金属及非金属材料防腐性能
1.2防腐蚀工程的材料
乙烯基酯树脂的应用
• 高耐温、耐蚀性防腐蚀材料，大量用于化 工行业、有色冶金行业、石油化工行业、 耐蚀性玻璃钢行业、烟气脱硫等领域 • 优良的工艺性能，与玻璃纤维浸润性能优 良，同时可以采用紫外线或电子束等光固 化工艺 • 代表了不饱和聚酯树脂未来的发展方向 • 高档胶衣 • 制作鳞片涂料、鳞片胶泥和特种粘结剂
有机合成防腐蚀材料之 不饱和聚酯树脂-双酚A树脂
• 合成：由D-33二元醇（双酚A同环氧丙烷或环氧 乙烷反应生成的两端具有醇羟基的二元醇）代替 常用的二元醇生成的一种高耐蚀性的不饱和聚酯 • 性能： 1、耐蚀性优良，耐酸、耐碱 2、耐温性（可耐100℃） 3、较好的综合机械性能 • 用途：主要用于耐蚀FRP和防腐蚀工程等领域
B 酚醛树脂
• 合成：由酚类化合物（苯酚、甲酚和二甲 酚）和醛类化合物经缩聚反应制备，可分 为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两种 • 热固性酚醛树脂性能：1、良好的工艺性能；2、
良好的耐蚀性能（能耐所有的非强氧化性的酸）， 但不耐碱；3、其他性能，如耐热性；4、弱点： 固化收缩大、脆性大、延伸率低
• • • • • 脂肪族胺类（最为常用，乙二胺等） 芳香胺固化剂（如间苯二胺、间苯二甲胺等） 叔胺固化剂(属催化型，如三乙胺、三乙醇胺等) 改性胺固化剂(如T31等) 其他固化剂（如酸酐类固化剂、高分子固 化剂等）
环氧树脂的其他辅助材料
稀释剂 非活性稀释剂：仅起溶剂作用；常用的有乙 醇、丙酮、甲苯、二甲苯等 活性稀释剂：参与树脂的固化反应；常用的 有环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚等 增塑剂和增韧剂：增加树脂的可塑性（如 二 甲酯、二丁酯等），改善制品的韧性，提 高其抗冲、抗弯性能（如聚硫橡胶等）。
酚醛树脂的固化剂
• • • • • 对甲苯磺酰氯：溶于酒精或丙酮后使用 苯磺酰氯 硫酸乙酯：98%的硫酸：无水乙醇=1：2(重量比) 石油磺酸：直馏汽油经磺化反应而得 NL型固化剂：南化公司研制，强酸性复合 固化剂
常见金属材料及非金属材料简介
C：0.33~0.38、Si ：0.15~0.35、Mn ：0.60~0.90、Mo：0.15~0.3（P≤0.030、S≤0.030、Cr：0.90~1.20、Ni≤0.25、Cu≤0.30）SCM435SWRMPTFE（聚四氟乙烯）FEP（全氟乙烯丙烯共聚物）PFA（全氟烷氧基树脂）PE（聚乙烯）一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。
这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。
聚四氟乙烯本身对人无毒性。
有密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力、耐温优异（能在+250℃至-180℃的温度下长期工作）一种软性塑料，是聚四氟乙烯的改性材料。
其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。
化学惰性，不引燃，可阻止火焰的扩散。
具有优良的耐候性，摩擦系数较低。
几乎对所有的化学试试剂和溶剂惰性，但和其他全氟碳聚合物一样，会与熔融碱金属和元素氟反应。
常温下PFA材料物理机械性能与PTFE十分相似，高温时强度比FEP好，耐力开裂性显著优于FEP。
在日本JIS-G3505标准中，SWRM代表成分不同分为 SWRM6、SWRM8、SSWRM15、SWRM17、SWRM乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。
聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。
常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。
性能铬钼钢中文商品名“特氟龙”、“特氟隆”（teflon)，被称“塑料王”，被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等，一般用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。
有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限。
用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽车发电价的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件。
第六章非金属材料的耐蚀性能
• 非金属材料由非金属元素或化合物构成的材料。 • 自19世纪以来，随着生产和科学技术的进步，尤 其是无机化学和有机化学工业的发展，人类以天 然的矿物、植物、石油等为原料，制造和合成了 许多新型非金属材料，如水泥、人造石墨、特种 陶瓷、合成橡胶、合成树脂（塑料）、合成纤维 等。这些非金属材料因具有各种优异的性能，为 天然的非金属材料和某些金属材料所不及，从而 在近代工业中的用途不断扩大，并迅速发展。
桐油与呋喃聚合反应精制生成的新型涂料。 不含对人体危害的任何有害物质。是利用桐油的 干燥快、比重轻、光泽度好、附着力强等优异性 能。增强柔韧性、耐冲击性和附着力，具有耐高 温、防腐蚀、防水、耐酸碱、绝缘性强、光泽度 好、附着力强等优异性能、不导电等特性。 用途广泛，大量用作建筑、机械、兵器、车 船、电器的防水、防腐工程。 • 优点： 1 防水防腐，绝缘性好，耐酸碱，耐高温、耐潮 湿、耐土壤、耐化学药品优异。 2 附着力强，柔韧性好，耐干湿交替性好，抗微 生物及植物根系侵蚀性强。
环氧树脂涂料
分类： • 以固化方式分类：白干型单组分、双组分 和多组分液态环氧涂料；烘烤型单组分、 双组分液态环氧涂料；粉末环氧涂料；辐 射固化环氧涂料。 • 以涂料状态分类：溶剂型环氧涂料、无溶 剂环氧涂料和水性环氧涂料。
• 传统溶剂型涂料中含有的大量挥发性有机物 （VOC），会对大气造成严重污染，在环 保意识不断增强的今天，环境友好型涂料日 益显示出其重要性。 • 环保涂料也是目前涂料界的研究热点之一。 实现低VOC的途径主要为大力发展高固体 分涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂 料等新型涂料。
• 优点：对大气、水、盐、碱、酸类、氧化剂及石油类都具 有良好的抵御性；优异的户外耐候性，涂膜坚韧、耐磨稳 定性极佳，附着力强，干燥迅速；单组包装，施工方便， 富有弹性，维修便利，新旧涂层之间有互溶作用，故维修 时不必去掉牢固的旧涂膜；贮存期长，不结皮、不结块； 造价低等。 • 应用：可广泛用于各种酸、碱、盐、油类贮罐内外壁和各 种化工设备、尿素造粒塔、煤气柜内外壁、集装箱和厂房 墙面、地坪、电厂凉水塔以及市政工程，港口码头等环境 的防腐保护，是一种理想的防腐材料。 • 组成：以氯磺化聚乙烯橡胶为成膜主体，辅以氯化橡胶、 环氧树脂等改性成膜物，添加各种防锈耐蚀颜料，稳定剂， 防老剂，固化硫化剂，混合溶剂等经研磨分散而成。
金属腐蚀原理
金属腐蚀原理金属腐蚀是指金属在特定条件下与周围环境中的化学物质发生反应导致其损失其原有性能和结构的现象。
金属腐蚀是一种自然现象，不可避免地影响了工业、农业、医疗、建筑和航空等领域的金属制品。
金属腐蚀的原理主要涉及以下几个方面：1. 化学反应金属与环境中的化学物质接触时，必然发生一系列化学反应。
铁与水和氧气反应会形成氧化铁，即铁锈。
Fe + H2O + O2 → Fe2O3·nH2O（铁锈）金属的电化学性质在这个过程中起着关键的作用。
如铜与氯离子反应如下：Cu + 2Cl- → CuCl2 + 2e-金属的原子释放出电子，产生正离子。
在电解质中，这些正离子随后会与负离子反应，导致金属表面的电化学腐蚀。
2. 电化学反应金属的表面被涂上一层绝缘性较好的材料或涂层，可以防止其与外部环境发生化学反应。
当涂层损坏或表面存在缺陷时，金属会变得更易受到腐蚀。
此时，金属会表现出电化学反应，也就是在金属表面形成电池。
金属的电子从阴极（电池的负极）流向阳极（电池的正极），从而导致阳极处的金属被电化学腐蚀。
3. 介质腐蚀金属腐蚀还会受到介质的影响，介质包括气体、液体和固体。
在钢材上，只有当表面附着了盐、油、水或化学物质等附件时，金属才会腐蚀。
在线的腐蚀往往会发生在地下管道和油罐等结构中，因为它们被完全包围在介质中。
在这种情况下，防护系统和钝化剂等方法可能会用来防护金属免受腐蚀的影响。
4. 海洋水腐蚀金属在海洋环境中面临更复杂的腐蚀挑战，因为海洋环境包含盐、水以及许多化学物质。
海水的腐蚀效果比纯水的腐蚀效果更严重，并可以在金属表面形成锈。
氯离子是最具腐蚀性的物质。
在船舶、桥梁和海上平台等重要结构中，通常需要采用特殊的腐蚀防护措施来保护金属免受海洋环境的损害。
金属腐蚀涉及多个因素，包括化学反应、电化学反应、介质腐蚀和海水腐蚀等。
通过了解这些原理，我们可以采取更有效的方法来防止金属腐蚀并延长其寿命。
除了了解金属腐蚀的原理之外，还需要对不同类型的金属腐蚀有深入的了解。
防硫酸腐蚀材料
防酸腐蚀材料目前常用的防腐蚀材料主要是钛合金、耐酸钢和特种不锈钢合金，为了降低投资成本，还大量使用非金属防腐蚀材料进行防护。
一、防腐蚀性树脂材料玻璃钢材质具有很好的防腐蚀功能，而做成玻璃钢的主要原材料（树脂）是直接决定防腐蚀效果的关键，因此，树脂选择的好坏直接影响着防腐蚀寿命。
对几种常用的防腐蚀树脂的防腐蚀性能和使用特性归纳如下：1.作为FRP2．双酚3A不饱和树脂。
4.得。
自20世纪60年代推出以来，得到迅猛发展，国内的应用起于80年代。
乙烯基树脂种类比较多，但根据环氧基团的不同分为双酚A环氧乙烯基树脂（如854、411）和酚醛环氧乙烯基树脂（890、470）。
前者具有很好的耐化学腐蚀性能，较高的延伸率和韧性，工艺性能好，广泛应用耐腐蚀玻璃钢和防腐工程；后者含有多个稳定的苯环，固化后交联密度大，耐热性能和耐腐蚀性能较好，在耐氧化性酸、含氯溶液和有机溶剂方面优异。
最近开发的高交联密度乙烯基树脂（898），热变形温度高达155℃，耐温和耐氧化性介质均较好。
5. 聚四氟乙烯——仅供参考聚四氟乙烯使用温度为－200～260 ℃，分解温度为415 ℃。
耐高、低温，耐腐蚀，具有不黏性和自润滑性及高的介电性。
除了熔融的金属钾、钠、锂和高温下的三氟化氯及流速高的液氟外，聚四氟乙烯可抵抗大部分化学介质的腐蚀。
聚四氟乙烯是应用广泛的工程塑料，但加工困难，工艺复杂，价格昂贵，硬度低，有冷流（蠕变）现象。
6. 各种防腐蚀材料的参数比较AcAl、ZnAl合金、Zn、Al等5种长效防护体系的热喷金属材料中，喷锌腐蚀速度最大，喷铝最小，喷锌铝合金的腐蚀速度与喷铝接近，喷稀土铝合金可提高涂层的耐蚀性能。
热喷金属材料加上封闭涂料体系，其防护寿命预计可达20年以上。
——仅供参考。
金属与非金属材料的腐蚀
腐蚀防护意义
——减少损失和降低防腐成本、延长服役寿命
总费用最低：腐蚀损失和防腐成本的最少
通过普及腐蚀与防护知识，推 广应用先进的防腐蚀技术，腐 蚀造成的经济损失可减少30％ ~40％。
防腐蚀：成本支出 腐蚀：导致设备损失，停工损失等
腐蚀损失和防护费用与防腐蚀程度关系
腐蚀科学的发展：
腐蚀科学的发展：
• 四、腐蚀与防护的重要意义
•
随着工业迅速的发展，腐蚀问题越来越严重， 国家科技部门、各工厂对这个问题也越来越重视。 腐蚀给国民经济带来巨大的损失，据统计，由于腐 蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的 1/3。 假定其中2/3的金属尚可回炉重新熔炼，那么剩下的 1/3，或者说约有1/10的金属材料因腐蚀而无法收回。 可见腐蚀造成资源极大的浪费。
• (1)改善金属材料 制耐蚀合金。 • (2)改变腐蚀介质
• (3)改变金属/介质体系的电极电势 护等。
• (4)借助表面涂层把金属与腐蚀介质分开
腐 蚀
金属腐蚀
机 理 形态 类型
非金属腐蚀
腐蚀 环境
无水 有机 液体 和气 体中 的腐 蚀
化 学 腐 蚀
电 化 学 腐 蚀
物 理 腐 蚀
生 物 腐 蚀
• （4）1977年完工的美国拉斯维加斯一条长约 1287km，观景 1219.2mm 的原油输送管道，一半埋地一半外露，造价 80 亿 美元。使用 12年后，发生腐蚀穿孔达 826 处之多，仅修复费 用一项就耗资15亿美元。
• 3.国外腐蚀损失实例
• （5）1988年，英国帕尔波-阿尔法平台油管因CO2腐蚀疲劳 造成断裂引起突然鲍照燃烧，死亡166人，使英国北海油田 原油产量减少12%。
腐蚀与防护
阀门腐蚀的分类及防腐措施
阀门腐蚀的分类及防腐措施腐蚀是材料在各种环境的作用下发生的破坏和变质。
金属的腐蚀主要是化学腐蚀和点化学腐蚀引起的，非金属材料的腐蚀一般是直接的化学和物理作用引起的破坏。
一、阀门腐蚀的形态金属阀门腐蚀有两种形态，即均匀腐蚀和局部腐蚀。
均匀腐蚀的速度可用年平均腐蚀率来评价。
金属材料，石墨、玻璃、陶瓷和混凝±,按腐蚀率大小分4个等级：腐蚀速度小于0.05mm∕a的为优良；腐蚀速度在0.05-0.5mm∕a的为良好；腐蚀速度在0.5—1.5mm∕a的尚可使用；腐蚀速度大于1.5mm∕a的为不适用，阀门的密封面、阀杆、膜片、小弹簧等阀件一般用一级材料，阀体、阀盖等适用二级或三级材料，用于高压、剧毒、易燃、易爆、放射性介质的阀门，则选用腐蚀性很小的材料。
1、均匀腐蚀均匀腐蚀是在金属的全部表面上进行。
如不锈钢、铝、钛等在氧化环境中产生的一层保护膜，膜下金属状态腐蚀均匀。
还有一种现象，金属表面腐蚀剥落，这种腐蚀最危险的。
2、局部腐蚀局部腐蚀发生在金属的局部位置上，它的形态有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、脱层腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、空泡腐蚀、摩振腐蚀、氢蚀等。
点蚀通常发生在钝化膜或保护膜的金属上，是由于金属表面存在缺陷，溶液中能破坏钝化膜的活性离子，使钝化膜局部破坏，伸入金属内部，成为蚀孔，它是金属破坏性和隐患最大的腐蚀形态之一。
缝隙腐蚀发生在焊、钾、垫片或沉淀物下面等环境，它是孔蚀的一种特殊形态。
防止方法是消除缝隙。
晶间腐蚀是从表面沿晶界深入金属内部，使晶界呈网状腐蚀。
产生晶间腐蚀除晶界沉淀积杂质外，主要是热处理和冷加工不当所致。
奥氏体不锈钢的焊接缝两侧容易产生贫格区而遭到腐蚀。
奥氏体不锈钢晶间腐蚀是常见的和最危险的腐蚀形态。
防止奥氏体不锈钢阀件产生晶间腐蚀方法有：进行“固溶淬火”处理，即加热至IIo(TC左右水淬,选用含有钛和锯，而含碳量在0.03%以下的奥氏体不锈钢,减少碳化铭的产生。
了解各种材料和材料的特性
了解各种材料和材料的特性材料是我们生活中无处不在的一部分，它们构成了我们所使用的一切物品和结构。
了解不同材料的特性对我们选择合适的材料和正确使用它们至关重要。
本文将介绍几种常见的材料及其特性，以帮助读者更全面地了解它们。
一、金属材料金属材料是最常见的材料之一，常用于建筑、机械制造和电子设备等领域。
金属材料的主要特点是强度高、导电性好和可塑性强。
常见的金属材料有钢铁、铝、铜和锌等。
钢铁具有较高的强度和硬度，广泛用于建筑和汽车制造。
铝具有良好的导电性和轻质特性，广泛用于航空航天和电子设备。
铜具有良好的导电性和导热性，广泛用于电线和管道制造。
锌具有抗腐蚀性，常用于镀锌处理和防腐蚀工艺。
二、塑料材料塑料是一种可塑性较强的常见材料，广泛应用于包装、家居用品和医疗器械等领域。
塑料的主要特点是轻质、耐腐蚀和绝缘性好。
常见的塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)等。
聚乙烯具有良好的抗冲击性和耐腐蚀性，广泛应用于塑料袋和瓶子制造。
聚丙烯具有较高的强度和刚性，常用于塑料容器和管道制造。
聚氯乙烯具有较高的耐腐蚀性和绝缘性，广泛应用于电线和建筑材料。
聚苯乙烯具有轻质和抗冲击性，常用于泡沫塑料和保温材料制造。
三、陶瓷材料陶瓷是一种脆性的材料，常用于制作建筑和家居装饰品。
陶瓷的主要特点是耐高温、耐磨和绝缘性好。
常见的陶瓷材料包括瓷器、砖瓦和玻璃等。
瓷器具有良好的绝缘性和装饰性，常用于制作餐具和艺术品。
砖瓦具有较高的硬度和耐磨性，广泛应用于建筑和道路铺设。
玻璃具有透明度和抗化学腐蚀性，常用于窗户和容器制造。
四、复合材料复合材料是由两种或更多种材料组合而成的材料，具有综合了各种材料特点的优点。
常见的复合材料有纤维增强复合材料和金属基复合材料等。
纤维增强复合材料由纤维和基础材料组成，常用于制造飞机和汽车零部件。
金属基复合材料由金属和其他非金属材料组成，常用于制造高温零件和船舶结构。
通过了解不同材料的特性，我们可以更加准确地选择和使用合适的材料。
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说明：材料耐腐蚀性能
含钼不锈钢： (316L)对于硝酸，室温下＜5% 硫酸，沸(00Cr17Ni14Mo2)腾的磷酸，蚁酸，碱溶液，在一定压力下的亚硫酸，海水，醋酸等介质，有较强的耐腐蚀性，可广泛用于石油化工，尿素，维尼纶等工业．海水，盐水，弱酸，弱碱；
哈氏合金B: 对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐（HB）腐蚀性，也耐硫酸，磷酸，氢氟酸，有机酸等非氧化性酸，碱，非氧化盐液的腐蚀；
哈氏合金C：能耐环境的氧化性酸，如硝酸，混酸或铬（HC）酸与硫酸的混合物的腐蚀，也耐氧化性的盐类，如Fe+++，Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀．如高于常温的次氩酸盐溶液，海水的腐蚀；
钛（Ti）：能耐海水，各种氯化物和次氯化盐，氧化性酸（包括发烟，硝酸），有机酸，碱等的腐蚀．不耐较纯的还原性酸（如硫酸，盐酸）的腐蚀，但如果酸中含有氟化剂时，则腐蚀大为降低；
钽(Ta)：具有优良的耐腐蚀性，和玻璃很相似．除了氢氟酸，发烟硫酸，碱外，几乎能耐一切化学介质腐蚀．
根据被测介质的种类与温度，来选定衬里的材质。
衬里材料主要性能适用范围
氯丁橡胶耐磨性好，有极好的弹性，<80℃、一般水、污水,Neoprene高扯断力，耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。
碱盐介质的腐蚀。
聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能，耐酸碱 <60℃、中性强磨损的
Polyurethane 性能略差。
矿浆、煤浆、泥浆。
聚四氟乙烯它是化学性能最稳定的一种 <180℃、浓酸、碱,PTFE 材料，能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质，酸、硝酸和王水，浓碱和各卫生类介质、高温种有机溶剂，不耐三氟化氯二氟化氧。
F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、〈180℃盐酸、硫,不粘性和不燃性与PTFE相仿，酸、王水和强氧化,F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等，卫生类介质。
能和低温柔韧性优于PTFE。
与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有交好的抗撕裂性能。
附录1.金属材料的耐腐蚀性能表1-1 常用合金纯金属的耐腐蚀性能
注：为了改善纯金属的机械性能，在冶炼过程中，根据需要加入微量的其它金属。
表1-2.接触介质部分材质的耐腐蚀性能参考表
RT
RT
RT
RT
RT
注：
标记：●耐蚀性能很好耐蚀性能一般○耐蚀性能差符号：RT 室温 BP 沸点。