承壓類設備的腐蝕控制
金屬材料的腐蝕分類
為了便于系統地了解腐蝕現象及其內在規律,并提出相應的有效防止或控制腐蝕的措施,需要對腐蝕進行分類。由于金屬腐蝕的現象和機理比較復雜,所以金屬腐蝕有不同的分類方法。常用的分類方法是按照腐蝕機理、腐蝕形態和產生腐蝕的自然環境3方面來進行分類。
1.3.1 按腐蝕機理分類
化學腐蝕與電化學腐蝕的相同點都是金屬失去電子被氧化,不同點在于:
① 化學腐蝕:
通常所說的干腐蝕,腐蝕介質為氣體或非電解質。腐蝕反應無液相水存在,金屬與腐蝕介質直接接觸發生化學反應,電子傳遞是在相同地點的金屬與氧化劑之間直接進行,無腐蝕電流。如金屬在高溫下形成的氧化皮等。
② 電化學腐蝕:
通常所說的濕腐蝕,腐蝕反應一般有液相水存在,電子傳遞是在金屬和溶液之間進行,整個腐蝕反應可分成兩個既互相聯系又相對獨立的半反應同時進行,發生電化學反應,有腐蝕電流。實際腐蝕過程絕大多數為電化學腐蝕,某些熔鹽對金屬的腐蝕,也是電化學腐蝕。
1.3.2 按腐蝕特征分類
1.3.3 按材料應力負荷分類
1.3.4 按腐蝕環境分類
腐蝕類型按環境分類極為復雜,種類繁多,相同的一種腐蝕環境可以有若干種表述方法。
非金屬材料的腐蝕分類
非金屬材料分為有機高分子材料和無機非金屬材料兩大類。
1.4.1 有機高分子材料
有機高分子材料的腐蝕破壞形式主要有以下幾種:
① 溶解和膨脹
溶劑分子滲入材料內部破壞了大分子間的次價鍵,與大分子發生溶劑化作用,材料的體積和重量都增大。體型高聚物由于溶脹、軟化,使強度顯著降低;線性高聚物還會由溶脹進而溶解;
② 化學裂解
滲入高分子材料內部的活性介質還可能與大分子發生氧化、水解等化學反應,使大分子鏈的主價鍵發生斷裂。尤其在溫度高于150-200℃時,更容易引起高聚物的裂解;
③ 應力腐蝕
在應力與某些活性介質共同作用下,介質更容易滲入材料內部,隨應力的增大,耐蝕性急劇下降。不少高分子材料還會出現銀紋,進而生長成裂紋,甚至發生脆性斷裂;
④ 滲透破壞
當高分子材料用作設備襯里層時,如果材料有較大的孔隙率,即使不發生溶脹、裂解等作用,但一旦介質滲過襯里層就會造成基體材料的強烈腐蝕。
1.4.2 無機非金屬材料的腐蝕分類
用于防腐蝕的無機非金屬材料主要有硅酸鹽材料、不透性石墨等材料。石墨材料主體元素是碳,是化學惰性元素,與多數介質不發生化學反應。不透性石墨材料的耐蝕性部分決定于黏結劑和孔隙率。黏結劑有樹脂黏結劑,為有機高分子材料和水玻璃黏結劑。硅酸鹽材料的腐蝕破壞主要有兩種形式。
① 腐蝕介質與材料組分直接發生化學反應而引起的破壞;
② 腐蝕介質或腐蝕產物滲透到材料內部,由于發生化學反應或物理反應(如結晶),引起體積膨脹而使材料破壞。
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