常减压二套装置工艺简介课件.ppt
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- 减压 装置 工艺 简介 课件
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1、1电化学保护技术电化学保护技术防腐蚀技术防腐蚀技术u正确选用金属材料和合理设计金属结构正确选用金属材料和合理设计金属结构 前面已经介绍前面已经介绍u电化学保护电化学保护u工艺防腐工艺防腐u添加缓蚀剂添加缓蚀剂u采用有效的表面覆盖层等采用有效的表面覆盖层等 为了达到金属防护目的而采为了达到金属防护目的而采取综合的方法手段。取综合的方法手段。2电化学保护技术电化学保护技术电化学保护电化学保护阴极保护阴极保护阳极保护阳极保护 对被保护金属通以对被保护金属通以阴极阴极电流,电位电流,电位负移至负移至或接近免蚀区或接近免蚀区而防止或而防止或减小腐蚀。减小腐蚀。 对被保护金属通以对被保护金属通以阳极阳极电
2、流,电位电流,电位正移至正移至钝化区钝化区而减小腐蚀。而减小腐蚀。3电化学保护技术电化学保护技术阴极保护阴极保护阳极反应停止,阳极反应停止,金属腐蚀停止。金属腐蚀停止。4n对金属表面通往足够的阴极电流,使金属电对金属表面通往足够的阴极电流,使金属电位变负,并使阳极溶解速度减小。位变负,并使阳极溶解速度减小。n腐蚀金属在外部阴极电流作用下受到阴极极腐蚀金属在外部阴极电流作用下受到阴极极化而使电位负移,局部阳极电流减小,即腐化而使电位负移,局部阳极电流减小,即腐蚀速度减小。当电极电位负移至该金属的平蚀速度减小。当电极电位负移至该金属的平衡电位时,腐蚀速度减小到零,腐蚀被完全衡电位时,腐蚀速度减小到
3、零,腐蚀被完全抑制。抑制。 电化学保护技术电化学保护技术阴极保护原理阴极保护原理5电化学保护技术电化学保护技术阴极保护分类阴极保护分类利用外部直流电源,通利用外部直流电源,通过辅助阳极对金属施加过辅助阳极对金属施加阴极电流的保护方法。阴极电流的保护方法。 在被保护的金属上接一种电在被保护的金属上接一种电位更负的活泼金属或合金,位更负的活泼金属或合金,活泼金属不断溶解而牺牲掉,活泼金属不断溶解而牺牲掉,被保护金属受到阴极极化而被保护金属受到阴极极化而得到保护。得到保护。 6 设计时可考虑在两段管之间加入一段可设计时可考虑在两段管之间加入一段可更换的管更换的管, 此管由较活泼的金属制造。备件储此管
4、由较活泼的金属制造。备件储备考虑设置易损件备考虑设置易损件, 以便及时更换。以便及时更换。6电化学保护技术电化学保护技术7电化学保护技术电化学保护技术外加电流阴极保护外加电流阴极保护系统组成:直流电源、辅助阳系统组成:直流电源、辅助阳极、被保护管道、极、被保护管道、附属设施附属设施将被保护金属与外加电源负极将被保护金属与外加电源负极相连,辅助阳极接到电源正极,相连,辅助阳极接到电源正极,由外部电源提供保护电流。由外部电源提供保护电流。外部电源通过辅助阳极将保护电外部电源通过辅助阳极将保护电流引入地下,通过土壤提供给被流引入地下,通过土壤提供给被保护金属,被保护金属在大地中保护金属,被保护金属在
5、大地中仍为阴极,其表面只发生还原反仍为阴极,其表面只发生还原反应,使腐蚀受到抑制。而辅助阳应,使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生了丢电子氧化反应。极表面则发生了丢电子氧化反应。8电化学保护技术电化学保护技术牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护不需要牺牲阳极阴极保护不需要外部电源,维护管理经济、外部电源,维护管理经济、简单,对邻近地下金属构简单,对邻近地下金属构筑物干扰影响小。筑物干扰影响小。适用于短距离、小口径、适用于短距离、小口径、分散的管道。分散的管道。9电化学保护技术电化学保护技术牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护1.1.牺牲阳极材料牺牲阳极材料O镁及镁合金镁及镁合金镁的化学
6、活泼性很强,其标准电极电位为镁的化学活泼性很强,其标准电极电位为-2.37V。镁中的杂质易加速其自溶解,降低其电流效率镁中的杂质易加速其自溶解,降低其电流效率(按按50考虑考虑)和寿命,因此通常采用的是镁合金,如和寿命,因此通常采用的是镁合金,如Mg-Mn合金、合金、Mg-Mn-Zn合金和合金和Mg-Mn-Zn-Al合金等。合金等。Mg合金与钢铁撞击时会产生火花,因此在油轮内部合金与钢铁撞击时会产生火花,因此在油轮内部和其他含有爆炸性气体的场合严禁使用镁合金阳极。和其他含有爆炸性气体的场合严禁使用镁合金阳极。适合用于电阻率高的电解质,如纯水和高阻的土壤。适合用于电阻率高的电解质,如纯水和高阻的
7、土壤。10电化学保护技术电化学保护技术牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护1.1.牺牲阳极材料牺牲阳极材料O锌及锌合金锌及锌合金锌的标准电极电位为锌的标准电极电位为-0.76V。纯锌阳极对杂质含量很敏感,纯度大于纯锌阳极对杂质含量很敏感,纯度大于99.995%的锌的锌才可以直接作牺牲阳极用。才可以直接作牺牲阳极用。应用最广的还是锌合金阳极。如应用最广的还是锌合金阳极。如Zn-Mg、Zn-Ti、Zn-Al-Mg、Zn-Al-Si等。等。11电化学保护技术电化学保护技术牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护1.1.牺牲阳极材料牺牲阳极材料O锌及锌合金锌及锌合金锌合金阳极多用于土壤电阻率锌合金阳极多用于土壤电
8、阻率Fe 2+ +2eu处于活性溶解状态,电位越正,处于活性溶解状态,电位越正,电流密度越大,电流密度的大电流密度越大,电流密度的大小反应出腐蚀的快慢。小反应出腐蚀的快慢。u当电流密度超过峰值点后,电当电流密度超过峰值点后,电流急剧下降,这个峰值点对应流急剧下降,这个峰值点对应称为称为致钝电流密度致钝电流密度Ic, 对应的电位称为对应的电位称为致钝电位致钝电位。IcEc35电化学保护技术电化学保护技术1. 1.阳极保护的原理阳极保护的原理典型的阳极极化曲线典型的阳极极化曲线曲线的四个特性:曲线的四个特性:b.钝化过渡区(活化钝化过渡区(活化钝化区)钝化区)u金属处于由活化状态向钝化金属处于由活
9、化状态向钝化状态的突变过程中,金属开状态的突变过程中,金属开始钝化,电流急剧下降,在始钝化,电流急剧下降,在金属表面可能生成二价到三金属表面可能生成二价到三价的不稳定氧化物。价的不稳定氧化物。 36电化学保护技术电化学保护技术1. 1.阳极保护的原理阳极保护的原理典型的阳极极化曲线典型的阳极极化曲线曲线的四个特性:曲线的四个特性:c.钝化区钝化区u不锈钢中金属元素发生氧化反不锈钢中金属元素发生氧化反应,生成高价氧化物(膜)。应,生成高价氧化物(膜)。u氧化物溶解量很小,即腐蚀速氧化物溶解量很小,即腐蚀速率很低率很低u正是阳极保护所需要的电位控正是阳极保护所需要的电位控制区。制区。u对应的电流密
10、度称为对应的电流密度称为维钝电流维钝电流密度密度Ip 。 Ip37电化学保护技术电化学保护技术1. 1.阳极保护的原理阳极保护的原理典型的阳极极化曲线典型的阳极极化曲线曲线的四个特性:曲线的四个特性:d.过钝化区过钝化区u当电位高于当电位高于稳定钝化区稳定钝化区,电,电流又出现增大现象,钝化膜流又出现增大现象,钝化膜转化成可溶性的氧化物而遭转化成可溶性的氧化物而遭受破坏,金属腐蚀重新加剧。受破坏,金属腐蚀重新加剧。 38电化学保护技术电化学保护技术2. 2.阳极保护的主要参数阳极保护的主要参数1.维钝电流密度维钝电流密度Ipu金属在给定环境下维持金属在给定环境下维持钝钝态态所需的电流密度。所需
11、的电流密度。uIp代表金属的溶解速度,所代表金属的溶解速度,所以以Ip愈小愈好愈小愈好。2.致钝电流密度致钝电流密度Icu使金属在给定环境下发生使金属在给定环境下发生钝化所需的钝化所需的最小电流密度最小电流密度。u愈小愈好愈小愈好。Ic愈小,则需要愈小,则需要的直流电源的输出额定电的直流电源的输出额定电流就小,设备费用也就小。流就小,设备费用也就小。 IpIc39电化学保护技术电化学保护技术2. 2.阳极保护的主要参数阳极保护的主要参数3.钝化区宽度钝化区宽度u钝化区钝化区宽度宽度(即即EcD区电位宽度区电位宽度)愈宽愈好愈宽愈好。u愈宽则对愈宽则对恒电位仪的控制精度恒电位仪的控制精度要求就愈
12、低。要求就愈低。40电化学保护技术电化学保护技术3. 3.不同腐蚀体系和阳极保护的关系不同腐蚀体系和阳极保护的关系u不同不同金属材料和金属材料和不同不同介质所形成的腐蚀体系具介质所形成的腐蚀体系具有有不同不同的极化曲线式。的极化曲线式。u碳钢碳钢在热浓酸中,致钝操作比较困难,而且钝在热浓酸中,致钝操作比较困难,而且钝化后的腐蚀率也比较大,化后的腐蚀率也比较大,钝化膜稳定性比较差。钝化膜稳定性比较差。因此,阳极保护冷却器几乎全部用因此,阳极保护冷却器几乎全部用不锈钢不锈钢制造。制造。41电化学保护技术电化学保护技术4. 4.阳极保护系统阳极保护系统参比电极参比电极u阳极保护所适用的介质大多为阳极
13、保护所适用的介质大多为强腐蚀性和强氧化强腐蚀性和强氧化性性溶液,为化工设备高温高压系统。溶液,为化工设备高温高压系统。u与阴极保护相比,阳极保护更需要采用与阴极保护相比,阳极保护更需要采用坚固耐用坚固耐用的固体参比电极。的固体参比电极。辅助阴极辅助阴极u对材料的要求:在阴极电流作用下对材料的要求:在阴极电流作用下耐腐蚀耐腐蚀和具有和具有较高的强度较高的强度。42电化学保护技术电化学保护技术4. 4.阳极保护系统阳极保护系统直流电源的注意事项直流电源的注意事项:u不要采用简单的跳闸式继电保护:某种原因出不要采用简单的跳闸式继电保护:某种原因出现电流增大时,以避免重新建立钝化。现电流增大时,以避免
14、重新建立钝化。u在原因未查明之前,不允许连续通大电流,以在原因未查明之前,不允许连续通大电流,以免造成严重的活性溶解腐蚀或过钝化腐蚀。免造成严重的活性溶解腐蚀或过钝化腐蚀。u用于阳极保护的恒电位仪一般都设计一个限流用于阳极保护的恒电位仪一般都设计一个限流装置。装置。 直流电源直流电源u和阴极保护相比,阳极保护更需要采用恒电位仪。和阴极保护相比,阳极保护更需要采用恒电位仪。43电化学保护技术电化学保护技术4. 4.阳极保护系统阳极保护系统恒槽压阳极保护:恒槽压阳极保护:u作用:与参比电极一样,控制电位。作用:与参比电极一样,控制电位。u前提:辅助阴极的电位随电流变化而变化不大前提:辅助阴极的电位
15、随电流变化而变化不大 u与参比电极相比:与参比电极相比:简化保护系统简化保护系统避免了因参比电极系统出现故障而使恒电位失灵避免了因参比电极系统出现故障而使恒电位失灵 44电化学保护技术电化学保护技术5. 5.阳极保护的工业应用阳极保护的工业应用适合阳极保护的体系适合阳极保护的体系u氧化性强的体系氧化性强的体系45电化学保护技术电化学保护技术5. 5.阳极保护的工业应用阳极保护的工业应用阳极保护的应用条件阳极保护的应用条件只适用于活化只适用于活化钝化金属。钝化金属。钝化区电位范围钝化区电位范围不小于不小于50mv,致钝电流,致钝电流密度、维钝电流密度合适。密度、维钝电流密度合适。卤素离子(主要指
16、卤素离子(主要指Cl-)浓度不能过高。)浓度不能过高。工业上阳极保护应用于:工业上阳极保护应用于:不锈钢不锈钢-浓硫酸系统浓硫酸系统碳钢碳钢-氨水储罐氨水储罐46电化学保护技术电化学保护技术6. 6.阳极保护与阴极保护的比较阳极保护与阴极保护的比较相同点相同点均属于电化学保护。均属于电化学保护。适用于电解质溶液中的金属保护,要求液适用于电解质溶液中的金属保护,要求液相连续;对气相无效。相连续;对气相无效。47电化学保护技术电化学保护技术6. 6.阳极保护与阴极保护的比较阳极保护与阴极保护的比较不同点:不同点:项目项目阴极保护阴极保护阳极保护阳极保护适用金属适用金属一切金属一切金属适用于活化适用
17、于活化-钝化金属钝化金属腐蚀介质腐蚀介质碱液、盐液、弱酸液碱液、盐液、弱酸液强腐蚀性、强氧化性强腐蚀性、强氧化性安装费安装费低低高高运行费运行费中到高中到高很低很低外加电流外加电流不代表腐蚀率不代表腐蚀率更需采用恒电位仪更需采用恒电位仪被保护金属腐蚀率的直接尺被保护金属腐蚀率的直接尺度度操作条件操作条件实验确定实验确定由电化学测试精确确定由电化学测试精确确定48表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术1. 1.涂层防腐涂层防腐T也叫涂装防腐。也叫涂装防腐。T定义:定义:把具有防腐功能的涂料涂在机械表面上,把具有防腐功能的涂料涂在机械表面上,经干燥固化形成均匀的涂膜,达到防止外部介质经干燥固化形成均匀的
18、涂膜,达到防止外部介质腐蚀的目的。腐蚀的目的。T既可作为独立的防腐措施,也可与其他防腐措施既可作为独立的防腐措施,也可与其他防腐措施联合使用。联合使用。49表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术1. 1.涂层组成涂层组成成膜物质成膜物质颜料颜料溶剂溶剂助剂助剂涂涂料料由油脂、天然或合成树脂制成 涂层颜色和遮盖力、防腐和防污,增强涂层的机械性能 降低涂料黏度用量小,改善涂料的储存性、施工性以及涂层的物理性质50表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术1. 1.涂层组成涂层组成涂层组分:涂层组分:涂料涂刷在物体表面干燥固涂料涂刷在物体表面干燥固化,发生某些物理和化学变化之后,除化,发生某些物理和化学变化之后,除
19、去了去了挥发性的溶剂挥发性的溶剂等,留下的物质。等,留下的物质。涂层的化学组成取决于所用涂层的化学组成取决于所用涂料的组成涂料的组成和性质和性质。 51表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术2. 2.性能测试性能测试z盐雾试验:盐雾试验:z湿热试验:湿热试验:将涂层样板划伤后斜置于盐雾箱中,将涂层样板划伤后斜置于盐雾箱中,观察样板锈蚀、锈蚀蔓延和起泡程度。观察样板锈蚀、锈蚀蔓延和起泡程度。 将涂层样板垂直悬挂在样板架上,放将涂层样板垂直悬挂在样板架上,放人温度为人温度为(471)、相对湿度为、相对湿度为(962)%的调温调湿箱中,观察漆膜的调温调湿箱中,观察漆膜变色、起泡、脱落和基材生锈程度。变色、
20、起泡、脱落和基材生锈程度。 52表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术2. 2.性能测试性能测试z化学试剂浸渍试验:化学试剂浸渍试验:z耐候试验:耐候试验:z其他方法:其他方法:将涂层样板部分浸入介质,将涂层样板部分浸入介质,在液面下的涂层受介质直接在液面下的涂层受介质直接浸渍,液面上的涂层受介质浸渍,液面上的涂层受介质蒸气侵蚀,观察涂层有无失蒸气侵蚀,观察涂层有无失光、变色、起泡、起皱、生光、变色、起泡、起皱、生锈、剥落等现象。锈、剥落等现象。分室外天然曝晒和室内加速曝晒。观察分室外天然曝晒和室内加速曝晒。观察涂层失光、粉化、开裂、剥落等现象。涂层失光、粉化、开裂、剥落等现象。用于地下埋设管道涂层
21、测试的阴极脱层用于地下埋设管道涂层测试的阴极脱层试验法,适用于实验室研究的电化学法。试验法,适用于实验室研究的电化学法。 53表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术3. 3.防腐机理防腐机理减少腐蚀电流方法减少腐蚀电流方法增大阴极极化增大阴极极化增大阳极极化增大阳极极化增大阴阳增大阴阳极间电阻极间电阻减小驱动力减小驱动力涂层在金属表面形成连续保护膜,隔开金属同腐蚀环境颜料的作用 涂层作用 减少阴极面积 54表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术3. 3.涂装技术涂装技术z基材处理基材处理目的:目的:去除金属表面附着的或生成的去除金属表面附着的或生成的异异物物,使金属表面有一定的耐蚀性和粗糙,使金属表面有一
22、定的耐蚀性和粗糙度,提高金属基体与涂层的度,提高金属基体与涂层的附着力附着力。处处理理方方法法机械法机械法化学法化学法55表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术3. 3.涂装技术涂装技术z涂料选择涂料选择1) 根据腐蚀环境条件的选用根据腐蚀环境条件的选用 酸性介质酸性介质:用酚醛漆:用酚醛漆 碱性介质碱性介质:用环氧树脂漆:用环氧树脂漆 地下土壤地下土壤:用沥青漆:用沥青漆注意:注意:设备储存介质变化,涂层也应重新设备储存介质变化,涂层也应重新 评估与选择。评估与选择。56表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术3. 3.涂装技术涂装技术z涂料选择涂料选择2) 根据被涂金属材料性质选用根据被涂金属材料性质选
23、用材料性质不同,涂料对其保护机理有差别。如材料性质不同,涂料对其保护机理有差别。如有的是通过有的是通过促进钝化促进钝化来保护,而有的是通过来保护,而有的是通过阴阴极保护作用极保护作用来防腐。因此要将材料、涂料的性来防腐。因此要将材料、涂料的性质结合起来分析、选用。质结合起来分析、选用。举例:钢铁的防锈举例:钢铁的防锈 铝材铝材红丹漆红丹漆红丹漆红丹漆X富锌涂料,富锌涂料,如铬酸锌如铬酸锌57表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术3. 3.涂装技术涂装技术z涂料选择涂料选择3) 根据施工条件选用根据施工条件选用挥发性漆适宜喷涂,若无喷涂设备最好挥发性漆适宜喷涂,若无喷涂设备最好不要用挥发性漆。不要用挥
24、发性漆。不具备高温烘烤设备,应选用常温固化不具备高温烘烤设备,应选用常温固化型涂料。型涂料。4) 根据经济效果条件选用根据经济效果条件选用做好经济分析、对比。做好经济分析、对比。58表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术3. 3.涂装技术涂装技术z涂层施工的工序涂层施工的工序涂料与金属的结合,大多是涂料与金属的结合,大多是机械性的机械性的粘合和附着粘合和附着,而涂层的破坏绝大部分,而涂层的破坏绝大部分是是剥落和脱层。剥落和脱层。涂层与基体间的涂层与基体间的结合强度结合强度是决定涂层是决定涂层使用寿命的关键,需重视涂层施工。使用寿命的关键,需重视涂层施工。59表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术3. 3.
25、涂装技术涂装技术z涂层施工的工序涂层施工的工序注意:涂漆需在上一道漆干燥固化后进行。注意:涂漆需在上一道漆干燥固化后进行。60表面涂层防腐技术表面涂层防腐技术3. 3.涂装技术涂装技术z常用管道绝缘层常用管道绝缘层沥青防腐层沥青防腐层环氧煤焦油沥青防腐层环氧煤焦油沥青防腐层聚乙烯、硬质聚氨酯泡塑料防腐保温层聚乙烯、硬质聚氨酯泡塑料防腐保温层环氧粉末涂层环氧粉末涂层混凝土覆盖层混凝土覆盖层塑料覆盖层塑料覆盖层搪瓷或玻璃覆盖层搪瓷或玻璃覆盖层石石油油天天燃燃气气内防腐内防腐61添加缓蚀剂添加缓蚀剂定义和分类定义和分类缓蚀剂缓蚀剂是具有抑制金属腐蚀功能的无机物是具有抑制金属腐蚀功能的无机物和有机物的
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