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1、精确选材和设计
理解不同材料的耐蚀性能,精确地、合理地选择防堕落材料是最行之有效的方法。众所周知,材料的品种很多,不同材料在不同环境中的堕落速率也不同,选材职员应该针对某一特定环境选择堕落率低、价格较便宜、物理力学性能等知足设计哀求的材料,以便设备得到经济、合理的利用寿命。
2、调度环境
如果能肃清环境中引起堕落的各种成分,堕落就会终止或减缓,但是多数环境是无法掌握的,如大气和土壤中的水分,海水中的氧等都不可能撤除,且化工生产流程也不可能随意变动。但是有些局部环境是可以被调度的,如锅炉进水先去除氧(加入脱氧剂亚硫酸钠和肼等),可保护锅炉免遭堕落;又如空气进入密闭的仓库前先出去水分,也可避免贮存的金属部件生锈;为了防止冷却水对换热器和其他设备造成结垢和穿孔,可在水中加入碱或酸以调节PH值至最佳范围(靠近中性);炼油工艺中常加碱或氨使生产流体保持中性或碱性。温度过高时,可在器壁冷却降温,或在设备内壁砌衬耐火砖隔热,等。这些都是改变环境且不影响产品和工艺的条件下采取的方法,在许可的条件下,建议工艺中选用缓和的介质代替强堕落介质。
3、加入缓蚀剂
常日,在堕落环境中加入少量缓蚀剂就可以大大减缓金属的堕落,我们一样平常将它分为无机、有机和气相缓蚀剂三类,其缓蚀机理也各不相同。
3.1)无机缓蚀剂
有些缓蚀剂会使阳极过程变慢,称之为阳极型缓蚀剂,它包括促进阳极钝化的氧化剂(铬酸盐、亚硝酸盐、铁离子等)或阳极成膜剂(碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等),它们紧张在阳极区域反应,促进阳极极化。一样平常阳极缓蚀剂会在阳极表面天生保护膜,这种情形下的缓蚀效果较好,但也存在一定风险,由于如果剂量不充足,会造成保护膜不完全,膜毛病处暴露的裸金属面积小,阳极电流密度大,更随意马虎发生穿孔。另一类缓蚀剂是在阴极反应,如钙离子、锌离子、镁离子、铜离子、锰离子等与阴极产生氢氧根离子,形成不溶性的氢氧化物,以厚膜形态覆盖在阴极表面,因而阻滞氧扩散到阴极,增大浓差极化。除此之外,也有同时阻滞阳极和阴极的稠浊型缓蚀剂,但加入量一样平常都须要先通过试验才可确定。
3.2)有机缓蚀剂
有机缓蚀剂是吸附型的,吸附在金属表面,形成几个分子厚的不可视膜,可同时阻滞阳极和阴极反应,但对二者的影响力稍有不同。常用无机缓蚀剂有含氮、含硫、含氧及含磷的有机化合物,其吸附类型随有机物分子构型的不同可分为静电吸附、化学吸附及键(不定位电子)吸附。有机缓蚀剂的发展很快,用场十分广泛,但是利用它同时也会产生一些缺陷,如污染产品,特殊是食品类,缓蚀剂可能对生产流程的这一部分有利,但进入另一部分则变为有害物质,也有可能会阻抑须要的反应,如酸洗时使去膜速度过缓,等。
3.3)气相缓蚀剂
这类缓蚀剂是挥发性很高的物质,含有缓蚀基团,一样平常用来保护贮藏和运输中的金属零部件,以固体形态运用居多。它的蒸汽被大气中的水分解出有效的缓蚀基团,吸附在金属表面,达到减缓堕落的目的。其余,它也是一种吸附性缓蚀剂,被保护的金属表面不须要除锈处理。
4、阴极保护
阴极保护是依赖外加直流电流或捐躯阳极,使被保护金属成为阴极,从而减轻或肃清金属的堕落的方法。由于在运用阴极保护之前,大多数产生堕落的金属构造上都存在着阴极区和阳极区,如果能把所有的阳极区都变成阴极区,全体金属构件变成阴极,也就达到了肃清堕落的目的。对付一个详细的工程,在选择阴极保护系统之前,应考虑的问题很多:
4.1)所需总保护电流
进行阴极保护,必须知道所需的总电流。这可用临时的试验装置来测定电流的须要量。若所须要的保护电流不大(小于1.5~2A),最好选用捐躯阳极保护,如果所需保护电流较大,采取外加电流保护比较经济。
4.2)环境的变革
在透气性较差的土壤中,金属相对随意马虎极化,若在氧随意马虎到达构造表面的土壤中,构造要极化须要较大的电流。其余,土壤电阻率最低的地方是最适宜于安装四声阳极或外加电流系统的阳极。水的运动有显著的浸染,若水静止,保护电流可取较小值。相反,湍流的水能冲刷构造表面,因此须要极强的机器去极化浸染。
4.3)电的屏蔽
对间距小、构造繁芜,且进行阴极保护的构件,很随意马虎发生电的屏蔽浸染。从远处阴极保护电源来的电流,很随意马虎被外层构件所接管,只有少量电流能达到内层构件中,于是外层构件就形成了一种电的屏蔽。此时,阴极的数量和配置应只管即便做到与被保护构造的各部位间隔大致相等,使电流的分散更加均匀。
4.4)经济成分
利用阴极保护时,应考虑阴极保护在经济上是否合算。如果阴极保护是办理堕落问题的经济办法,那么选择的阴极保护系统该当是本钱最低的,且个中须要考虑设计和安装本钱、电源本钱以及系统掩护的本钱。
4.5)保护寿命
设计时,该当知道被保护构造预期的利用期限。在实际运用阴极保护的地方,该当使阴极保护系统的设计寿命与被保护构造的寿命相同,寿命过低,保护效果不好,过高会增加本钱,造成摧残浪费蹂躏。
4.6)杂散的电流影响
在设计阴极保护系统之前,必须理解该地区是否有杂散电流。它紧张来自电气化铁路、采矿机器、电焊等直流电源。杂散电流使被保护构造产生很快的堕落,常日比其他环境成分引起的堕落更加严重。因此,在设计阴极保护时,该当很好地选择阳极系统的位置,只管即便避开杂散电流。
4.7)温度
温度会改变介质的电阻,由于土壤和水的电阻常日是随着温度的升高而降落的。热带海水电阻比寒冷地区的同样海水的电阻低很多便是这个事理。
4.8)捐躯阳极材料
适宜做捐躯阳极的材料有铝、镁、锌。阳极材料可以浇铸成多种不同形状的捐躯阳极,以知足阴极保护设计的须要。
4.9)外加电流阳极
用于外加电流阴极保护系统的阳极,最好在输出电流时有一个符合实际的最低的堕落率。废钢管、棒及类似的废钢材料都可以用作外加电流保护系统的阳极,虽然花费较多,但来源十分广泛。总之,阴极保护比较适宜于堕落性不太强的介质,如海水、土壤、中性盐溶液等,在强堕落性介质中,由于电能与护屏材料花费太大,一样平常不采取。
5、阳极保护
以设备作为阳极,从外部通入电流,一样平常将加速堕落,且堕落电流随阳极极化而增大。但对可以钝化的金属则会涌现另一种情形,当电位随电流上升,达到致钝电位后,堕落电流连忙低落,乃至可低落几万倍,往后随电位上升,电流不变,直到钝区为止。利用这个事理,以须要保护的设备为阳极,导入电流,使电位保持在钝化区的中段,堕落率可保持很低值,通入的电流就表示设备的堕落速率。
6、合金化
在基体金属中加入能促进钝化的合金身分,当加入量达到一定比例后,便得到耐蚀性优秀的材料。如铁中加入12%以上的铬,就称为不锈钢;铬钢中加入镍,可扩大钝化范围,还可提高机器性能;又如铁中加入14%硅,就得到耐酸性优秀的高硅铁,等等。其余在某些活性金属中加入微量超电压低的阴极贵金属,可以促进钝化。如不锈钢和钛在某些浓度和温度的硫酸中是活性的,如在基体金属中加0.1~0.15%的钯或铂,将在合金表面分布成为浩瀚的微阴极,促进局部堕落电池的运转,阴极电流很快增大,迅速达到钝化区,使金属耐蚀性增强。
7、表面处理
金属在打仗利用环境前先用钝化剂或成膜剂处理,表面天生稳定密实的钝化膜,抗蚀性大大增加。它与缓蚀剂方法不同之处,在于它在往后的利用环境中不须要再加入缓蚀剂,铝经由阳极处理,表面可以天生比在大气中天生的更为密实的膜,这类膜在温和的堕落环境中有优秀的抗蚀能力,钢铁部件表面发蓝也是这个事理。
8、金属镀层和包覆层
在钢铁底层上可用一薄层更耐堕落的金属保护。常用的方法是电镀,一样平常镀2~3层,只有几十微米厚,因而不可避免地存在微孔,溶液可渗入微孔,将构成镀层-底层堕落电池。镀层若为贵金属,其电位比铁高,将成为阴极,会加速底层铁堕落。因此,这类镀层不适于强堕落环境,但可用于大气、水等环境,缓慢产生的堕落产物可将微孔堵塞,电阻增大,得到一定的利用寿命。若用廉价的金属,构成堕落电池的极性则与上述相反,使钢得到阴极保护,可以保持较长的寿命。除了电镀外,还常用热浸镀(熔融浸镀)、火焰喷镀、蒸汽镀和整体金属薄板包镀。后者因无微孔,耐蚀性强,寿命更长,但价格稍高。
9、涂层
用有机涂料保护大气中的金属构造,是最广泛的防腐手段。涂料覆盖在金属表面,干后形成多孔薄膜,虽然不能使金属与介质完备隔绝,但增大代价通过微孔的扩散阻力和溶液电阻,使堕落电流低落。在缓和的环境中,如大气、海水等,微孔底金属堕落缓慢,堕落产物可堵塞微孔,有很长的利用寿命,但不适于强堕落溶液,由于金属堕落速率较快,并伴随有氢气的产生,会使漆膜分裂。
10、衬里
衬里一样平常为整片材料,适用于和强堕落介质打仗的设备内部。如盐酸、稀硫酸的贮槽会用橡胶或塑料衬里,贮存硝酸的钢槽用不锈钢薄板作衬里等。搪瓷实际上是一种玻璃衬里,工业上称为搪瓷玻璃,它的耐酸性强,广泛用于食品、医药等工业,可担保产品质量,但是不能烧制太大的设备。
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