过程装备腐蚀与防护课件-第七章

金属构件本身某些部位导电不良 电路通过介质时，介质中形成电场
杂散电流的腐蚀特点： 破坏区域集中 破坏速度较快
3、氯 氯对金属的腐蚀作用与含水量和温度有关
金属在不同含水量的氯中允许使用的温度极限
4、盐 酸
盐酸浓度↑、温度↑，金属腐蚀速度↑
5、烧 碱

氧去极化腐蚀

与碱的浓度有关
当浓度>30%时， 浓度↑，腐蚀↑
(一) 介质的腐蚀性 （2）硫酸的温度（T）
纯净的硫酸溶液 T↑→腐蚀率↑
(一) 介质的腐蚀性 （3）硫酸的流速
已具有保护膜的金属： T↑，流速↑ →腐蚀率↑
Cr18Ni8: 腐蚀率与流速和 硫酸中氧（氧化剂）的 含量有关
(一) 介质的腐蚀性 （4）酸中的氧及氧化剂（略）
（5）酸中的杂质（略） 塔器 贮槽 容器 涉及硫酸腐蚀的设备有： 冷却器 泵 管子 阀门
(一) 介质的腐蚀性—杂质 Fe 3+ 的作用
Fe 3+足量时，腐蚀速度↓ Fe 3+ 不足量时，腐蚀速度↑
(一) 介质的腐蚀性—杂质 SiO2 的作用
略
(一) 介质的腐蚀性— 含固物
7. 3 硫酸生产装置
(二) 浓硫酸冷却器的腐蚀与防护
（1）铸铁排管酸冷器

腐蚀情况及分析
防腐方法
（2）管壳式冷却器

腐蚀情况及分析
防腐方法
铸铁排管酸冷器 铸铁排管酸冷器
铸 铁 管 存 在 缺 陷
铸铁排管酸冷器
排 管 铸 造 质 量 差
密 封 点 多
硫 酸 温 度 高
硫 酸 流 速 高
降低浓硫酸 温度
P<50% : P↑→腐蚀速度↑ 可钝化金属（碳钢） P≈50%→极大值 70%>P>50% : P↑→腐蚀速度↓ 浓度> 70%→形成钝化膜
金属铅
P<78% : PbSO4 →腐蚀速度很小
90 %> P> 99% : PbHSO4→P↑, 腐蚀速度↑ P<78% : 不会发生析氢腐蚀
金属铜
90 %> P> 99% : 铜氧化腐蚀
(三) 硫酸泵 浓硫酸泵
硫酸泵 稀硫酸泵 金属泵
衬胶泵 非金属泵 陶瓷泵 高硅铸铁泵 硬铅泵
(三) 硫酸泵 （1）稀硫酸泵
(三) 硫酸泵 （2）浓硫酸泵
7. 4 磷酸生产装置
(一) 介质的腐蚀性 磷酸的腐蚀性能的影响因素:


温度与浓度
杂质
含固物
磷酸的生产方法
7. 4 磷酸生产装置
(一) 介质的腐蚀性--温度与浓度
弯头采用耐 腐蚀材料
保证排管铸 造质量
采用低铬合 金耐蚀铸铁
管壳式酸冷器
列 管 穿 孔 、 漏 酸 电 位 指 示 发 生 故 障 阴 极 布 置 不 合 理 酸 进 口 布 置 不 合 理
壳 层 酸 泥 沉 积
保证冷却水 水质
增设参比电 极电位校正 插座孔
合理布置 阴极
合理布置酸 进出口管
7. 3 硫酸生产装置
（三）典型装置防腐方法分析
（3）其他设备的防护
氯碱生产装置的防腐以材料为主

容器设备：采用非金属材料做衬里；涂料防腐 工艺管路通常采用非金属材质，部分内衬非金属。 特定功能的设备采用钛材 高纯高铬铁素体制造碱浓缩系统中的关键设备
7. 2 尿素生产装置
（一）介质的腐蚀特性
对设备腐 蚀最严重
1、尿素合成塔结构
离心式甲铵泵
高压甲铵泵 往复式甲铵泵 立式柱塞泵 高温高压的氨基甲酸铵溶液 卧式柱塞泵
（三）高压甲铵泵的腐蚀与防护
2、防腐蚀疲劳措施
防腐蚀措施
降低应力集中
组 合 阀 式 液 钢 结 构
选择耐腐蚀疲劳材料
提 高 内 表 面 粗 糙 度
进 排 液 组 合 阀
内 腔 交 角 圆 滑 过 渡

与金属的材料有关 腐蚀速度与PH值的 关系
（二）主要腐蚀形式 （源自文库）水线腐蚀
（2）缝隙腐蚀
（3）杂散电流腐蚀
（4）点蚀
（5）应力腐蚀破裂
（三）典型装置防腐方法分析
（1）金属阳极电解槽的防护
（三）典型装置防腐方法分析
（2）盐水预热器的防护
采用电法综合防护技术有效地防杂散电流 （1）采用绝缘装置 （2）采用强漏电断电装置 （3）采用排流接地装置 （4）采用等电位保护装置
在金属表面形成氧化层的研究上有创造性的见解
塔曼培养出上百名优秀的物理化学家和冶金学家 一生发表论文500余篇
7. 3 硫酸生产装置
(一) 介质的腐蚀性 硫酸的腐蚀性能的影响因素:

硫酸的浓度 硫酸的温度 硫酸的流速 酸中的氧(氧化剂) 杂质
(一) 介质的腐蚀性 （1）硫酸的浓度（P）
高压设备腐 蚀突出
7. 2 尿素生产装置
（二）尿素合成塔的腐蚀与防护
1、尿素合成塔结构
壳体 耐腐蚀衬里
检漏孔
T检测孔
尿素合成塔 （空筒形式）
塔板 内件
混合器
附件
进料管：下封头上 出料管：上盖
（二）尿素合成塔的腐蚀与防护 2、尿素合成塔主要腐蚀形态及分析
7. 2 尿素生产装置
（三）高压甲铵泵的腐蚀与防护
第七章 典型化工装置的腐蚀与防护分析
7. 1 氯碱生产装置
7. 2 尿素生产装置
7. 3 硫酸生产装置
7. 4 磷酸生产装置
7. 1 氯碱生产装置
腐蚀介质 腐蚀介质
腐蚀较 严重
氯碱的生产工艺通常有隔膜法、水银法和离子膜法
盐水
电解
NaCI溶液
湿氯、NaCI溶液、杂散电流 腐蚀介质 湿氯、硫酸 腐蚀介质 高浓度烧碱
足 够 的 铬 钼 含 量
降 低 钢 中 的 含 碳 量
不 锈 钢 的 夹 杂 物 少
控 制 锻 造 流 线

德国物理化学家,金属学和冶金学奠基人之一 1887年发现偏磷酸盐的同分异构现象（博士学位） 塔曼长期担任德国格丁根大学物理化学教授 结晶动力学的原理


金属学
冶金过程物理化学
氯处理
蒸发
碱浓缩
精制 固碱
（一）介质的腐蚀特性
1、食盐水溶液 金属在盐水系统中的腐蚀实质是氧去极化腐蚀
钢铁 材料
钛、钛钯 合金
阴极的极化作用主要是氧的浓差极化
√
金属的不均匀性 金属在盐水中腐蚀的影响因素： 介质的不均匀性
2、杂散电流 杂散电流的腐蚀是电解工业中一种特有 的腐蚀形式 产生杂散电流的原因：
7. 4 磷酸生产装置
(一) 介质的腐蚀性—杂质
F Cl SO42对腐蚀的促进作用
-,
不锈钢的钝化电流密度↑ 维钝电流密度↑
稳定钝化电位区↓
腐蚀速度↑
(一) 介质的腐蚀性—杂质 Fe 3+, Al 3+, Mg 2+ 的缓蚀作用
不锈钢的钝化电流密度↓ Fe 3+足量时，腐蚀速度↓ Fe 3+ 不足量时，腐蚀速度↑