如何預防侵蝕腐蝕
2020-12-21 14:03:49
作者：Vince 來源：腐蝕與防護
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一些預防侵蝕腐蝕的工程方法
設計修改管道以確保最小的流體湍流現象。
盡可能增加泵吸入管的直徑（以減少氣泡形成），以及其他管道和管道的內徑。
減少吸入管的長度以減少壓降。
重新設計系統以減少流體流動速率和湍流現象。
減少側管接頭的數量。
定期進行適當的維護工作來控制接頭處的流體泄漏情況，特別是吸入側接頭泄漏；使用適當的接頭密封和包裝。
控制顆粒污染物，濕氣和氣泡的進入。
使用過濾器或調節器（離心機）以盡量減少流體中的污染物。
根據需要安裝流體冷卻器。
讓流體沉降在沉淀池中，這樣可以去除水和空氣，并且可以分離污泥和乳液（如果有的話）。
選擇與環境兼容的耐侵蝕腐蝕材料。
使用涂料和其他表面處理技術。
考慮采用陰極保護的防腐蝕方法
當我們采用上述解決方案或者組合時，我們需要考慮解決方案的整體影響以及長期性能影響和成本效益。
其他建議
確保系統屬于層流流動，粗糙的內部表面和內部的局限促進了湍流現象的發生，層流可以避免流動方向的突然變化。
進水管和回水管應放置在不會撞到水箱壁的地方。
如果需要，可以使用擋板。
管道和配件的對齊必須準確。
承受粒子撞擊的擋板應易于更換。
磁性插頭可用于分離流體中的鐵和鋼顆粒。
可在壓縮空氣系統中使用集水器，以便將水分從壓縮空氣中分離出來，以控制系統部件的侵蝕腐蝕。
使用涂層應該考慮的因素
涂層選擇的因素主要包括以下幾個方面：
粒子撞擊的嚴重程度；
撞擊角度；
環境腐蝕性；
能夠提供侵蝕保護；
造成侵蝕的顆粒大小；
決定涂層工藝適用性的溫度；
其他基材特性；
施加涂層的技術選擇應該基于以下考慮之上：
基材屬性；
所需的涂層厚度；
涂布前是否需要遮蓋基材；
經濟性和一次性施加的成本；
涂層測試
1.根據ASTM G76進行的耐腐蝕性測試；
2.泰伯磨損模擬試驗的耐磨性測試；
3.沙粒噴射試驗用于砂粒的抗侵蝕性；
4.水射流侵蝕測量；
5.彈性測試，如微穿透和沖擊測試；
6.涂層厚度的均勻性；
7.根據ASTM G32的抗氣蝕性能；
9.涂層的粘合強度；
10.涂料密度；
11.涂層膜的硬度等；
碳化物和氮化物涂層
應用于一些精密零部件上的涂層主要包括：
1碳化鎢涂層
碳化鎢通常用于抗氧化性和耐侵蝕腐蝕等方面。這種類型的涂層一般都是通過火焰噴涂技術進行施加，例如，在金屬上沉積碳化鎢作為多孔涂層。部分孔隙通過使用陶瓷或聚合物進行填充。
高速氧燃料技術也被用于將碳化鎢涂覆到部件表面上。高溫下的超音速氣流用于在部件基板上形成較厚的沉積物。這種涂層可以進行磨光和精加工成超細拋光層。
等離子涂層技術也可用于涂敷硬質碳化鎢和陶瓷型涂層。在這種技術中，氬氣通過電弧部分電離，產生熱氣流火焰。碳化鎢粉末或陶瓷粉末被注入熱氣體火焰。根據需要涂覆的部件的構造，可以通過電子控制器或機器人控制等離子體涂布槍進行涂敷。
碳化鎢涂層主要在極端侵蝕條件下（且具有較高溫度）提供防腐蝕保護。
2碳化鉻涂層
碳化鉻涂層主要在極高溫度下用于防腐蝕。
3氮化鈦涂層
氮化鈦涂層主要用于飛機和航天器的低角度侵蝕保護。
陶瓷涂層
1氧化鋁陶瓷涂層以及氧化鉻陶瓷涂層已經被用作輕金屬合金腐蝕防護的經濟選擇。
2氧化鋯陶瓷主要用于一些高溫應用中，例如熱燃氣渦輪機葉片的尖端以預防腐蝕。
3金屬陶瓷涂層可用于控制汽輪機的腐蝕以及處理乙烯氣體的壓縮機的結垢問題。
4硬化的鋁陶瓷涂層可用于減少水環境中的硬質顆粒侵蝕。
5特殊配方的陶瓷涂層對化學和其他加工行業在較高溫度下處理的化學品具有較好的抗腐蝕性。
6聚合物-鋁-陶瓷涂層現在廣泛被用于航空領域中。它們為鋁合金表面提供雨水侵蝕保護，它們還可以替代硬質陽極氧化層。這類涂層能夠有效防止雨滴腐蝕和侵蝕，此外，它們還可以用作密封涂料使用。光滑、空氣動力學密封的陶瓷鋁涂層可以代替鎘鎳的擴散涂層，用于涂覆飛機的氣路部件。
7金屬-鋁-陶瓷涂層系統可以代替鋼表面的鎘鍍層，在高酸性的化學環境中提供腐蝕保護，例如酸性二氧化硫SO2氣體環境。它們還可以用作高強度鋼和鋁合金的涂層。
8二硫化鉬（MoS2）同樣可用于侵蝕防護和防卡塞應用。金屬填充聚合物涂層則一般用于鋁和鎂合金表面的侵蝕和腐蝕保護。
陶瓷填充環氧體系
環氧樹脂是通過混合不同類型的原料來建立所需性能的環氧樹脂固化體系，例如：
● 薄膜強度
● 附著力
● 固化時間
● 柔韌性
● 防水
● 耐磨性
● 耐化學性
環氧基團和含有胺基的分子必須一起反應，才能形成熱固性交聯樹脂體系。
帶有陶瓷填料的環氧樹脂可用作化學加工行業的涂料，以保護容易受到嚴重腐蝕的表面。這種涂層的環氧樹脂粘合劑中含有硬質陶瓷顆粒，因此屬于一種具有優異耐化學性和機械性能的陶瓷復合材料。涂層中的這些硬質陶瓷顆粒與流體中夾帶的污染物摩擦，不會被侵蝕，從而確保涂層和基材具有的較長的使用壽命。
1. 局限性
陶瓷填充環氧涂料的局限性在于其應用方法存在問題。它通常不適用于噴霧系統的應用。此外，環氧樹脂和所使用的固化劑可能對皮膚有一定的腐蝕性或粘性。因此，在處理環氧樹脂和涂料時應使用丁腈橡膠手套（手套內最好再佩戴防護霜和棉手套）。
2. 應用
環氧樹脂還可用于航空航天，石油和天然氣，化工，汽車和其他關鍵加工行業的高溫耐腐蝕應用中。填充在環氧樹脂中的陶瓷微球體為金屬基材提供了高強度、卓越的附著力、良好的耐腐蝕性和耐磨性。
這些環氧樹脂體系也可用于海洋應用中，例如可以用來減少壓艙水和水箱的侵蝕。在泵組件上應用專有的環氧涂料配方，管道和閥門的內部表面通過確保平滑的流動來減少因侵蝕和局部湍流而造成的損失，從而提高泵送效率。專門配制的環氧樹脂系統還可涂覆在高溫下仍然浸泡在化學品中的部件。
陶瓷金屬復合材料也可用于恢復高價值的腐蝕和侵蝕的金屬部件，例如腐蝕的發動機，齒輪箱，軸承，缸體，襯墊，外殼和法蘭等。
聚氨酯和其他涂層
聚氨酯涂層主要用于涂覆飛機的前緣區域。它們能夠有效防止雨水侵蝕以及沙粒侵蝕。此外，它們還可以抵抗磷酸酯液壓油以及某些除冰化學品的腐蝕。一些專門配制的聚氨酯涂料也用于人行道應用中。
對于化學和石油化工行業中所需的極端耐化學性要求，可以考慮應用氟橡膠聚合物涂層（如乙烯三氟乙烯（ECTFE））。
氣穴涂層
在許多流體處理系統中，氣蝕還伴隨著正常的顆粒侵蝕進而導致金屬損失。應用于金屬部件上的聚氨酯或環氧樹脂柔性涂層可以通過吸收由氣泡破裂和壓力波動釋放的能量來減少氣蝕引起的腐蝕。
總結
上述提及的這些系統工程方法對于解決工業上一些關鍵設備資產的侵蝕腐蝕問題至關重要。設計修改可以最大限度地減少流動中的湍流，以減少大多數情況下的侵蝕和氣穴現象。選擇合適的涂層則可以最大限度地減少因侵蝕腐蝕而造成的表面損傷，這有助于提高設備的使用壽命。
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