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【精品课件】设备材料及防腐蚀

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第3章 1 设备材料及防腐蚀 [兼容模式]

第3章 1 设备材料及防腐蚀 [兼容模式]

一、布氏硬度 1、布氏硬度试验 原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相 应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状 态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一 种压痕硬度试验方法。 2、布氏硬度值 用球面压痕单位面积上所承受有平均压力表示。 3、优缺点 测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁)； 可测的硬度值不高；不测试成品与薄件；测量费时，效率低 4、测量范围 用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等.
2、泊桑比μ 泊桑比是拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵 向伸长之比。



d d

d1 d d

l l

l1 l l
对于各种钢材它近乎为一个常数，即μ＝0.3。 3、线膨胀系数αl 指温度每变化1℃材料长度变化的百分率。
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《腐蚀防护第十讲》PPT课件

《腐蚀防护第十讲》PPT课件
《腐蚀防护第十讲》PPT 课件
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影响腐蚀的构造因素
力学因素 外表状态与几何因素 异种金属组合因素 焊接因素
二、掌握材料的根本特性
首先了解各种材料的共性， 然后分析某些材料的特殊性质， 全面掌握各种材料的根本特性
三、材料选择的根本要点
耐蚀性 力学物理特性 加工成型工艺性能 材料价格与来源
第五章 非金属构造材料的耐蚀特性
第一节 高分子材料的腐蚀性和影响因素 第二节 耐腐蚀高分子材料 第三节 耐腐蚀无机非金属材料 第四节 碳-石墨 第五节 树脂基复合材料-玻璃钢的耐蚀性
合金获得耐蚀性 腐蚀产物膜〔机械钝态膜〕的保护性能
二、金属耐蚀合金化的途径
1、提高金属的热力学稳定性 〔贵金属，本钱高，难以推广〕
2、减弱合金的阴极活性
减小金属或合金中的活性阴极面积；通过 热处理的方法形成稳定的固溶体
参加析氢超电压高的合金元素〔增大合金 阴极析氢反响的阻力〕
3、减弱合金的阳极活性〔是最有效、应 用最广泛的方法〕
反而加大
镍〔Ni)：
热力学不够稳定 与Fe-Ni合金在硫酸、盐酸和硝酸中的腐蚀速率都随着
镍的含量的增加而减小； 镍在铁的基体中的耐蚀性不是钝化作用，而是使合金的
热力学稳定性提高 在氧化性介质和复原性介质中均有效
优势： 与铬配合参加铁中获得不锈钢； 综合了铬镍的优势，耐氧化性介质腐蚀也
耐复原性介质腐蚀； 形成奥氏体，具有良好的热加工性、冷变
酚醛树脂为8％～10％；不饱和聚酯树脂为4 ％～ 6％；有机硅树脂为4％～8％) 环氧固化物的马丁耐热度105～130℃ 常温下流动性好

设备材料及防腐蚀PPT课件

设备材料及防腐蚀PPT课件

18~19
460
720
17
(摘自GB/T1591-1994)
27
第27页/共71页
3.2.2.2. 不锈钢与不锈耐酸钢
一般称耐空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢为 不锈钢，称耐酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质的 钢为耐酸钢。习惯上这两种钢统称为不锈钢。 不锈钢按钢的金相组织可分为铁素体不锈钢、 奥氏体不锈钢、奥氏体——铁素体双相不锈钢 和马氏体不锈钢等。
①少量合金可提高钢的强度
16Mn与Q235-A、20两种钢材相比，含碳量接近，但 强度要高1/3，大型化工容器用16MnR制，质量比碳钢 轻 l/3（南京长江大桥）；而用15MnVR制造球形贮罐 可节省钢材约45%。
②少量合金可提高钢的耐低温能力
如09Mn2V(-70℃)、06MnNb(-90℃)
③少量合金可提高钢的耐腐蚀能力
18
第18页/共71页
③型钢
有圆钢、方钢、扁钢、角钢（等边与不等 边）、工字钢和槽钢。 圆钢与方钢主要用来制造各类轴件； 扁钢常用作各种桨叶； 角钢、工字钢及槽钢可做各种设备的支架、 横梁、塔盘支承及各种加强结构。
19
第19页/共71页
④铸钢和锻钢
铸钢用 ZG表示，如 ZG25、 ZG35等，用于制 造各种承受重载荷的复杂零件，如泵壳、阀门、 泵叶轮等。 锻钢有08、10、15、…、50等牌号。石油化工 容器用20、25等制作管板、法兰、顶盖等。
0.20
0.20
Mn
0.80 ~1.50 1.00 ~1.60 1.00 ~1.60 1.00 ~1.70 1.00 ~1.70
Si， 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55
机械性能 s ，MPa b ，MPa 5 ，%

材料腐蚀与防护-第十二章-防腐设计PPT课件

材料腐蚀与防护-第十二章-防腐设计PPT课件

腐蚀余量的大小，要根据具体情况而定。—般来说， 介质的腐蚀性越大，腐蚀余量也越大。对于管道和槽体， 由于所接触的往往是腐蚀性较强的介质，所以设计时壁 厚常为计算量的2倍。腐蚀余量一般局限于预计腐蚀率特 别高的结构部分，例如液-气交界区。
（2）局部腐蚀的强度设计
局部腐蚀类型较多．破坏形式相差较大。目前还很 难根据局部腐蚀的强度降低，采用强度公式对腐蚀余量 进行估算。
在选材的同时，应考虑行之有效的防护措施。适当的 防护如涂层保护、电化学保护及施加缓蚀剂等，不仅可以 降低选材标准．而且有利于延长材料的使用寿命。 （6）考虑材料的加工性能；
材料最后的选定还应考虑其加工焊接性能，加工后是 否可进行热处理，是否会降低耐蚀性。
12.2 防腐蚀结构设计
1） 合理的结构形式和表面状态
结构材料除具有一定的耐蚀性外一般还要具有必要的机械性能如强度硬度弹性塑性冲击韧性疲劳性能等物理性能如耐热导电导热光磁及密度比重等及工艺性能如机加工铸造焊接性能等
第十二章 防腐蚀设计
防腐蚀设计是材料腐蚀与防护研究中一个非常重要 的课题。通过正确运用已有的知识和经验，经过周密的 防腐蚀设计来减少和避免的损失。
·为避免高流速液体直接冲击容器壁，可在适当位置安装易 于拆卸的缓冲板或折流板．如图所示，还可以考虑采取加固 该处的容器壁的措施。
6） 防止环境诱发破裂
环境诱发破裂是由机械应力和腐蚀联合作用产生， 包括应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳。防止这类破坏的措施旨在 消除奴应力〔或交变应力)或腐蚀环境，或者可能时使两 者一并消除。
• 对应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳，在材料的数据齐全的情况下， 可能作出合适可靠的设计。 例如：在有应力腐蚀断裂危险的场合，设计时应保 证构件所受拉应力不超过该结构材料在实际应用环境中的 应力腐蚀临界应力。在可能出现腐蚀疲劳的场合，应保证 可变载荷不超过构件疲劳极限。

工业设备及管道防腐蚀工程技术标准培训课件

工业设备及管道防腐蚀工程技术标准培训课件

工业设备及管道防腐蚀工程技术标准培训课件第一部分：防腐蚀工程概述1. 防腐蚀工程的定义- 防腐蚀工程是指为了延长设备和管道的使用寿命，防止金属制品在化学、电化学、电解和其他环境条件下发生腐蚀而采取的一系列保护措施。

2. 防腐蚀工程的重要性- 防腐蚀工程是保障设备和管道正常运行的关键措施，能够减少设备维修频率、延长设备寿命、提高设备运行效率，降低维护费用。

3. 防腐蚀工程的目标- 延长设备和管道的使用寿命- 提高设备的安全性和可靠性- 减少设备的维护和维修成本- 保护环境，减少对环境造成的污染第二部分：防腐蚀工程技术标准1. 防腐蚀工程设计标准- 设备和管道材料的选择- 防腐蚀涂层的选择- 防腐蚀涂层施工标准- 防腐蚀工程验收标准2. 防腐蚀工程材料标准- 防腐蚀涂层材料标准- 防腐蚀管道材料标准- 钢结构防腐蚀材料标准3. 防腐蚀工程施工标准- 防腐蚀涂层施工工艺标准- 防腐蚀管道安装施工标准- 防腐蚀设备安装施工标准第三部分：防腐蚀工程常见问题及解决方案1. 防腐蚀涂层出现开裂、脱落问题- 原因分析：涂层粘结力不足、涂层干燥不充分、涂层施工工艺不当等- 解决方案：加强涂层表面处理、选用高品质涂层材料、严格控制涂层施工工艺2. 防腐蚀管道出现锈蚀、渗漏问题- 原因分析：管道材料选择不当、管道安装施工质量差、管道使用环境复杂等- 解决方案：使用高耐蚀管道材料、规范管道安装施工、定期检查管道使用情况3. 防腐蚀设备发生腐蚀、损坏问题- 原因分析：设备防护措施不到位、使用环境恶劣、设备质量差等- 解决方案：设备表面进行防腐蚀涂层处理、定期维护保养、加强设备使用管理第四部分：防腐蚀工程的发展趋势1. 新型防腐蚀材料的研发应用2. 高效防腐蚀工程施工技术的推广应用3. 环保防腐蚀工程技术的发展方向结语：防腐蚀工程是工业生产中一个至关重要的环节，对设备和设施的保护起着至关重要的作用。

只有加强对防腐蚀工程的重视，增强技术标准的执行力度，才能为企业带来实际的经济效益和社会效益。

材料设备的腐蚀防护与保温PPT课件

材料设备的腐蚀防护与保温PPT课件
2019/12/8
金属在海水中（中性氯化物溶液）缝隙腐蚀
-
o2 OH
+
M
ee
o2
+
Na
-
+
Cl Na
o2
+
M
o2
-
OH
-
OH
e
e
+
+M Na
+
o2
M
-
OH
e
-
Cl
+
Na
+
M
初期阶段
2019/12/8
+
Na
o2
-
Cl o2 o2
--
OH OH
o2
-
OH
e e
o2
-
OH
e
-
Cl
-
Cl
+
M
+
M
M+Cl-
2019/12/8
腐蚀原电池原理
2019/12/8
金属的电化学腐蚀
铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？
带有铁铆钉的铜板若暴 露在空气中，表面被潮湿 空气或雨水浸润，空气中 的二氧化碳、二氧化硫和 海边空气中的NaCl溶解其 中，形成电解质溶液，这 样组成了原电池，铜作阴 极，铁作阳极，所以铁很 快腐蚀形成铁锈。
M-
Cl
+
M
-
Cl (OH)
+
M
+
M
+
M
+
M
+-
M Cl
+
M
+
M
+

材料设备的腐蚀防护及保温PPT课件


2.1 材料设备的腐蚀与防护
2.1.2．腐蚀与防护基本原理
2.1.2.1. 金属的腐蚀：二、金属的电化学腐蚀
（1）电化学腐蚀的原理 1）电化学腐蚀定义：金属在电解质介质中形成短路的原电池， 发生氧化所导致的腐蚀；腐蚀过程中有电流流动。
2）腐蚀原电池原理： 组成：阳极、阴极、导体介质。
电极电位较低的金属形成阳极， 阳极
极化类型（P53）：活化极化 浓差极化 电阻极化
总之，产生极化作用具有防止腐蚀作用；是控制金属电化学腐 蚀速度的一个重要手段。
2.1 材料设备的腐蚀与防护
2.1.2．腐蚀与防护基本原理
2.1.2.1. 金属的腐蚀：二、金属的电化学腐蚀
（3）钝化 (P53)
钝化就是金属与介质作用后，失去其化学活性，变得更为稳 定的现象。钝化能千百倍地提高金属的耐蚀性能。
2.1 材料设备的腐蚀与防护
电化学腐蚀是一种最普 遍的金属腐蚀现象！
2.1 材料设备的腐蚀与防护
2.1.2．腐蚀与防护基本原理
2.1.2.1. 金属的腐蚀：二、金属的电化学腐蚀
主要内容：
（1）电化学腐蚀的原理 （2）极化现象
极化作用可以使金属腐蚀速度减缓 （3）去极化作用
氢去极化腐蚀 氧去极化腐蚀 去极化作用会加速金属的腐蚀 （4）金属的钝化 金属的钝化可提高金属的耐蚀性
防止：在生铁中加适量硅（5%—10%），形成SiO2提高 保护膜的保护性能，阻止氧气的渗入。
2.1 材料设备的腐蚀与防护
2.1.2．腐蚀与防护基本原理
2.1.2.1. 金属的腐蚀：一、金属的化学腐蚀
（3）防止钢铁气体腐蚀的方法
合金化：加入元素Cr、Al、Si,形成有效的保护层。 改善介质：通过设法改善介质成分。 耐高温氧化的陶瓷覆盖层。

材料腐蚀与防护课件：材料的腐蚀与防护

■ 原油中的硫有元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二 硫化物、噻吩类化合物以及相对分子质量大、结 构复杂的含硫化合物。元素硫、硫化氢和低分子 硫醇等能直接与金属作用而引起设备的腐蚀。
■ （3）环烷酸
■ 环烷酸RcooH(R为环烷基)是石油中一些有机酸 的总称。
■ 温度<220 ℃时，对金属无腐蚀性。 ■ 230~280 ℃腐蚀最大。 ■ 350 ℃，环烷酸汽化速率加剧，腐蚀加剧。 ■ 400℃以上，全部汽化，不产生腐蚀。
■ (4)氮化物
■ 石油中所含氮化合物主要为吡啶，吡咯及其衍生 物。原油中这些氮化物在常压装置很少分解。但 是在深度加工如催化裂化及焦化等装置中，由于 温度高，或者催化剂的作用，则分解生成了可挥 发的氨和氰化物。
■ （5）氢腐蚀
■ 氢渗透入钢材导致氢鼓泡、氢脆、脱碳等。
■ 2、炼油设备的腐蚀控制 ■ （1）工艺防腐技术 ■ （2）选用耐蚀材料 ■ （3）防腐涂镀层 ■ （4）阴极保护 ■ （5）加强管理和检修
■ 1、腐蚀环境 腐蚀物质： 腐蚀介质包含大气、钻井液和地层产出。 特点： 气、水、烃和固共存的多相流腐蚀介质 ； 高温高压环境 ； H2S、CO2、O2、Cl－和水分是主要腐蚀物质。
■ （1）氧气
■ 氧的腐蚀性受氧浓度、温度、pH值等因素的 制约。单一的氧腐蚀是均匀腐蚀，大气中的钻 井设备腐蚀就是氧腐蚀的典型代表。氧在水中 的溶解度随溶液温度的升高和矿化度的增加而 下降，因而，饱和盐水钻井液中含溶解氧量少， 其腐蚀性弱。
■ （2）内壁防腐 (a)涂料 (b)缓蚀剂
■ （3）正确选材，合理设计 ■ （4）加强科学管理、施工和维护
8.2 酸性气田中的腐蚀
■ 1、腐蚀环境 ■ 腐蚀的对象：油管、套管、井下工具。 ■ 腐蚀性物质：CO2、H2S和采出水、微生物。 ■ 腐蚀类型：
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常存杂质元素对钢材性能的影响
杂质：硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等。 硫：有害元素。有 “热脆”。应限制其含量。 磷：有害元素。有 “冷脆”。应限制其含量。 锰：有益元素，能减少“热脆” ，有脱氧能力。 硅：既有有害的一面，又有有益的一面。 氧、氮、氢：有害元素。
3.2.1 碳钢
1.碳钢的耐腐蚀性能
②中碳钢（含碳量0.3%～0.60%），如30、35、40、
45、50与55；综合机械性能良好； 常用45钢，可做齿轮、 传动轴、搅拌轴、连杆等。
③高碳钢（含碳＞0.6%），如60、65、70、80。60、
65钢主要用来制造弹簧，70、80钢用来制造钢丝绳等。
优质碳素钢的化学成分和性能
钢号 C
化学成分，%
0.18 0.17 0.18-0.28
0.30-0.65 0.30-0.70 0.35-0.80 0.35-0.80 0.40-0.70
0.30
0.050
0.045 F,b,Z
0.30
0.045
0.045 F,b,Z
0.30
0.040
0.040 Z
0.30
0.035
0.035 TZ
0.30 0.050 / 0.045 0.045 Z
化学成分
w( Mn) %
w( Si) %
w(S ) %
不大于
0.25-0.50 0.30
0.050
0.25-0.55 0.30 0.050 / 0.045
w( P) %
0.045 0.045
脱氧 方法
F,b,Z F,b,Z
Q235 Q255
A B C D A/B
0.14-0.22 0.12-0.20
Q195 Q215 Q235 Q255 Q275
A1；B1 A2；C2 A3；C3 A4；C4
C5
其中Q235-A，Q235-B有良好的塑性、韧性及加工工艺 性，为化工容器常用材料。其板材用作低压容器的壳体和零 部件，棒材和型钢用作螺栓、螺母等。
⑵优质碳素钢
硫、磷含量较普通碳素钢低。
牌号：用两位数字表示，表示平均含碳量的万分数。
如 45 钢，含碳量为 0.45 % 左右。 有08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、…80等。
优质钢
普通含锰量 较高含锰量
如45Mn，较高含锰量优质碳素钢。
按含碳量可分为：
①低碳钢（含碳＜0.25%），如08、10、 15、20、25；
强度低，塑性好，冷冲压和焊接性能好，在石油化工设 备中广泛应用。常用20钢，可做壳体、接管。
Q275 － 0.28-0.38 0.50-0.80 0.35
0.050
0.045 Z
碳素结构钢 新、老标准钢号对照
GB/T700-1988 标准
GB700-79 标准
A 类钢 —— 保证力学性能， 化学成分和力学性能均须保证 B 类钢 —— 保证化学成分，
C 类钢 —— 保证化学成分及力学性能。
3.1.2 物理性能
密度 熔点 线膨胀系数 导热性、导电性 弹性模数与泊桑比
3.1.3 化学性能
指材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用而引起的腐 蚀。
⑴耐腐蚀性：
金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的 抵抗能力。（化学腐蚀、电化学腐蚀）
⑵抗氧化性：
在高温下，钢铁不仅有自由氧的氧化腐蚀过程，还会与水蒸 气，CO2、SO2等气体产生高温氧化与脱碳作用，使钢的力 学性能下降，因此，高温设备必须选用耐热材料。
Mn
Si
S
s ，MPa
P
≥
08F 0.05-0.11 0.25-0.50 0.03 <0.035 <0.035 175 10 0.07-0.13 0.35-0.65 0.17-0.37 <0.035 <0.035 205 20 0.17-0.23 0.35-0.65 0.17-0.37 <0.035 <0.035 245 35 0.32-0.39 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035 315 40 0.37-0.44 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035 335 45 0.42-0.50 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035 355 50 0.47-0.55 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035 375 60 0.57-0.65 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035 400 65 0.62-0.70 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035 420
3.1.4 加工工艺性能
⑴可铸性：指液体金属的流动性和凝固过程中的收缩和偏析
倾向。灰铸铁和青铜铸造性好；
⑵可锻性 ：指金属承受压力加工（锻造）而变形的能力。
低碳钢的可锻性好，铸铁不能锻压加工；
⑶可焊性：指能用焊接方法使两块金属牢固地连接，且不发
生裂纹，具有与母材相当的强度。低碳钢的可焊性很好；
⑷切削加工性：指金属是否易于切削。灰铸铁的切削性很
在大气和水中易生锈，耐腐蚀性不好，但在碱性 溶液、液态金属、有机液体等中耐腐蚀性良好； 在强氧化性酸如浓硫酸中，产生钝化膜，耐蚀性 大大提高； 在碱性溶液中，生成保护膜，腐蚀性很小； 在酸和碱中，腐蚀均匀；
2.碳钢的分类与编号
低碳钢
按含碳量 中碳钢
高碳钢
按脱氧方式
镇静钢：Z 沸腾钢：F 半镇静钢：b
普通碳素钢
按品质 优质碳素钢
高级优质碳素钢
随着含碳量的增加， 钢的强度硬度增加， 而塑性韧性降低。
镇静钢，脱氧完全， 钢锭组织致密，质量 好。
优质钢，S、P杂质含 量低，质量好。
⑴普通碳素结构钢
含硫、磷杂质较多，钢的牌号由四部分组成。
Q 235－A F
脱氧方式：有Z、TZ、F、b四种， 其中Z和TZ可省略。
第3章 设备材料及防腐蚀
3.1 材料的性能
力学性能（机械性能） 物理性能 化学性能 加工工艺性能
3.1.1 力学性能
力学性能是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏 的能力。 ⑴强度：有常温S、b，高温、低温强度，疲劳强度等； ⑵硬度：有HB、HRC等； ⑶塑性：有δ、Ψ等。压力容器用材料的 5≥14%； ⑷冲击韧性：K，压力容器用材料 K =40~60J/cm2。
质量等级为A，共分A、B、C、D四级 屈服极限σs=235MPa 屈 普通碳素钢有 Q195、 Q215、 Q235、 Q255及 Q275五个 品种十种钢号。
牌号
Q195 Q215
碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988)
等级
－ A/B
w(C) %
0.06-0.12 0.09-0.15
好，低碳钢也有较好的切削加工性。
3.2 黑色金属材料
制药设
钢 合金钢 铸铁
材料
有色金属 Cu、Al、Ti 及其合金 有机非金属
非金属 无机非金属
钢铁——铁碳合金
碳钢：含碳≤2.11% 铁与碳组成的合金—铁碳合金
铸铁：含碳＞2.11%
含碳≤0.02％时称工业纯铁，其冶炼困难，价格 昂贵，塑性很好，但强度很低，一般不用。 工业常用铁碳合金。