渗铝钢防腐蚀(1)
铝及其合金的腐蚀及防蚀

铝及其合金的腐化与防蚀田尻胜纪一、铝的特点1.铝的机械性质3,与铁的3和铜的3对比,轻得多,密度:铝的密度为大概只有它们重量的 1/3。
强度:纯铝很软,强度值也低,可是增添铜,镁等元素制成合金,经淬火时效办理,强度值很高,再增添锌,则可获取更高的强度值。
铝合金经淬火和其余热办理能够获取各种各种的性质。
这些热加工均附带了热办理符号。
表1表示出日本工业标准的附带符号及其含义。
导电性:铝有较高的导电性,仅次于铜,约为铜的64%。
铝的密度只有铜的1/3,可是,当铝、铜的长度和重量相等时,铝的截面积却比铜大,经过的电流量可达铜的两倍。
利用这个长处,铝可用于高压输电线。
导热性:铝的导热率为①,约为铜的2/3,铁的3倍,简单导热,所以铝宽泛用于各种热互换器。
加工性:铝有优秀的展性和延性,简单进行压延、挤压、锻造、成形等塑性加工。
简单制成各种板、箔、型材、管、棒、线等各种形状的铝制品。
锻造性:铝的熔点℃,简单熔融。
别的,含有硅的铝熔液,流动性优秀,可用于制造铸件和压铸件。
表1 铝的热办理符号及其含义 热办理符号 符号的含义 基本符号 细分符号F 原制造状态(不经任何热办理 )O 退火H 加工硬化H 1 只经过加工硬化H2H3TT1T2T3T4T5T6T7T8T9T10加工硬化后经过适合的融化办理加工硬化后经过稳固性办理用热办理方法达到F、O、H之外的稳固质量高温加工冷却后自然时效高温加工冷却后进行冷加工,再自然时效固溶热办理后进行冷加工,再自然时效固溶热办理后再自然时效高温加工冷却后代工时效硬化办理固溶热办理后代工时效办理固溶热办理后进行稳固性办理固溶热办理后进行冷加工,再人工时效硬化办理固溶热办理后进行人工时效办理,再冷加工高温加工冷却后进行冷加工,再人工时效硬化办理接合性:铝能够利用焊接、钎焊、铆接、粘接等方法连结起来,宽泛应用于各家产界。
磁性:铝是非磁性资料,在磁场中不受影响,可用于与超导有关的机械、半导体基板等方面。
渗铝管道焊接方法

渗铝管道焊接施工方法天津二十冶建设有限公司张浩翔白金元蒋伟赵占磊王贤明1、前言渗铝是一种或多种金属原子渗入金属工件表层内的化学热处理工艺。
将金属工件放在含有渗入金属元素的渗剂中,加热到一定温度,保持适当时间后,渗剂热分解所产生的渗入金属元素的活性原子便被吸附到工件表面,并扩散进入工件表层,从而改变工件表层的化学成分、组织和性能。
根据不同的使用要求、渗铝可在碳钢、低合金钢及高铬镍合金钢基体上进行。
这些材料经过渗铝后,在其表面形成一层具有特殊性能的铁铝合金层,从而提高材料的抗高温氧化性能和耐腐蚀性能。
最常用的是热浸——扩散渗铝和固体粉末包埋渗铝两种方法。
我们所说到的渗铝工艺叫做“钢基热熔渗铝”,就是将钢材及钢制品置入在一定温度下的熔盐液体中,使其钢基表面充分活化和净化后,迅速提出并置入熔融液态铝中,浸渍适当时间后,使其刚集体形成一定厚度的金属间化合物、致密均匀的铝层和三氧化二铝氧化膜。
这种渗铝方法又叫“二溶法热熔渗铝”。
渗铝材料是碳钢表面的复合层,其中包括钢基体层——铁铝合金层;中层——纯铝层;外层——三氧化二铝氧化膜。
本文主要叙述渗铝管道焊接过程中积累的经验和应注意的事项,以及通过摸索得出的一套节约成本并保证工程质量的施工方法。
Array2、工法特点廉价的碳钢材料,经表层渗铝后,即具备耐磨、耐蚀、耐氧化特性。
具有较大经济价值,渗铝钢的母材一般为10#、20#的低碳钢,表面渗铝后,表面有0.1-0.3mm厚的渗铝层,该层的Al含量为20%-40%。
渗铝层硬度接近马氏体钢,耐蚀性与1Cr18Ni9Ti 不锈钢相当,耐氧化性优于不锈钢。
但经过此工艺处理的单件管道长度只能限制在900~1200mm之间,管道1组对过程中需大量的焊接,针对此种新的材料,本方法摸索出一套经济实用的焊接方法,从而节约工程成本,保证工程质量,加快工程进度。
3、适用范围应用在:空气预(换)热器、煤气预热器、热风炉、锅炉管、吹氧管、工业炉耐热件、退火罩、坩锅、环保除尘排烟设备、干燥炉、玻璃炉窑、水泥炉窑、燃烧器具上的各个系统渗铝管道的焊接。
渗铝钢换热管与管板焊接工艺规程( 机 密 )

渗铝钢换热管与管板焊接规程
1. 将渗铝钢管管头与冷换管板表面油污、铁锈、氧化皮等清理干净,无须磨掉管头表面渗铝层,但需磨掉管头端面渗铝层,或下料切掉管头端面渗铝层,以防止管头端面含铝量过高,影响焊接质量。
2. 采用钨极氩弧强度焊(角焊缝),二遍填丝。
3. 第一便填丝建议使用焊丝规格型号为φ1.4-φ1.6mm JG—50(H08Mn2SiA),第二便填丝建议使用焊丝规格型号为φ2.0mm JG—50(H08Mn2SiA)钨极选用φ2.5-φ3.0mm。
如管板堆焊不锈钢时,焊丝材质建议使用H1Cr 24Ni13。
4. 渗铝管头应露出焊接端面2.5-3 mm,焊接电流应控制在第一便填丝120— 140A,。
第二便填丝160— 180A,管头焊后不准有烧损击穿。
修补焊缝也应采用氩弧焊。
5. 冷换管束管头与管板焊后应进行贴账,不允许强度胀。
以上焊接规程不能代替焊接工艺,使用单位要根据以上规程进行焊接工艺评定,确定焊接工艺,以确保焊接质量。
非常重要∶1. 渗铝管供货长度不小于6030mm,因穿管前要进行二次定尺下料,在焊接前应将非下料一端磨掉管头端面渗铝层,以防止管头端面含铝量过高,产生裂纹。
2. 管板及折流板孔加工公差尺寸应增加0.2mm。
φ25的渗铝管,保证管板孔径不小于φ25.6,折流板不小于φ25.9;φ19的渗铝管,保证管板孔径不小于φ19.6,折流板不小于φ19.9。
抚顺市天隆石化设备防腐厂技术科。
钢结构防腐蚀方法

钢结构防腐蚀方法钢结构在建筑和基础设施中被广泛应用,但是由于长期受到环境和化学物质的侵蚀,容易发生腐蚀现象。
为了延长钢结构的使用寿命,采取有效的防腐蚀方法至关重要。
本文将就钢结构防腐蚀方法进行探讨。
1. 防腐涂层钢结构表面的涂层是最常见也是最有效的防腐蚀方法之一。
防腐涂层可以阻隔空气、水分和化学物质对钢材的侵蚀,从而延长钢结构的使用寿命。
常见的防腐涂层包括油漆、环氧树脂涂层和聚合物涂层等,选择合适的防腐涂层对于钢结构至关重要。
2. 电镀防腐电镀是一种利用电化学原理,在钢结构表面形成一层金属或合金的涂层来防止腐蚀的方法。
电镀可以提供较为均匀的保护层,有效延长钢结构的使用寿命。
常见的电镀方法包括镀锌、镀镍和镀铬等,根据不同环境和要求选择适合的电镀方法。
3. 阴极保护阴极保护是一种通过外部施加电流,使钢结构表面形成保护性电化学反应的方式来防止腐蚀。
阴极保护可以有效降低钢结构的腐蚀速度,延长使用寿命。
常见的阴极保护方法包括热浸镀锌、电泳涂层和阴极保护剂等,选择合适的阴极保护方法可以提高钢结构的耐腐蚀性能。
4. 合金化处理合金化处理是通过在钢结构中添加合金元素,改善钢的化学成分和晶体结构,以提高其耐腐蚀性能的方法。
合金化处理可以有效提高钢结构的耐候性和耐腐蚀性,延长使用寿命。
常见的合金化处理方法包括添加铬、镍、铜等元素,根据不同要求选择合适的合金化处理方法。
5. 表面处理表面处理是一种通过改变钢结构表面的物理和化学性质来提高其抗腐蚀性能的方法。
常见的表面处理方法包括喷砂清理、化学抛光和阳极氧化等,选择合适的表面处理方法可以有效延长钢结构的使用寿命。
综上所述,钢结构防腐蚀方法多种多样,根据不同环境和要求选择合适的防腐蚀方法对于延长钢结构的使用寿命至关重要。
通过科学合理的防腐蚀措施,可以有效减少钢结构的腐蚀速度,提高其耐候性和耐腐蚀性能,确保钢结构长期稳定运行。
希望以上内容能对您有所帮助。
钢结构防腐蚀工艺

钢结构防腐蚀工艺钢结构在现代建筑和工程中广泛应用,但它们也面临着严重的腐蚀问题。
为了保护钢结构的耐久性和可靠性,正确选择和应用防腐蚀工艺是至关重要的。
本文将介绍一些常见的钢结构防腐蚀工艺,并探讨它们的优缺点。
一、涂层防腐涂层防腐是钢结构中最常用的防腐蚀方法之一。
该工艺涉及对钢结构表面涂覆一层耐腐蚀性良好的涂料,以防止空气、水和化学物质对钢材的侵蚀。
涂层防腐工艺具有施工简便、成本较低、可靠性高等优点。
常见的涂层材料包括油漆、聚合物、环氧树脂等。
然而,涂层防腐也存在一些局限性。
首先,涂层的寿命较为有限,通常需要定期重新涂覆以保持保护效果。
其次,涂层可能会受到物理损伤,例如割伤、划伤等,从而降低其防腐蚀的效能。
此外,涂层对于钢结构的几何形状和复杂性有一定限制,不适用于某些特殊结构。
二、镀层防腐镀层防腐是利用电化学原理,在钢结构表面形成一层金属镀层,以提供有效的防腐保护。
镀层防腐工艺通常采用镀锌、镀铝、镀镍等方法。
镀层防腐的优点在于能够覆盖整个钢结构表面,提供持久的防腐保护。
此外,镀层还能够起到降低钢结构与外界环境接触的效果,进一步减少腐蚀的可能性。
然而,镀层防腐也存在一些问题。
首先,镀层的厚度不易控制,过厚会导致结构变形,过薄则可能无法达到预期的防腐效果。
其次,镀层在造成钢结构原始颜色改变的同时,也可能会对其外观造成一定影响。
此外,由于镀层防腐工艺的复杂性和成本较高,其在一些情况下可能不适用。
三、有机涂料喷涂有机涂料喷涂是近年来被广泛采用的一种钢结构防腐蚀工艺。
该工艺通过喷涂高固体含量的有机涂料,使其在钢结构表面形成一层保护层。
有机涂料喷涂的优点在于施工方便、覆盖性好、耐候性强。
此外,有机涂料还能够对钢结构进行在场维护,延长其使用寿命。
然而,有机涂料喷涂防腐蚀也存在一些不足之处。
首先,喷涂过程需要严格控制温度和湿度等环境条件,否则可能影响涂层质量。
其次,涂层的厚度可能存在不均匀性,从而导致防腐效果不一致。
钢渗铝表面强韧化研究

中 国 科 技 论 文
CHI NA S CI ENC EPAPER
Vo 1 . 8 No . 2
F e b . 2 0 1 3
钢 渗 铝 表 面 强韧 化 研 究
刘 霄 , 令
摘
莉 , 张宝军 , 李 辉
( 1 .山 东大学材料液 固结构 演变与加 工教 育部 重点 实验 室, 济南 2 5 0 0 0 0 ; 2 .青 岛西海岸 医院, 山 东青 岛 2 6 6 0 0 0 )
要: 利用热浸渗铝工 艺对 4 5 / Q2 3 5钢进行处理 , 利 用高倍 视频金相显微镜 、 场发 射式扫描 电镜和 HX D - 1 0 0 0 C型显微硬度计
分析 热浸 渗铝 钢的微观组织和性 能。钢经 渗铝处理 后 , 钢基 体 强度、 硬度 和 韧性略 有提 高。钢渗 铝后在 金属表 面形 成厚度 为 1 0 0  ̄3 0 0 m, 由 A1 2 O 。・ F e O、 F e A1 。和 F e A1 等多种金属 间化合物组成 的渗铝层 , 其结构致 密且完全覆盖在金属表 面, 具有良 好 的抗氧 化性能。显微 硬度测试和 电化 学腐蚀 实验 表明: 钢经渗铝 后, 其合金相硬度较 高, 具 有较好 的耐磨性 , 合金层表 面的渗
・
Fe O,F e Al 3 a n d F e 2 A1 5 wa s f o u n d o n t h e s t e e l s u r f a c e ,wh i c h c o u l d p r e v e n t ox i d a t i o n . Th e h a r d n e s s t e s t s a n d e l e c t r o c h e mi c a l
渗铝资料

②合金层主要是η相Fe2AL5且达到:
a.孔隙级别:1~3级
b.裂纹级别:碳钢0~3级、合金钢1~4级
c.界面类型:A、B、C合格
①纯铝层厚度是40~80μm或涂覆量90~180g/m2
②化合物层主要是θ相FeAL3且:
a.厚度不得超过7μm才能保证附着力和可加工性
b.不能无化合物层,无化合物层则是假镀或漏镀
特性
①优良的耐热性能(抗高温氧化性),一般比母材的使用温度高200~250℃,在抗高温氧化方面:
a.碳钢渗铝达800~850℃(不宜超过927℃),可替代1Cr18Ni9Ti
b.1Cr18Ni9Ti渗铝达1000℃(不宜超1150℃)基本可替代Cr25Ni20
c.Cr25Ni20渗铝可应用在1250℃高温高硫气氛
铝白色(纯铝色)
表层
构成
①主要是厚度≥100μmη相的Fe2AL5层和少量合金过渡层
②在合金层外有AL2O3层
①主要是厚度40~80μm纯铝层
②在纯铝层与本体间有θ相的FeAL3化合物层和少量固熔体
工艺
追求优异的合金层—属热处理工艺
追求附着的纯铝层—属表面涂覆工艺
产品
指标
①合金层厚度≥100μm或涂覆量≥280g/m2
②优异耐高温硫化物及V2O5腐蚀性
③耐磨性能好
④渗层较脆,渗后不宜加工或碰撞
⑤可焊性差,需采用特定方法焊接
①耐大气、海洋大气及工业气氛腐蚀
②耐SO2、H2S、Na2SO4及氨水腐蚀
③耐磨性能差
④有良好的可加工性
⑤有较好可焊接性(但纯铝层已坏)
应用
应用在≥450℃中高温、高硫环境
钢结构的防腐蚀措施

钢结构的防腐蚀措施钢结构在建筑和工程领域中广泛应用,因其具有高强度、轻质和可塑性好等优点,但其主要缺点之一是易受腐蚀的影响。
在环境中,金属表面与介质相互作用,导致钢结构的腐蚀,进而降低其力学性能和使用寿命。
为了有效防止钢结构的腐蚀,下面将介绍几种常见的防腐蚀措施。
1. 高性能涂层高性能涂层是应用最广泛的防腐蚀技术之一。
涂层可以形成一层保护膜,隔绝钢结构与周围环境的直接接触,从而避免腐蚀的发生。
其中,聚合物涂层是一种常见的高性能涂层,其具有良好的抗腐蚀性和耐久性。
常见的聚合物涂层包括环氧涂层、聚氨酯涂层和聚酯涂层等。
在施工时,应注意涂层的均匀性和厚度,以确保其防腐蚀效果。
2. 阳极保护阳极保护是一种通过在钢结构表面形成保护层来防止腐蚀的技术。
阳极保护利用电化学原理,将一个更易受腐蚀的金属作为阳极,与钢结构构成电池,并通过外加电流的方式使阳极发生腐蚀,从而保护钢结构。
常见的阳极保护方法包括锌电极保护和铝电极保护。
在选择阳极材料时,应根据具体工程条件和环境要求进行选择。
3. 电镀镀层电镀镀层是一种将一层金属沉积在钢结构表面的技术,以形成一种具有良好抗腐蚀性的层。
常见的电镀镀层包括镀锌、镀铬和镀镍等。
镀锌是最常用的电镀镀层,其通过在钢结构表面覆盖一层锌,形成一种防腐蚀的屏障。
镀铬和镀镍主要用于提高钢结构的装饰性和耐磨性。
4. 热浸镀热浸镀是在钢结构表面形成一层锌的保护层的方法。
这种方法通常适用于大型钢构件,如钢桥梁和钢塔等。
热浸镀通过将钢构件浸入熔融的锌中,使其表面形成一层均匀的锌层,以提供有效的防腐蚀保护。
热浸镀具有较长的使用寿命和良好的耐候性。
5. 防腐蚀涂料防腐蚀涂料是另一种常用的防腐蚀措施。
这些涂料具有抗腐蚀性能,并能够有效保护钢结构免受外部介质的侵蚀。
防腐蚀涂料通常分为有机涂料和无机涂料两种类型。
有机涂料可以形成一种柔软的保护膜,提供有效的防腐蚀及耐久性。
无机涂料由于其耐高温性能常用于高温环境中。
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渗铝钢防腐蚀
1、渗铝钢机理
1.1渗层形成机理
碳钢渗铝的渗层是渗入铝原子同基体铁原子相互扩散而形成的铁铝合金层,即金属的固溶体层或金属间化合物层。
一般情况下渗层的形成包括下述基本过程,渗铝剂介质分解过程:在一定温度下,介质中各组分发生化学反应,形成渗入元素的活性组分铝原子,并供给基体金属表面;活性组分向表面扩散:活性组分通过界面向金属基体表面扩散,反应产物离开表面向外逸散,影响这一过程的主要因素是温度、气流状态;活性铝原子的吸收过程:吸收过程包括活性原子溶入基体金属中,形成表面固溶体层或金属化合物层,即最初的渗层;渗剂中铝原子进一步扩散过程:随着渗剂金属原子的继续吸附和吸收,已溶入的金属原子在高温下向基体碳钢内部扩散,同时,基体碳钢中的金属原子也向渗铝层里面扩散,从而使渗铝层增厚,即渗铝层的增长过程。
图1-1:渗铝钢微观形貌图
1.2 耐腐蚀机理
热浸渗铝钢具有双层结构:表面纯铝层与Al-Fe合金层。
在腐蚀过程中;纯铝层的表面形成致密、无渗透性有Al2O3保护膜;这层保护膜可以阻碍腐蚀介质向基体渗铝层内部扩散,阻止腐蚀反应的继续发生,从而起到保护基材的作用。
当如果遇到Cl-等卤离子介质时;Al2O3保护膜会发生点蚀,当纯铝层被腐蚀失效时,Al-Fe合金层可以继续起到保护作用;原理是:Al-Fe合金层的铝含
量是由外到内逐渐降低,Al-Fe合金层外表面同样可以形成Al
2O
3
保护膜,同时
纯铝层
铁铝合金层基材
合金中Fe元素的腐蚀产物也可以阻止腐蚀反应的进一步发生,在Al-Fe的双重作用下,渗铝钢抗Cl-腐蚀的能力大大地提高。
实践证明,在海水和H
2S、SO
2
介质中,渗铝钢的耐蚀性远远优于镀锌钢、不
渗铝钢(18-8);在特殊情况下(H
2
S环境下),优于316L不锈钢。
2、渗铝钢在国内外的发展及应用
1931年起以耐热性为目的,德、英、法国开始进行镀铝实用化研究。
1939年美国阿姆柯公司用原有的森吉米尔法进行带钢热镀铝-硅(7.5%~9.0%)合金的工业试验,拉开了工业化生产的序幕。
为了提高镀铝钢材的耐蚀性,1955年钢材热镀纯铝问世,随着汽车工业的发展,1958年后,镀铝钢板大量用作汽车的排气管和消音器,使其寿命延长数倍之多,从而进一步促进了镀铝钢板的发展。
1959年美国钢铁公司、1961年美国内陆钢铁公司、加拿大钢铁公司、法国齐格莱公司、英国涂层金属公司等均相继建立了镀铝钢板生产线。
50年代初,日本开始对镀铝钢板生产技术进行研究,有日新制钢、富士制铁等公司。
数年后,日本钢管公司从美国Armco钢铁公司引进了钢板生产线。
此外,联邦德国Tyssen 公司也开始生产镀铝钢板。
总之,50年代末和60年代初的3-5年是镀铝钢板迅速发展的时期。
70年代后,国外钢带连续热浸镀铝生产工艺技术得到了迅速发展。
溶剂法钢材热浸镀铝技术国外从40年代开始进行研究,50年代实现工业化生产,目前工艺技术成熟,产品广泛应用于耐腐蚀和耐高温氧化领域。
生产方法美国多采用二浴法卧式炉,日本采用一浴法卧式炉、苏联多采用立式炉。
由于溶剂法热浸镀铝件品种多,难以实现自动化大批量生产,所以在高工资国家导致产品成本高,发达国家自70年代达到顶峰后,其发展并不明显,一直维持其原有的水平,近年逐渐从发达国家向发展中国家转移。
我国虽然早在50年代末开始起步,但真正有成效的发展,还是在70年代末以后。
现在主要用于公路护栏板中,在石油化工行业的管道、换热器,发电厂的水冷壁,汽车的排气管道中也有应用。
1998年,重庆垫江两基渗铝钢铁塔中用到了渗铝钢角钢;湖北凤磁Ⅱ线55#直线塔拉线棒中用到渗铝钢为湖北一家渗铝钢企业在大约15年前生产(目前该企业已不存在),5年前做过一次维护,敲掉外面的维护层后,露出的表面铝层呈银灰色,可见有较好的防腐效果。
3、公司简介
湖北交投四优钢科技有限公司是由湖北省交通投资有限公司投资相对控股的混合所有制企业,于2012年12月注册成立,注册资本5000万元。
公司主要从事新型节能环保渗铝钢材料研发、生产和销售,属于国家高新技术企业,公司的新型渗铝钢技术和规模生产处于国内领先水平。
四优钢公司于2013年10月与中科院院士杨叔子教授及研究团队,达成合作协议,成功建立“院士专家工作站”。
技术研发实力雄厚,具备完全自主知识产权,在渗铝钢领域已取得十多项国家技术发明专利和实用新型专利,先后被评为“湖北省科协系统优秀创新团队”、“宜昌市科协系统先进单位”、“宜昌市科技型中小企业创新成长工程试点企业”。
4、新型渗铝钢工艺原理简介
新型渗铝钢材料是利用感应电流快速加热热浸渗铝技术,将铝原子瞬间渗进钢铁表面并形成晶态铁铝合金层和纯铝覆盖层,最终生成由渗铝层表面增强的钢基复合新材料。
纯铝层决定了渗铝钢材的耐候、耐蚀及光热反射等特性;铁铝合金层则决定了渗铝钢材的耐热性、耐高温氧化性、耐磨性、高硬度等特性。
图4-1: 电网电力铁塔渗铝样品
图4-2:宜昌枝城化工园现场使用效果图(左图:与镀锌对比;右图:使用一年以后)5、渗铝钢的经济性
目前的热浸镀锌价格在1300元/吨左右,渗铝钢加工价格为2000~4500元/吨,一次性建设成本高于镀锌钢,但计算全寿命周期内的维护费等费用后,渗铝钢成本有可能低于镀锌钢。
镀锌铁塔理论的使用寿命为50年左右,对于一般大气环境地区,热镀锌铁塔一般10年左右维护一次;而沿海腐蚀较严重地区,一般不少于5年就要维护一次,维护一次的费用大约为850元/吨;一次维护这后,每年都要进行一次维护。
累计成本在3000-4000元/吨。
采用新型渗铝技术生产加工的渗铝钢,可以保证:在普通大气环境下,使用寿命可长达50-70年,而且免喷漆维护费用;在沿海地区大气腐蚀环境下,使用寿命是20-30年。