和KClCu/飽和CuSO防護(hù)技術(shù)＜金屬防蝕技術(shù)便覽＞幾個(gè)腐蝕體系的陽極保護(hù)參數(shù)鋼鐵的（陰極保護(hù)）

保護(hù)電流密度50%H

So碳銨生產(chǎn)碳化液25%NH

oH67%H

So400404511201506018040+0.6~

1.4-0.3~+0.9-0.8~+0.4+0.03~+0.8細(xì)菌繁殖通氣不通氣含氯化物無氯化物稀硫酸海水淡水高溫淡水高溫淡水中性土壤中性土壤中性土壤混凝土混凝土2325300左右2.6562740室溫24室溫流動(dòng)流動(dòng)氧飽和脫氣碳鋼碳鋼碳鋼不銹鋼31~0.51<0.30.001溶液Ipr(mA/m2)Ipr(mA/m2)條件Epp~Etp

(v.sce)環(huán)境環(huán)境致

(A/m2)溫度

°C條件維(A/m2)金屬防護(hù)技術(shù)電流是由犧牲陽極的溶解所提供的。犧牲陽極材料都是活潑的有色金屬,常用的有鋅、鋁、鎂。為了有效地發(fā)揮保護(hù)(3)兩種陰極保護(hù)法外加電流陰極保護(hù)所需保護(hù)電流是由直流電源(如蓄電池

、直流發(fā)電機(jī)

、整流器

等)提供的；

而犧牲陽極保護(hù)中所需保護(hù)極化率要小,特別是表面不能生成保護(hù)性的腐蝕產(chǎn)物膜,陽極溶解要均勻。作用,犧牲陽極的電位要足夠負(fù),陽極埋地管道

犧牲陽極.犧牲陽極保護(hù)法.箭頭表示電流方向防護(hù)技術(shù)直流電源.外加電流保護(hù)法.箭頭表示電流方向兩種陰極保護(hù)示意圖地面

接線盒+

-被保護(hù)設(shè)備腐蝕

介質(zhì)輔助

陽極兩種陰極保護(hù)法的比較:?犧牲陽極保護(hù)法安裝簡單，不需要直流電源，對(duì)周圍設(shè)備的干擾小。但犧牲陽極消耗大，難以調(diào)節(jié)在最佳保護(hù)電位，且提供的電流較小。?外加電流陰極保護(hù)法不消耗有色金屬，可以提供較大的保護(hù)電流，對(duì)保護(hù)效果易于進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，但需要直流電源，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)要經(jīng)常進(jìn)行檢查和管理，由于電流流過的范圍寬，可能對(duì)周圍其他金屬設(shè)備產(chǎn)生雜散電流腐蝕。?陽極保護(hù)(1)原理對(duì)具有活態(tài)—鈍態(tài)轉(zhuǎn)變而不能自鈍化的腐蝕體系,通過陽極極化電流,使金屬的電位正移到穩(wěn)定鈍化區(qū)內(nèi),金屬的腐蝕速度就會(huì)大大降低,這種防護(hù)方法稱為陽極保護(hù)。能夠進(jìn)行陽極保護(hù)的腐蝕體系的陽

極極化曲線及保護(hù)參數(shù)i維

i致

iEEtpEpp陽極保護(hù)的實(shí)現(xiàn)必須具備兩個(gè)條件:第一腐蝕體系的陽極極化曲線上存在鈍化區(qū)，即在陽極極化時(shí)金屬能夠鈍化。第二陽極極化時(shí)金屬的電位要正移到鈍化區(qū)內(nèi)，否則金屬的腐蝕速度不僅不會(huì)減小反而會(huì)增大(稱為電解腐蝕)。(2)保護(hù)參數(shù)致鈍電流密度i致:為使金屬鈍化所需的外加陽極極化電流密度。維鈍電流密度i維:鈍化區(qū)所對(duì)應(yīng)的陽極極化電流密度。i維用于維持金屬的鈍態(tài)，在陽極保護(hù)中反映日常的電耗和鈍化后金屬的腐蝕速度。i維越小，陽極保護(hù)的效果越好。維鈍區(qū)電位范圍Epp～Etp:反映金屬鈍態(tài)的穩(wěn)定程度，鈍化區(qū)電位范圍越寬，說明金屬鈍化后不容易活化或過鈍化。＜金屬防蝕技術(shù)便覽＞幾個(gè)腐蝕體系的陽極保護(hù)參數(shù)鋼鐵的（陰極保護(hù)）

保護(hù)電流密度50%H2SO4碳銨生產(chǎn)碳化液25%NH4OH67%H2SO4400404511201506018040+0.6~

1.4-0.3~+0.9-0.8~+0.4+0.03~+0.8細(xì)菌繁殖通氣不通氣含氯化物無氯化物稀硫酸海水淡水高溫淡水高溫淡水中性土壤中性土壤中性土壤混凝土混凝土2325300左右2.6562740室溫24室溫流動(dòng)流動(dòng)氧飽和脫氣31~0.51<0.30.001碳鋼碳鋼碳鋼不銹鋼溶液Ipr(mA/m2)Ipr(mA/m2)條件Epp~Etp

(V,SCE)環(huán)境環(huán)境致

(A/m2)溫度

°C條件維(A/m2)金屬防護(hù)技術(shù)?

電化學(xué)保護(hù)中的輔助電極系統(tǒng)(1)輔助電極材料外加電流陰極保護(hù)和陽極保護(hù)需要有輔助

電極構(gòu)成電流回路

。輔助電極的作用是●●外加電流陰極保護(hù)中的輔助陽極材料●●陽極保護(hù)中的輔助陰極材料蝕性、機(jī)械性能,加工性能和經(jīng)濟(jì)性能。能通過較大的極化電流密度,有足夠的耐通電,故輔助電極材料必須導(dǎo)電良好,

輔助陽極材料的性能

陽極材料使用環(huán)境容許電流密度(A/dm2)消耗率Kg/Ay碳鋼鑄鐵鋁硅鑄鐵硅鑄鐵石墨石墨磁性氧化鐵磁性氧化鐵水中

、土中水中

、土中淡水海水淡水

、土中海水淡水海水土中——0.10.50.10.10.0254.00.192~9~2.4

4~0.3

1~0.05

0.20.

160.04約0.

1約0.

1防護(hù)技術(shù)（2）電流分散能力和輔助電極系統(tǒng)設(shè)計(jì)●●電流分散能力極化電流均勻地分散到被保護(hù)設(shè)備表面上的能力叫電流分散能力。分散能力越好,被保護(hù)設(shè)備表面上的極化電位越均勻,保護(hù)效果越好。*實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,各部件之間還存在著對(duì)極化電流的屏蔽作用。*改善極化電流分布的均勻性。(b)

管束間實(shí)施保護(hù)?有突出部分結(jié)構(gòu)引自?電化學(xué)保護(hù)在化肥生產(chǎn)中的應(yīng)用?P83.84陰極保護(hù)中電流遮蔽作用的例(a)對(duì)管內(nèi)壁保護(hù)-

+-

+防護(hù)技術(shù)-

+碳化塔冷卻水箱陽極保護(hù)電流分散能力的模擬測(cè)定引自?電化學(xué)保護(hù)在化肥生產(chǎn)中的應(yīng)用?甘汞電極輔助陰極-+輔助陰極橫斷面氨水槽整流器防護(hù)技術(shù)水箱●●輔助電極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先是要確定輔助電極的數(shù)量和位置。為了減小輔助電極到設(shè)備表面各部位的距離差異,輔助電極的布置是十分重要的。在設(shè)備形狀較復(fù)雜,或不利于電流分布時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加輔助電極的數(shù)目。●●輔助電極的安裝輔助電極安裝的基本要求是:牢固。不能因機(jī)械振動(dòng)，流體沖擊等原因而損壞或脫落。絕緣。輔助電極與被保護(hù)設(shè)備之間要嚴(yán)格絕緣，不能造成短路。導(dǎo)電。輔助電極與連接導(dǎo)線之間要導(dǎo)電良好，不能形成大的電阻。密封。對(duì)于密封設(shè)備，輔助電極或?qū)Ь€穿出設(shè)備的部位要按密封和絕緣的要求設(shè)計(jì)。絕緣板絕緣套角鋼陰極棒陰極圈陰極的支承和絕緣陰極角鋼絕緣

瓷瓶防護(hù)技術(shù)塔壁塔壁角鋼塔壁絕緣套管陰極圈陰極引出棒的安裝和絕緣法蘭絕緣墊鋁母排固定盤接管級(jí)極引出棒防護(hù)技術(shù)●●直流電源和控制方式直流電源可選用蓄電池，整流器，直流發(fā)電機(jī)，而以整流器應(yīng)用最多。(1)參比電極在用恒電位儀作直流電源時(shí)，參比電極更是必不可少的。對(duì)參比電極的基本要求是:電位穩(wěn)定；不容易極化；安裝方便，使用可靠?？刂品绞?1)控制電流法:以極化電流作為控制對(duì)象。這種方法是粗略的，很難保證設(shè)備處于最佳保護(hù)電位。優(yōu)點(diǎn)是簡單，投資少。(2)控制電位法:以被保護(hù)設(shè)備的電位作為控制對(duì)象。這種方法是基本的，應(yīng)用最多。(3)控制槽壓法:以槽壓為控制對(duì)象，不需要參比電極。(4)間歇極化法:按一定的時(shí)間間隔間歇的通入極化電流，主要用于陽極保護(hù)。因?yàn)榍袛鄻O化電流后，雖然金屬電位會(huì)衰減，但在一段時(shí)間內(nèi)仍處于鈍化區(qū)，不會(huì)立即活化。●●犧牲陽極法陰極保護(hù)犧牲陽極的性能（1）電位要足夠負(fù)（2）陽極溶解性能好（3）理論發(fā)生電量大（4）實(shí)際發(fā)生電量和電流效率實(shí)際發(fā)生電量總是小于理論發(fā)生電量,所占百分比稱為電流效率。 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 三類犧牲陽極的電化學(xué)性能(環(huán)境:海水) 防護(hù)技術(shù)只能用于電解質(zhì)溶液的連續(xù)液相部分；

所需極化電流必須符合經(jīng)濟(jì)要求；

設(shè)備結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。1、陰極極化時(shí):金屬腐蝕傾向減小，到達(dá)穩(wěn)定區(qū)則金屬不會(huì)腐蝕，故原理上適用于一切腐蝕體系。1、本質(zhì)上的差別:陽極極化時(shí)金屬腐蝕傾向增大，才只適用于能陽極鈍化的體系。6、析氫可能造成設(shè)備材料的鼓泡或脆性,對(duì)加壓和高強(qiáng)材料危險(xiǎn)。7、可能造成兩性金屬腐蝕增加,加速涂料破壞,有利Ca2+.Mg2+沉積2、不會(huì)產(chǎn)生電解腐蝕,保護(hù)電流和設(shè)備腐蝕速度沒有直接關(guān)系。6

、設(shè)備不會(huì)造成氫損害7防護(hù)技術(shù)

陽極保護(hù)和陰極保護(hù)的比較4、極化電流變化不大,投資費(fèi)用較低,而日常操作費(fèi)用較陽極保護(hù)高。5、多用于弱和中等程度腐蝕環(huán)境,（特別是氧擴(kuò)散控制體系）2

、鈍化前要經(jīng)過電解腐蝕階段維鈍電流密度對(duì)應(yīng)于保護(hù)下的腐蝕速度不

同4、致鈍電流大,而維鈍電流小,投資費(fèi)用高,日常操作費(fèi)用低。5

、強(qiáng)氧化性介質(zhì)中保護(hù)效果好陰

極

保

護(hù)陽

極

保

護(hù)3

、控制電位要求低3

、控制電位要求高相同●●電化學(xué)保護(hù)應(yīng)用實(shí)例1碳銨生產(chǎn)中碳化塔的陽極保護(hù)電化學(xué)保護(hù)在化肥生產(chǎn)中的應(yīng)用:14~604黃浦江上游引水過江鋼管的外加電流陰極保護(hù)腐蝕與防護(hù)，1990，11（3）:1523不銹鋼濃硫酸換熱器的陽極保護(hù)研究化工機(jī)械，1987，14（5）:4052長征輪外加電流陰極保護(hù)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用腐蝕與防護(hù)，1980，（3）:31TQ150.1/74458用固體電解質(zhì)涂料對(duì)貯油罐外底實(shí)施外加電流陰極保護(hù)中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，1992，12（2）:1495φ1.8米海水輸送管內(nèi)壁恒電位陰極保護(hù)腐蝕與防護(hù)，1982，3（2）:416陰極保護(hù)在我廠輸油管道上的應(yīng)用化工腐蝕與防護(hù)，1986，（4）:227氨水罐群循環(huán)極化法陽極保護(hù)化工機(jī)械，1983，（1）:4910陰極保護(hù)防止堿液蒸發(fā)鍋應(yīng)力腐蝕破裂化工機(jī)械，1975，（4）:6111鎂合金犧牲陽極對(duì)貯水式家用電熱水器的陰極保護(hù)腐蝕與防護(hù)，1999，20（2）:7812廠區(qū)埋地鋼管外加電流陰極保護(hù)材料保護(hù)，1995，28（10）:2713陰極保護(hù)技術(shù)在地下輸水管道上的應(yīng)用黑龍江石油化工，1998，（3）:3214臺(tái)洲海輪海水壓載艙的犧牲陽極法陰極保護(hù)中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，1998，18（4）:29715陜京輸氣管道外防腐設(shè)計(jì)天然氣工業(yè)，1998，18（1）:6916港工設(shè)施犧牲陽極保護(hù)的設(shè)計(jì)和安裝17陰極保護(hù)在城市煤氣管道上的應(yīng)用18海水熱交換器應(yīng)用犧牲陽極保護(hù)技術(shù)的探討19船體陰極保護(hù)參數(shù)的探討20陰極保護(hù)技術(shù)在原油儲(chǔ)罐上的應(yīng)用石油化工腐蝕與防護(hù)，1996，13（4）:24文獻(xiàn)摘要內(nèi)容：1體系的構(gòu)成，設(shè)備的材質(zhì)，溶液組成2為什么能采用陽極保護(hù)或陰極保護(hù)？3保護(hù)參數(shù)4輔助電極、參比電極的設(shè)計(jì)5保護(hù)效果電位10008006004002000-200-400-600-800-

10001.NH

OH

溶液2.NH

HCO

溶液1

2

33.碳化工作液40?口口陰極棒」

冷卻水箱

-1

01

2碳化塔陽極保護(hù)Lgi(A/M2)

碳銨生產(chǎn)裝置中陰極母排接電源

正極接電源

負(fù)極塔底陰

極筐陰極框

架支撐陰極引出棒陰極

框架

塔體防護(hù)技術(shù)3.853.443.02.62.2.硫酸亞1

電極)1.41.00.60.23-0.2-0.6-

1.01.室溫2.100c3.200c4.250c5.300c145-2

-

1

0

1

2

3Lgi(A/m2)SO發(fā)生器陽極保護(hù)防護(hù)技術(shù)2--陰極1Cr1321m2參+1

2

3

4氨水罐群循環(huán)極化法陽極保護(hù)示意引自＜化工機(jī)械＞1983

No.P54參比電極:Pb氨水成分:NH18-20%Co微量-2%尿素0-1.5%參周期轉(zhuǎn)換可控硅恒電位儀（循環(huán)周期8分:極化2分，斷電6分）+!3#

4#1

2

3

4參

防護(hù)技術(shù)工

作參比。輔助2#1#參++--輔助陽極:合金陽極，左右對(duì)秒，基本均勻分布，陽極間距25－28M，安裝在重戴水線到船底基線展開面的1／3處。參比電極:Ag/Agce電極，共6支，左右舷各3支，分布在兩個(gè)陽極之間，陽極屏蔽層邊緣。長征艙外加電流陰極保護(hù)＜腐蝕與防護(hù)＞1980,No3防護(hù)技術(shù)輔助陽極和參比電極分布平面圖A1R1A3

R3

AsA7R5A9A2R2A4A6R4AsA10R6船尾三貨艙行李艙二貨艙一貨艙主機(jī)艙副機(jī)艙尾軸弄船首控制室南市?水廠?6010.?南市?水廠?6010.?南市?水廠?6010.?黃浦江這

江引水鋼

管外加電

流陰極保

護(hù)陽極:石墨陽極井深度50M。第中井垂直安裝陽術(shù)8至9個(gè)，參比電極:Cu/飽和硫酸銅電極參

×

+陽極深井參比

電極過江鋼管黃浦江防護(hù)技術(shù)沉井○4直流電源貯罐外底陰極保護(hù)（固體電解質(zhì)涂層的應(yīng)用）因體電解質(zhì)涂陽極涂層瀝青砂層粗砂墊層參比電流位置石墨參比電極-

1

+v防護(hù)技術(shù)測(cè)試樁

地下輸油鋼管犧牲

1.4m

陽極保護(hù)

公路[陽極分布]防護(hù)技術(shù)輸油鋼管?529×7鎂陽極11Kg發(fā)生電流

93mA1＃陽極組2＃陽極組鎂陽極輸油管嚴(yán)重腐蝕區(qū)（長120米）[陽極埋沒]鎂陽極公路面2＃測(cè)試樁→2.4m

1＃測(cè)試樁→2.4m

2.控制環(huán)境方法(1)除去環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)除去環(huán)境中造成金屬腐蝕而與生產(chǎn)工藝過程無關(guān)的物質(zhì),可以使金屬的腐蝕速度大大降低,設(shè)備得到有效的保護(hù)。?鍋爐用水除氧熱力法化學(xué)法?調(diào)節(jié)介質(zhì)pH值?氯氣脫水?降低空氣濕度(2)緩蝕劑?緩蝕劑的定義在腐蝕環(huán)境中以適當(dāng)濃度和形式(一般是很少的量)添加某種物質(zhì),能使金屬的腐蝕速度大大降低,這種物質(zhì)就叫緩蝕劑(即腐蝕抑制劑)。*緩蝕劑可以是單組分物質(zhì),也可以是多組分的復(fù)合物質(zhì)。緩蝕劑保護(hù)方法使用方便,投資少。投入少量就可取得很好的保護(hù)效果,得到了廣泛的應(yīng)用。緩蝕率不僅與緩蝕劑的種類有關(guān),而且與緩蝕劑的加入量和使用條件密切相關(guān)。當(dāng)緩蝕劑停加以后,緩蝕率隨時(shí)間逐漸下降,最后完全喪失。這段時(shí)間稱為緩蝕劑的后效時(shí)間,表示緩蝕劑保護(hù)作用的持久性。?緩蝕劑的性能緩蝕劑的保護(hù)效果用緩蝕(效)率表示

。緩蝕率是加入緩蝕劑后金屬腐蝕速度減小的百分?jǐn)?shù)?緩蝕劑的分類按化學(xué)組成,可分為無機(jī)緩蝕劑,有機(jī)緩蝕劑。按保護(hù)金屬種類,可分為鋼鐵緩蝕劑,鋁及鋁合金緩蝕劑等。按溶解性能,可分為油溶性緩蝕劑,水溶性緩蝕劑等。按溶液pH值,可分為中性介質(zhì)緩蝕劑,酸性介質(zhì)緩蝕劑等E陰極型lg

iE

混合型

lg

i陰極型不同為型緩蝕劑對(duì)實(shí)驗(yàn)極化曲線的影響鈍化型緩蝕劑lg

ilg

iE按照電化學(xué)理論

:緩蝕劑分為陽極型(主要抑制陽極反應(yīng))、

陰極型(主要抑制陰極反應(yīng))、混合型(對(duì)陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都有抑制作用)三類。按照保護(hù)膜的性質(zhì)可將緩蝕劑分為氧化膜型(緩蝕劑與金屬反應(yīng)生成氧化物膜)

、沉淀膜型(緩蝕劑與溶液中某些物質(zhì)反應(yīng)生成沉淀膜)

、

吸附膜型(緩蝕劑吸附在金屬表面形成保護(hù)膜)。陰極極化率率Pa都增大I

’cor

Icor

I土壤[混合極型緩蝕劑]緩蝕劑緩蝕劑對(duì)電極反應(yīng)的作用在酸性介質(zhì)中保護(hù)效果好,要求金屬表面潔凈厚而多釓,與金屬結(jié)合較差,保護(hù)效果不好,可能造成結(jié)據(jù)問題陽極極化率

Pa增大膜的保護(hù)性能薄而至密,與金屬結(jié)合牢固,保護(hù)效果好I

’cor

Icor

I[陰極型緩蝕劑]I

’cor

Icor

I[陽極型緩蝕劑]保護(hù)膜示意圖吸附膜型沉淀膜型三種緩蝕劑保護(hù)膜緩蝕劑類型氧化膜型陰極極率Pc

增大EcorE

’co

rEcorE

’co

rEcorE

’co

rPc陽極極化EEE?幾類常用的緩蝕劑(1)鈍化劑鈍化劑屬于陽極型緩蝕劑,能促使金屬表面轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài),生成保護(hù)性的氧化物膜,使金屬腐蝕速度大大降低。鈍化劑本身就具有氧化性,如鉻酸鹽、亞硝酸鹽,氧也是一種鈍化劑。鈍化劑的緩蝕率很高,但用量必須足夠。如果加入劑量不足,可能導(dǎo)致腐蝕加速或發(fā)生孔蝕,評(píng)價(jià)鈍化劑性能的一個(gè)重要指標(biāo)是“臨界致鈍濃度”,即在給定體系中使金屬鈍化所需的鈍化劑最低濃度。臨界致鈍濃度愈小,鈍化劑性能愈好。[抑制陽極反應(yīng)][促進(jìn)陰極反應(yīng)]鈍化劑的作用機(jī)理

陰極極化曲線

向右上方移動(dòng)陽極極化曲線

向左下方移動(dòng)lg

ilg

iEE1.濃氨水2.濃氨水＋0.5克鉬酸銨3.濃氨水＋1.0克鉬酸銨4.濃氨水＋1.5克鉬酸銨3

4

212.04.06.08.01.0電流（MA）鉬酸銨對(duì)碳鋼在碳化液中陽極行為的影響引自＜催化電化＞1973.NO1P14緩蝕劑電＋1200位+800+4000-

400-

800-

1200泡、氫脆等),而且大都有毒,所以酸溶液中已很少使用。有些陰極型緩蝕劑能夠在腐蝕電池的陰極區(qū)形成沉淀膜,使陰極區(qū)面積減小,陰極極化增強(qiáng)。如Zn2+(常使用ZnSO4)。(2)

陰極型緩蝕劑陰極型緩蝕劑的作用在于增大腐蝕電池的陰極極有的陰極型緩蝕劑能減小氫離子還原反應(yīng)的交換電流密度,使析氫反應(yīng)變得困難。如硫化物、砷化,使陰極反應(yīng)速度降低,從而減小金屬的腐蝕?；锏?/p>

。這類化合物可能導(dǎo)致金屬的氫損傷(氫鼓（3）沉淀型緩蝕劑指通過金屬表面形成沉淀膜來發(fā)揮作用的一類緩蝕劑。在沉淀型緩蝕劑中,聚磷酸鹽是重要的一類。目前應(yīng)用較多的三聚磷酸鈉(Na5P3O10)、六偏磷酸鈉(Na6P6O18)。沉淀型緩蝕劑常稱為“安全緩蝕劑”,用量不足不會(huì)增加金屬的腐蝕。沉淀型緩蝕劑的保護(hù)效果一般不如鈍化劑。另外,有可能造成熱交換器表面結(jié)垢,影響傳熱。等溫吸附關(guān)系曲線體系:20#碳鋼－INHCE緩蝕劑:那可汀(四氫異喹啉類生物堿)Lg

(Q/1-Q)210聚磷酸鹽緩蝕效

果與水中鈣濃度的關(guān)系Ka=2.24

10吸附自由焓?

Ga=-35.4KT/mol緩蝕劑腐蝕

速

度

mdd0

50

100

150200鈣濃度（ppm)80604020吸附平衡常數(shù)-

1

-5-3lg

c-4（4）有機(jī)緩蝕劑有機(jī)緩蝕劑的緩蝕作用大多是通過在金屬表面形成吸附膜來實(shí)現(xiàn)。有機(jī)緩蝕劑大多含氮或硫,或者二者都有如硫醇、硫醚、胺類和有機(jī)胺的鹽類、硫脲及其衍生物等。吸附型緩蝕劑在金屬表面形成的吸附膜模型移動(dòng)障礙

。。?！?/p>

。。。。?！稹?。

能量障礙疏水基親水基吸附作用吸附在金屬表面上,改變了金屬表面的電荷狀態(tài)和界面性質(zhì),使能量狀態(tài)穩(wěn)定化,從而降低了腐蝕反應(yīng)傾向(能量障礙)。同時(shí),非極性基團(tuán)形成一層疏水性的保護(hù)膜,阻礙腐蝕性物質(zhì)向金屬表面移動(dòng)(移動(dòng)障礙)。吸附膜的緩蝕作用機(jī)制:有機(jī)緩蝕劑都含有極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)。前者是親水性的，后者是疏水性的(或親油性的)。極性基團(tuán)通過物理吸附或化學(xué)●●物理吸附以靜電引力為主與金屬表面帶電狀態(tài)密切相關(guān)。零電荷電位(用Eq=0表示):指金屬表面無剩余電荷時(shí)的電位。當(dāng)Ecor>Eq=0則金屬表面帶過剩正電荷；當(dāng)Ecor<Eq=0則帶過剩負(fù)電荷。為了促進(jìn)物理吸附，可采取改變金屬表面帶電狀態(tài)的辦法。如添加Cl-?！瘛窕瘜W(xué)吸附是指緩蝕劑分子中極性基團(tuán)中心原子的未共用電子對(duì)和金屬形成配價(jià)鍵而引起吸附。電極

材料

電解質(zhì)溶液電極

材料

零電荷

電位AgC(石墨)C(活性)CdCoCrCuFe0.1NKO0.01NNa

SO0.05N

NaClINH

SO

+INNa

SO0.001NKCL0.1NHO

+0.02NNa

SO0.1NNaOH0.02NNa

SO0.1NHSC

+0.002NNa

SO-0.05-0.70-0.07-0.0-0.2-0.90-0.33-0.45-0.02-0.29HgNiPbPboPt(光亮)Pt(鉑墨)TeTlTl(Hg)0.01NNaF0.001NHCl0.001NKCl0.01N

HClO0.1NH

SO

+INNa

SO0.01NHSO

+INNa

SOINH

SO0.001NKClINNa

SOINNa

SO-0.192-0.06-0.691.800.270.4-1.00.61-0.80-0.65緩蝕劑電極系統(tǒng)的零電荷電位（伏,SHE,室溫）電解質(zhì)溶液零電荷電位0

1NH

l+INKCl0

600

63G緩蝕機(jī)理主要有兩種類型:●●幾何復(fù)蓋效應(yīng):指吸附膜將金屬表面與酸溶液隔離開，在覆蓋了緩蝕劑吸附膜的金屬表面部分，電極反應(yīng)不能進(jìn)行；而未覆蓋表面部分電極反應(yīng)按原來的歷程進(jìn)行?！瘛褙?fù)催化效應(yīng):指緩蝕劑覆蓋了金屬表面的活性位置，使電極反應(yīng)的活化能位壘升高，電極反應(yīng)速度降低。○

未加緩蝕劑加1％壬撐亞胺緩蝕劑電－200位-

300-

400-

500-

600-

700-

80010

199.9%

Fe絲在6N

HCl

(30c)中的極化曲線根據(jù)Hackermall等,轉(zhuǎn)引自?Corrosion

lu

hibitors?P15電流密度(A/cm2)10

210

310

10

10

（5）氣相緩蝕劑(VPI)氣相緩蝕劑主要用于減輕金屬設(shè)備和部件的大氣腐蝕。其作用機(jī)理是汽化以后,和空氣中的濕氣一起凝結(jié)在金屬表面,形成液膜。為了使氣相緩蝕劑能有效發(fā)揮作用,使用空間應(yīng)當(dāng)是封閉的,如包裝箱、倉庫。氣相緩蝕劑應(yīng)當(dāng)有比較大的蒸汽壓,容易揮發(fā)充滿金屬設(shè)備所在空間。?緩蝕劑的協(xié)同效應(yīng)幾種物質(zhì)分別單獨(dú)加入介質(zhì)中時(shí)效果不大,甚至沒有緩蝕作用,而將它們按某種配方復(fù)合加入,則可能產(chǎn)生很高的緩蝕效率。這種現(xiàn)象稱為緩蝕劑的協(xié)同效應(yīng)(或協(xié)同作用)。相反,復(fù)合加入時(shí)緩蝕效果反而降低,稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)。協(xié)同效應(yīng)不是簡單的加和,而是相互促進(jìn)。利用緩蝕劑的協(xié)同效應(yīng)已經(jīng)開發(fā)出許多高效的復(fù)合緩蝕劑,今后仍然是緩蝕劑發(fā)展的方向之一。失

試驗(yàn)條件:鋼，氧飽和循環(huán)冷卻水(ph=6.5,35°c)5天，未加緩蝕劑時(shí)腐蝕速度189mdd根據(jù)Hatch,引自?CorrosionInhibitors?P138重鉻

酸鈉

和鋅

墁的

比例

對(duì)復(fù)

合緩

蝕劑

緩蝕

效果

的影響重150·腐蝕速100-度mdd50100

50

050重鉻酸鈉%0

·鋅鹽%緩蝕劑1000?緩蝕劑應(yīng)用的幾個(gè)問題(1)要根據(jù)腐蝕體系的具體情況選擇有效的緩蝕劑，因?yàn)榫徫g劑的保護(hù)效果具有選擇性。(2)要通過試驗(yàn)確定緩蝕劑的最佳投效劑量和最佳使用條件。(3)緩蝕劑對(duì)生產(chǎn)過程可能不利影響:如:起泡，形成乳狀液；使銹皮疏松脫落而導(dǎo)致管線阻塞；造成新的腐蝕問題；結(jié)垢而影響傳熱，這主要指沉淀型緩蝕劑。30

°C15

c緩蝕劑重

200量損失

150Mg100500溶液7.5g/lNacl試樣面積50cm2時(shí)間21晝夜根據(jù)Patterson等,引用?金屬的緩蝕劑?P113亞硝

酸鈉

濃度

對(duì)碳

鋼在

氯化鈉溶

液中

腐蝕

速度

的影響0.050.15

0.250.35NaNO濃度克/100亳升碳鋼

－5MHCe碳鋼

－20%H

SC室溫1101001000硫化二乙二醇濃度（mM/L）0

0.20.40.6

0.8

1.01.2若丁濃度（

g/L)緩蝕劑濃度對(duì)碳鋼腐蝕速度的影響腐

20蝕速

15度g/m2

.h1105腐4蝕速

3度G/m2

.h21緩蝕劑(4)緩蝕劑對(duì)設(shè)備材質(zhì)是否會(huì)造成損害。(5)緩蝕劑的毒性和環(huán)境污染是一個(gè)重要問題。(6)在實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)中緩蝕劑的流失是造成失效的常見原因。(7)進(jìn)行緩蝕劑保護(hù)效果的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。開發(fā)高效而價(jià)廉的緩蝕劑品種。(8)為了保證緩蝕劑使用有效而經(jīng)濟(jì),應(yīng)對(duì)保護(hù)效果進(jìn)行監(jiān)測(cè),避免緩蝕劑濃度不足達(dá)不到保護(hù)效果,或者緩蝕劑加入過多造成浪費(fèi)。?緩蝕劑應(yīng)用實(shí)例(1)酸洗酸洗除銹和除垢是一種常用的金屬表面清凈處理，其原理是利用酸溶液對(duì)金屬表面銹層和垢層的溶解能力，以及析氫所產(chǎn)生的機(jī)械剝離作用。良好的酸洗液應(yīng)滿足以下要求:除銹(或除垢)速度快；對(duì)基體金屬腐蝕小。酸洗液需加入高效緩蝕劑；抑制酸霧能力強(qiáng)；不會(huì)對(duì)金屬材料機(jī)械性能造成不利影響。53.2266蒸汽壓(Pa)季銨鹽類苯胺環(huán)已酮,甲醛,炔醇烷基吡啶芐基委銨鹽,平平加碳酸環(huán)已胺三種所相緩蝕劑的蒸汽壓緩蝕劑0.003990.0532苯胺,烏格托品縮合物沒酸,苯胺,烏格托品縮合物IMC

－4川天1

－28601

－CT部分國產(chǎn)酸洗緩蝕劑0.4820.826二鄰甲苯硫脲,食鹽,淀粉,平平加苯胺,甲醛縮合物苯胺,烏格托品,硫氰化鉀,芐基吡啶釜?dú)?季銨鹽2528工讀

－3蘭4

－A溫度亞硝酸二環(huán)已胺天津若丁(新）沈

－D蘭57701苯胺,烏格托品,苯已酮咪唑啉類亞硝酸二民丙胺7801BH

－2103215.625主要成分名稱緩蝕劑(2)石油工業(yè)為了提高油、氣產(chǎn)量,需要采用酸化工藝。在高溫井中用1520%鹽酸進(jìn)行酸化壓裂施工,緩蝕劑的保護(hù)性能是關(guān)鍵。(3)循環(huán)冷卻水(4)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)(5)機(jī)器、設(shè)備、部件防銹(6)化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用?合成氨裝置脫碳系統(tǒng)。?尿素合成塔。3.覆蓋層保護(hù)?覆蓋層保護(hù)的特點(diǎn)(1)基底材料和覆層材料組成復(fù)合材料，可以充分發(fā)揮基底材料和覆層材料的優(yōu)點(diǎn)，滿足耐蝕性，物理、機(jī)械和加工性能，以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)多方面的需要。(2)覆蓋層的保護(hù)效果和使用壽命取決于三個(gè)方面的因素:●●覆層材料在使用環(huán)境中的耐蝕性、強(qiáng)度、塑性和耐磨性。●●覆層的均勻性、孔隙和缺陷?！瘛窀矊优c基體金屬的結(jié)合力。**復(fù)層材料的耐蝕性不難通過合理選材來解決。使復(fù)蓋層保護(hù)達(dá)不到要求保護(hù)效果的主要原因是覆蓋層不連續(xù),缺陷多,以及與基體結(jié)合差。這是覆蓋層保護(hù)應(yīng)用中必須注意解決的問題,特別是要注意施工技術(shù)的選擇和施工質(zhì)量的保證。?復(fù)蓋層保護(hù)技術(shù)的主要種類電鍍噴涂滲鍍熱浸化學(xué)鍍金屬襯里雙金屬復(fù)合板金

屬覆蓋層金屬鍍層陽極氧化化學(xué)氧化磷酸鹽處理,草酸鹽處理,

鉻酸鹽處理油漆涂料塑料涂覆搪瓷鋼襯玻璃非金屬材料襯里暫時(shí)性防銹層化

學(xué)

轉(zhuǎn)化膜非金屬覆蓋層?選擇覆蓋層保護(hù)技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的方面(1)復(fù)層材料選擇●●覆層材料在使用環(huán)境中是否有良好耐蝕性；●●覆層材料和基底材料是否相容；●●覆蓋層能否使設(shè)備的功能不受影響,如傳熱、導(dǎo)電等方面的需要能否保持。(2)覆蓋層種類的選擇(3)經(jīng)濟(jì)上是否合理?金屬覆蓋層(1)陽極性覆層在使用環(huán)境中,覆層材料的電位比基體金屬的電位負(fù),比如鐵表面上用鋅作覆層。在覆層缺陷處形成的腐蝕電池中,覆層是陽極,能夠?qū)w金屬起到陰極保護(hù)作用。陽極性覆層常用作防護(hù)性覆層。鋅腐蝕陽極性覆蓋層電解質(zhì)溶液鋅

鋼(2)陰極性覆層在使用環(huán)境中,覆層材料的電位比基體金屬的電位正,如鐵表面上覆蓋鉻、鎳。如果覆蓋層存在缺陷,將加速基體金屬的腐蝕。因此陰極性覆層必須足夠完整、無孔隙,才能取得好的保護(hù)效果。機(jī)械隔離作用。*覆層的極性不是絕對(duì)的,當(dāng)環(huán)境條件改變時(shí),覆層和基體金屬的電偶關(guān)系可能發(fā)生反轉(zhuǎn)。鋼腐蝕陰極性覆蓋層電解質(zhì)溶液鉻

鋼?各種金屬復(fù)蓋層簡介(1)電鍍電鍍的優(yōu)點(diǎn)是:鍍層金屬純度高，分布均勻，與基體金屬結(jié)合牢固。鍍層具有較高硬度和耐磨性能。為獲得同樣保護(hù)效果所需要的覆層金屬最少。鍍層厚度容易控制,一般在常溫下進(jìn)行，電鍍適應(yīng)范圍很寬,從正電性金屬到負(fù)電性金屬，從低熔點(diǎn)金屬到高熔點(diǎn)金屬，從高純金屬到合金，都可以進(jìn)行電鍍。 ________________陰極(工件) 陰極反應(yīng): Zn2++2e=Zn含Zn2+電鍍液電鍍鋅原理陽極(Zn)陽極反應(yīng):Zn=Zn2++2e直流電源-

+件特別有利。噴涂工藝和設(shè)備比較簡單，移動(dòng)方便，不管設(shè)備和部件的形狀和尺寸，都可按需要得到良好的噴涂層。缺點(diǎn):涂層結(jié)構(gòu)不強(qiáng)，不能形成合金或焊住。質(zhì)點(diǎn)的重迭堆砌使噴涂層存在很大孔隙率,這對(duì)防護(hù)效果不利,需要采取封閉措施。(2)噴涂(亦稱噴鍍)優(yōu)點(diǎn):鍍層厚度不受限制，對(duì)修復(fù)較長工b

c

b

a

.金屬絲.燃料氣和氧進(jìn)口

.壓縮空氣進(jìn)口[火焰噴涂].金屬絲.壓縮空氣進(jìn)口[電弧噴涂].粉末材料進(jìn)口.工作氣體進(jìn)口[等離子弧噴涂]三種熱噴涂原理及噴槍結(jié)構(gòu)示意陰極

陽極cb火焰電弧a(3)滲鍍（表面合金化或化學(xué)熱處理）滲鍍層和基體金屬之間是通過形成合金結(jié)合起來(冶金結(jié)合),因此不會(huì)因熱膨脹劇烈機(jī)械變形等原因而脫落。經(jīng)過滲鍍處理的部件,其尺寸幾乎沒有改變。常用的滲鍍金屬有鋁、鉻,以及非金屬元素硅、硼。鋼鐵經(jīng)過滲鋁,滲硅,滲鉻,以及二元或三元共滲,抗高溫氧化和高溫氣體腐蝕的能力大大提高。將電鍍層,噴涂層,熱浸層進(jìn)行加熱擴(kuò)散,得到滲鍍層,是滲鍍工藝發(fā)展方向之一。噴鋁層

基體金屬基體

金屬噴鋁層(左)和擴(kuò)散滲鋁層(右)

剖面示意Al2O3

保護(hù)膜鋁鐵化合物(4)熱浸將工件浸入熔融的液態(tài)鍍層金屬中，經(jīng)短時(shí)間取出，便形成金屬覆層。這種施工方法最古老，簡單，但難以控制覆層厚度，操作時(shí)金屬損耗也大。使用熱浸法的條件是:基體金屬與覆層金屬之間能生成化合物或固溶體，才能具有足夠的結(jié)合力且不起皮脫落。一般用于鋼鐵管、板、帶、絲的鍍鋅、錫、鋁、鉛錫合金等，。(5)化學(xué)鍍(也有稱為“無電解鍍”)化學(xué)鍍鎳層與電鍍硬鉻層相比,硬度和耐磨性能相近,但化學(xué)鍍不需要電源,無電鍍硬鉻層中出現(xiàn)的脆性和網(wǎng)狀裂紋,而且比電鍍鎳層孔隙率低,化學(xué)穩(wěn)定性高。近年來又開發(fā)了脈沖化學(xué)鍍,進(jìn)行化學(xué)鍍時(shí)迭加脈沖電流,可使鍍層更致密,更光亮,組織均勻,結(jié)合牢固,因而較薄鍍層就能達(dá)到較厚的普通化學(xué)鍍層相同的技術(shù)指標(biāo)。(6)真空鍍（又叫物理氣相沉積(PVD)）真空蒸鍍,用電加熱使鍍層金屬揮發(fā),蒸汽以原子或分子形式沉積于被鍍工件上,形成很薄的(50~100nm)覆膜。陰極濺射利用高能離子或中性原子來轟擊金屬,使金屬原子飛出,沉積在基體材料表面形成保護(hù)膜；離子鍍是在高真空中使蒸發(fā)出來的鍍層原子離子化,在電場(chǎng)作用下沉積于工件表面形成保護(hù)膜?；?/p>

1

5kV[陰極濺射]真空度10-

3

10-

2托[真空蒸鍍]真空度510-

4

托[離子鍍]

真空度1托三種真空鍍?cè)韴D基板加熱器5

10-

41

5kV基板基板r(7)金屬襯里在碳鋼或低合金鋼設(shè)備內(nèi)部襯上耐蝕金屬薄板,既可滿足設(shè)備耐蝕性能方面的要求,又可節(jié)省耐蝕金屬材料,克服襯層金屬強(qiáng)度不足的缺點(diǎn),常用的襯里金屬有不銹鋼、鋁、鉛、鈦。局部固定法包括焊接(塞孔焊,條焊,熔透焊等)和局部爆炸。整體松襯法是將襯里殼體焊接好,經(jīng)檢驗(yàn)合格后放入外殼內(nèi)。這種方法的缺陷是外殼和襯里層之間存在間隙,影響承壓和傳熱。在整體襯里后進(jìn)行熱膨脹或爆炸,可以清除殼體與襯里層的間隙。襯里層焊接的兩種形式對(duì)接焊加蓋板覆層

基材搭接焊鋁板炸藥外殼封頭爆炸襯鋁示意

橡皮板(8)雙金屬復(fù)合板(包復(fù))將兩種不同金屬板材迭合,制成復(fù)合板。碳鋼(或低合金鋼)—不銹鋼復(fù)合板(簡稱不銹復(fù)合鋼板)主要用熱軋法制造,覆層不銹鋼板厚度通常為1.5~3.5毫米,是復(fù)合板厚度的15~20%,能大大節(jié)省不銹鋼。碳鋼—鈦復(fù)合板主要用爆炸復(fù)合。覆層厚度通常為2~3毫米。?覆層金屬和覆蓋方法的選擇對(duì)覆層金屬的選擇,主要考慮能否在預(yù)定使用的環(huán)境中有良好的耐蝕性。其次應(yīng)對(duì)于覆蓋方法的選擇主要考慮需要的覆層厚度,對(duì)覆層孔隙率的要求,以及覆以及設(shè)備對(duì)覆層金屬提出的物理,機(jī)械性能方面的要求

。還應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。考慮覆層金屬與基體金屬的電偶關(guān)系,層施工能否適應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和尺寸。?化學(xué)轉(zhuǎn)化膜將金屬部件置于選定的介質(zhì)條件下，使表層金屬和介質(zhì)中的陰離子反應(yīng)，生成附著牢固的穩(wěn)定化合物。這樣得到的保護(hù)性覆蓋層叫做化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。其反應(yīng)一般式可寫成mM+nAZ-=MmAn+nze形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的方法有兩類:一類是電化學(xué)方法，稱為陽極氧化或陽極化。另一類是化學(xué)方法，包括化學(xué)氧化，磷酸鹽處理，鉻酸鹽處理，草酸鹽處理。?鋁的陽極(氧)化鋁是易鈍化金屬，表面有天然氧化物膜，但只有0.02~0.14微米厚，經(jīng)陽極化處理可使氧化膜增厚至20~30微米，這層氧化膜與基體金屬結(jié)合十分牢固，具有很好的保護(hù)性能。鋁陽極化生成的氧化膜包括密膜層和孔膜層。密膜層(阻擋層)厚度很小，孔膜層存在大量孔隙(每平方厘米上億個(gè))，因此可以著色處理，獲得裝飾性外觀。著色方法主要有:染料著色和電解著色?？啄用苣?/p>

鋁鋁的陽極化膜結(jié)構(gòu)示意[未封閉][已封閉]水合氧化鋁膜孔?封閉處理不管是著色或不著色的陽極化膜都需要進(jìn)行封閉，使孔閉合以提高膜的保護(hù)性能和保持著色效果。封閉的方法有:蒸汽封閉、熱水封閉(90~100C)，鎳鹽和鈷鹽溶液封閉、重鉻酸鹽溶液封閉等。?鋼鐵的化學(xué)氧化將鋼鐵部件放入選定的溶液中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一層致密的氧化物膜這種方法在工廠中叫做“發(fā)蘭”或“煮黑”。鋼鐵的化學(xué)氧化有堿性法和酸性法，堿性