资料第七章常用化工防腐化方法及施工技巧.ppt

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1、第七章 常用化工防腐蚀方法及施工技术,1 表面清理2 表面覆盖层3 电化学保护4 缓蚀剂,第一节 表面清理,无论采用金属的或非金属的覆盖层，也不论被保护的表面是金属还是非金属，在施工前均应进行表面清理，以保证覆盖层与基底金属的良好结合力。表面清理包括采用机械或化学、电化学方法清理金属表面的氧化皮、锈蚀、油污、灰尘等污染物，也包括防腐施工前的水泥混凝土设备的表面清理。,一、机械清理,机械清理主要是利用机械力除去金属表面的锈层与污物。基本方式有两种:（1）借助机械力或风力带动工具敲铲除锈；（2）用压缩空气带动固体磨料喷射到金属表面，用冲击力和摩擦方式除锈。,1 手工除锈 用钢丝刷、锤、铲等工具除锈

2、。为了减轻劳动强度，提高效率，发展了多种风动、电动的除锈工具，在大型的比较平坦的金属表面，还可采用遥控式自动除锈机。缺点：劳动强度大、效率低，除锈效果适用于覆盖层对金属表面要求不太高时或其他方法不方便应用时。,2 气动除锈 气动除锈装置所用的气压为0.40.6MPa，现场用氧气瓶即可满足动力要求，振动频率为70Hz，装置重1.9kg，小巧灵活，便于携带。例如：对于局部破坏的搪玻璃设备，现场修复时对表面要求非常高，不但锈要除得干净，还要有很好的粗糙度，气动除锈装置可满足上述要求。,3 喷射除锈（喷砂除锈）喷射清理法是由表压为0.06MPa左右的压缩空气将磨料喷到金属表面，靠冲击与摩擦力除去锈层和

3、污物。磨料：激冷铁砂、铸钢碎砂、铜矿砂、铁丸或钢丸、金刚砂、硅制河砂、石英砂等。喷砂清理装置由空气压缩机、喷砂罐、喷嘴等组成。移动式的喷砂设备还便于现场施工。,优点：喷砂清理法不仅清理迅速、干净，并且使金属表面产生一定的粗糙度，使覆盖层与基底金属能更好地结合。缺点：粉尘问题，必须采取有效措施以保护操作人员的身体健康。除操作人员自身防护外，还可以采用下列方法以避免硅尘的危害。采用铁丸代替石英砂，可避免硅尘。,湿法喷砂：将砂与水在罐中混合，然后像干法喷砂一样操作。水中要加入一定量的亚硝酸钠，以防止钢铁生锈。但是这种方法在有些场合不适用，并且大量的水和湿砂都要处理，冬天还会结冰，所以受到一定限制，化

4、工厂用的不多。密闭喷砂：将喷砂的地点密闭起来，操作人员不与粉尘接触，这是一种较为有效的劳动保护方法。,喷砂后应用压缩空气将金属表面的灰尘吹净，并在八小时内涂上底漆或采用其它措施防止再生锈。在南方潮湿的天气，喷砂后要设法尽快徐上底漆。其他：抛丸清理法、高压水除锈、抛光、滚光、火焰清理等方法，可根据具体情况选用。,二、化学、电化学清理,1 化学除油 沾在金属表面的油污，影响表面覆盖层与基底金属的结合力，因此，不论是金属的或非金属的覆盖层，施工前均要除油。尤其是电镀，微小的油污都会严重影响到镀层的质量。对于酸洗除锈的工件，如有油污，酸洗前也应除油。,（1）有机溶剂清洗（汽油）清理时可将工件浸在溶剂中

5、，或用干净的棉纱（布）浸透溶剂后擦洗。由于溶剂多数有毒，所以应注意安全。（2）碱液清洗。一般用氢氧化钠及其他化学药剂配成溶液，在加热的条件下进行除油处理。（3）合成洗涤剂清洗 对于小批量的电镀工件，油污不很严重时可用。,2 电化学除油 将金属置于一定配方的碱溶液中作为阴极（阴极除油法）或阳极（阳极除油法），配以相应的辅助电极，通以直流电一段时间，以除去油污。特点：效果好，速度快，主要用于一些对表面处理有较高要求，而工件形状又不太复杂的场合。,3 酸洗除锈 将金属在无机酸中浸泡一段时间以清除其表面的氧化物。常用的酸溶液：硫酸、盐酸或硫酸与盐酸的混合酸。为防止酸对基体金属的腐蚀，常在酸中按一定配方

6、加入缓蚀剂。升高酸温可提高酸洗效率（注意安全）。酸洗可采用浸泡法，淋洗法及循环清洗法等。酸洗后先用水洗净，然后用稀碱液中和，再用热水冲洗和低压蒸汽吹干。,酸洗膏除锈：用酸洗的酸加上缓蚀剂和填料制成膏状物，用它涂在被处理的金属表面上，待锈除掉后，用水冲洗干净，再涂以钝化膏(重铬酸盐加填料等)。使金属钝化以防再生锈。酸洗膏含有磷酸，可起磷化作用，酸洗后不必进行钝化处理，可以保持数小时不锈。,4 锈转化剂清理 将锈转化剂的两种组分按一定比例混合后1h，采用刷涂、辊涂等方法涂于钢铁表面，利用锈转化剂与锈层反应，在钢铁表面形成一层附着紧密、牢固的黑色转化膜层。优点：高效经济。转化膜有良好的结合能力、施工

7、周期短、工作效率高、劳动强度低、工程费用省、无环境污染等。,三、混凝土结构表面处理,混凝土和水泥砂浆的表面作防腐覆盖层以前需要进行处理。要求表面平整，没有裂缝、毛刺等缺陷，油污、灰尘及其他脏物都要清理干净。（1）烘干 新的水泥表面防腐施工前要烘干脱水，一般要求水分不大于5-6%。如果是旧的水泥表面，则要把损坏的部分和腐蚀产物都清理干净。如带酸性还要用稀的碳酸钠中和而后用水冲洗干净，待干燥至水分含量不大于5-6%时，方可进行施工。（2）表面找平 水泥砂浆：找平层起翘、分层、脱壳等；树脂胶泥：效果好，但要多费一些树脂。,第三节 电化学保护,根据金属电化学腐蚀理论。（1）把处于电解质溶液中的某些金属

8、的电位降低，可以使金属难于失去电子，从而大大降低金属的腐蚀速度，甚至可使腐蚀完全停止。（2）把金属的电位提高使金属钝化，人为地使金属表面形成致密的氧化膜，降低金属的腐蚀速度。通过改变金属/电解质溶液的电极电位从而控制金属腐蚀的方法称为电化学保护。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。,一、阴极保护,阴极保护是在金属表面上通入足够的阴极电流，使金属电位变负，并使金属溶解速度减小。（1）牺牲阳极保护 依靠电位较负的金属(例如锌)的溶解来提供保护所需的电流，在保护过程中，这种电位较负的金属为阳极，逐渐溶解牺性掉，所以称为牺性阳极保护，实质上它们构成了电偶腐蚀电池。（2）外加电流阴极保护 依靠外部的电源来

9、提供保护所需的电流，这时被保护的金属为阴极，为了使电流能够通过，还需要用辅助阳极。,阴极保护发展简史 目前阴极保护技术已经发展成熟，广泛应用到土壤、海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物等的腐蚀控制。1834年法拉第阴极保护原理奠定基础1890年爱迪生提出强制电流保护船舶1902年柯恩实现了爱迪生的设想1905年美国用于锅炉保护1906年德国建立第一个阴极保护厂1913年命名为电化学保护1924年地下管网阴极保护,1 原理 从电化学腐蚀的热力学角度来看，阴极保护就是改变被腐蚀金属的电位，使它向负方向进行即阴极极化。,2 主要参数（1）最小保护电位。阴

10、极保护时，使腐浊过程停止时的电位，其数值等于腐蚀电池中阳极的平衡电极电位。常用这个参数来判断阴极保护是否充分。但在实际上，未必一定要达到完全保护。一般容许在保护后有一定程度的腐蚀，必须注意保护电位不可太负，否则可能产生“过保护”，即达到了析氢电位而析氢，引起金属的氢脆。最小保护电位与金属材料、环境介质的组成、浓度等因素有关。一些参数可以从文献中查到，但一般应通过实验来测定。,（2）最小保护电流密度（次要保护参数）使金属腐蚀速度达到最低程度所需的最小电流密度称为最小保护电流密度。数值的大小与金属材料种类、表面状态、介质条件等有较大关系。一般介质的腐蚀性越强，所需的保护电流密度越大。同时，当金属活

11、性增大，表面粗糙度加大，介质的温度、压力、流速加大或保护系统的总电阻减小时都会增大保护电流密度。,3 应用条件（1）材料 对被保护的金属材料在所处的介质中容易发生阴极极化，即只要通以较小的阴极电流就可以使其电位较大地负移，否则进行阴极保护时耗电量太大（如碳钢、铅、铜及其合金等）。处于钝态的金属，如果外加阴极极化可能使其活化而加速腐蚀，因而不宜用阴极保护。,（2）介质条件 被保护的金属必须处在电解质溶液中才能受到阴极保护，同时被保护结构周围的电解质溶液的量要大，以建立连续的电路，保护电流才可通过电解液层均匀分布到金属表面各部分使之得到保护。一般适用介质：土壤、中性盐溶液、河水、海水、碱、弱酸溶液

12、（如磷酸、有机酸等）。注意：对腐蚀性强的电解质因所需保护电流很大、消耗电能大，不宜采用阴极保护，在大气、气体介质及其它不导电的介质中不能应用阴极保护。,（3）结构 被保护设备的结构形状一般不宜太复杂，结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电流密度大，远离辅助阳极部位电流密度小，得不到足够的保护电流。甚至不起保护作用，产生所谓“遮蔽现象”。,4 应用 阴极保护主要用在水和土壤中的金属结构上，但一般必须用于设备结构简单、介质腐蚀性不太强的环境中。阴极保护除可防止一般的均匀腐蚀外，还可以防止一些材料的点蚀、晶间腐蚀、冲击腐蚀、选择性腐蚀等。,二、阳极保护,阳极保护是将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相

13、连，在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度显著降低，使设备得到保护。,1 原理 使处在腐蚀区的金属电位正向移动，进入钝化区。只有对活性-钝性型的 金属通以外加阳极电 流才可使它阳极极 化，从而在一定的电 解质溶液中建立和维 持钝态。,具有钝化特性的金属结构在进行阳极保护时，将它接在直流电源的正极上，通以一定的电流。E临，i临：金属开始钝化随后电位继续升高，电流密度下降至最小值，即维持金属钝化膜的稳定所需的电流密度即维钝电流密度i维，金属的电位维持在钝化区内，对于没有饨化特征的金属，不能采用阳极保护。,2 主要参数（1）临界电流密度

14、i临 越小表示金属不必有很大的阳极极化电流即可使金属钝化，这样所需的电量就小，可选用小容量的电源设备，同时也减少被保护金属在建立钝化过程中的阳极溶解。（2）维钝电流密度 i维 表示维持金属设备的钝态所需电流密度的大小，i维越小表示金属在维持饨态下的溶解速度小(也即钝化时的腐蚀速度小)，保护效果好，同时也说明了维持金属钝化所需电量消耗少，节省运行费用，因而越小越好。,（3）钝化区电位范围。钝化区电位范围越宽越好，范围越宽，保护过程中允许被保护设备的电位变化范围越宽，在操作运行过程中不会因电位受外界因素影响而造成设备的活化或过钝化，可靠性好。这样，对控制电位的电器设备与参比电极的要求就不必太高。钝

15、化区电位范围受金属材料、腐蚀介质的成分、浓度、温度及pH值的影响。,3 应用条件（1）阳极保护只能应用于具有活性-钝性型的金属；而且由于电解质成分影响钝态，它只能用于一定环境。（2）阳极保护不能保护气相部分，只能保护液相中的金属设备。对于液相，要求介质必须与被保护的构件连续接触，并要求液面尽量稳定。介质中的卤素离子浓度超过一定的临界值时不能使用，否则这些活性离子会影响金属钝态的建立。（3）i临和i维这两个参数要求越小越好。,4 应用（1）硫酸生产中的结构物，如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等。（2）氨水及铵盐溶液中结构物，碳化塔、氨水储槽等。,*三、联合保护,单独采用阴极保护或阳极保护对

16、大面积结构或设备的保护要消耗较大的电流，因而常与其他方法联合使用，可减少耗电量，称为联合保护。（1）阴极保护与涂层的联合保护（2）阴极保护与缓蚀剂的联合保护（3）阳极保护与涂层的联合保护（4）阳极保护与缓蚀剂的联合保护,四、阳极保护与阴极保护的比较,阳极保护和阴极保护都属于电化学保护，适用于电解质溶液中连续液相部分的保护，不能保护气相部分。（1）从原理上讲，一切金属在电解液中都可进行阴极保护，而阳极保护只适用于金属在该介质中能进行阳极钝化的条件下，否则会加速腐蚀，因而阳极保护的应用范围比阴极保护要窄得多。,（2）阴极保护时，不会产生电解腐蚀，保护电流也不代表腐蚀速度。如果电位控制得当，可以停止

17、腐蚀。阳极保护开始要大电流建立钝化，这个临界电流要比日常保护电流大百倍，因此电源容量要比阴极保护大得多。而且阳极保护要经过较大的电解腐蚀阶段，钝化后仍有与维持电流密度相近的腐蚀速度。,（3）阴极保护时电位偏离只是降低保护效率，不会加速腐蚀，而阳极保护电位郊果偏离钝化电位区则会加速腐蚀，为此阳极保护一般采用恒电位仪控制在最佳保护电位。（4）对强氧化性介质(强腐蚀性介质)如硫酸、硝酸，采用阴极保护时需要的电流很大，工程上无使用价值。但强氧化性介质却有利于生成钝化膜，可实施阳极保护。（5）如果电位过负，阴极保护时设备可能有产生氢脆的危险。而阳极保护时设备是阳极，氢脆只会发生在辅助阴极上，危险性要小得

18、多。,（6）阴极保护的辅助电极是阳极，可以溶解，要找到强腐蚀性化工介质中在阳极电流作用下耐蚀的阳极材料不大容易，便得阴极保护在某些化工介质中的应用受到限制。而阳极保护的辅助电极是阴极，本身也得到一定程度的保护。,总结：（1）在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护；（2）在既可采用阳极保护，也可采用阴极保护，并且二者保护效果相差不多的情况下，则应优先考虑采用阴极保护；（3）如果氢脆不能忽略，则要采用阳极保护。,第四节 缓蚀剂,在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法，称为缓蚀剂保护。而这种能阻止或减缓金属腐蚀的物质就是缓蚀剂，又叫腐蚀抑制剂。优点：投资少，收效快，使用

19、方便，应用广泛等；缺点：有极强的针对性；同时缓蚀剂只能用在封闭和循环的体系中，且不适宜在高温下使用；存在污染及废液回收处理问题。,一、分类,1 按缓蚀剂对电极过程所产生的主要影响，可分为阳极型，阴极型和混合型三类。2 按缓蚀剂所形成的保护膜的特征，可分为氧化膜型、沉淀膜型、吸附膜型。P133 Tab.7-14 各种类型缓蚀剂及其分类依据,二、影响因素,1 浓度的影响 浓度对缓蚀效率的影响，一般有三种情况（1）缓蚀效率随缓蚀剂浓度的增加而提高。大多数有机及无机缓蚀剂在酸性及浓度不大的中性介质中，都属于这种情况。（2）缓蚀效率与浓度的关系有一极值，当浓度增大到一定数值后再增大浓度，缓蚀效率反而降低

20、。盐酸介质中的醛类缓蚀剂亦属这类情况。使用注意用量。（3）当浓度不足时，缓蚀剂不但不起缓蚀作用，反而加速金属腐蚀。因此对这类缓蚀剂应加足用量。大多数的阳极型缓蚀剂均属这种情况。,2 温度的影响（1）缓蚀效率随温度的升高而降低。大多数有机及无机缓蚀剂均属这种情况；（2）缓蚀效率在一定的温度范围内不随温度变化而变化。用于中性水溶液和水中的不少缓蚀剂都属于这种情况；（3）缓蚀效率随温度的升高而提高。如硫酸溶液中的二苄硫、二苄亚枫等。这类缓蚀剂在介质温度较高时，有较大的实用价值。,3 流速的影响（1）缓蚀效率随介质流速的增加而降低。大多数缓蚀剂都属于这种情况；（2）缓蚀效率随介质流速的增加而提高；（3

21、）缓蚀效率随介质流速的增加在缓蚀剂浓度不同时出现不同的变化。介质中的一些杂质如Fe3+、S2-等对缓蚀效率也有较大影响，使用时应当注意。,三、应用,1 在水和中性盐类溶液中的应用 水是应用缓蚀剂减缓腐蚀最多的介质之一。它能溶解多种物质，所以不可能有一种适应各种水的缓蚀剂。而要根据水中含盐的浓度、pH值、溶解氧的浓度以及干扰物质的浓度等具体情况而定。2 在酸性溶液中的应用3 在碱性溶液中的应用 P134 Tab.7-15；P135 Tab.7-16,化工防腐蚀管理,一、从全面腐蚀控制的概念考虑防腐蚀管理（1）设计中的防腐蚀管理；（2）加工制造过程中的防腐管理；（3）贮运安装过程中的防腐管理；（4

22、）生产过程中的防腐管理；（5）设备维修过程中的防腐管理。二、开展腐蚀调查（1）定期腐蚀检查；（2）腐蚀事故调查；（3）专题腐蚀调查；（4）系统腐蚀调查。,课后作业,预习：第七章 第二节作业：P136 思考题 1、6、7,第七章 常用化工防腐蚀方法及施工技术,1 表面清理2 表面覆盖层3 电化学保护4 缓蚀剂,第二节 表面覆盖层,用耐蚀性能良好的金属或非金属覆盖在耐蚀性能较差的材料表面，将基底材料与腐蚀介质隔离开，以达到控制腐蚀的目的，这种保护方法称为覆盖层保护法。这样的硬盖层称为表面覆盖层。表面覆盖层保护法是防腐蚀方法中最普通最实用，也是最重要的方法之一。它不仅能大大提高基底金属的耐蚀性能，而

23、且能节约大量的贵重金属和合金。表面覆盖层有金属覆盖层和非金属覆盖层两大类。,一、金属覆盖层,金属镀层和金属衬里两大类。1 金属镀层 电镀、化学镀、热喷涂（喷镀）、热浸镀等。这类覆盖层多数是有孔的，并且很薄。喷镀虽可喷得很厚，但仍是多孔的。因此，这类覆盖层应考虑到它们在介质中的电化学行为，才能起到应有的防护效果。,（1）阳极性覆盖层 覆盖层的电极电位比基体金属的电极电位负。使用时，即使覆盖层的完整性被破坏，也可作为牺性阳极继续保护基体金属免遭腐蚀。阳极性覆盖层的保护性能主要取决于覆盖层的厚度，覆盖层越厚，其保护效果越好。在一定条件下的锌、镉、铝对碳钢为阳极性覆盖层。,（2）阴极性覆盖层 覆盖层的

24、电极电位比基体金属的电极电位正。使用时，只能机械地保护基体金属免遭腐蚀，一旦覆盖层的完整性被破坏，将使基体金属腐蚀。阴极性覆盖层的保护性能取决于覆盖层的厚度和孔隙率，覆盖层越厚，孔隙率越低，其保护性能越好。一般情况下，镍、铜、铅、锡等对碳钢为阴极性覆盖层。,由于金属的电极电位随介质条件的变化而变化，因此，金属覆盖层是阳极性覆盖还是阴极性覆盖层也不是绝对的。例如，通常锡的电极电位比铁正，对铁而言是阴极性覆盖层，但在有机酸中，锡的电极电位比铁负，对铁来说却成了阳极性覆盖层。所以，金属覆盖层的性质取决于环境和具体情况，在选择这类覆盖层时，应充分考虑这一问题。,热 喷 涂,（1）定义 压缩空气将利用热

25、源形成的熔融态的金属或非金属，喷射在基体表面，而获得金属覆盖层的方法，称为热喷涂。,热喷涂的特点：使零件表面获得各种不同的性能，耐磨、耐热、耐腐蚀、抗氧化、润滑等性能。1 工艺灵活，工件从工件小到10mm的内孔大到大型构件的表面都可以进行喷涂，既可以在室内工作，也可以在野外进行。2 应用广泛，可以在许多材料表面上进行喷涂，金属、合金、陶瓷、水泥、塑料、石膏、木材。3 涂层厚度可以控制，从几十微米到几厘米。4 可喷涂的材料多，金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料。5 生成效率高，每小时可喷涂数千克喷涂材料。6 工件受热温度在250度下，不会发生畸变或改变淬火组织。,（2）

26、热喷涂原理喷涂过程的四个阶段a 加热熔融阶段 喷涂材料被加热达到熔化或半熔化状态。b 熔滴雾化阶段 熔化的喷涂材料被雾化，喷度材料熔化后，在高速气流的作用下，熔滴被击碎成小颗粒形成雾状。c 雾滴飞行阶段 细小的雾状颗粒在气流的推动下向前飞行，颗粒获得一定的动能。d 强烈碰撞形成涂层阶段 颗粒冲击基体表面发生碰撞、变形、凝固和堆积。涂层形成分四个阶段：碰撞变形凝固收缩,（3）热喷涂的分类根据所用的热源来分类：火焰喷涂、电弧喷涂、高频喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂、激光喷涂、电子束喷涂等；按涂层加热和结合方式分：喷涂：涂层与基体形成机械结合，基体不需熔化。喷熔：涂层经再加热重熔，涂层与基体互溶并扩散形

27、成冶金结合。,（4）热喷涂材料 热喷涂的材料按形状可以分为线材、棒材、粉末。按材料的组成成分可分为金属、合金、自熔性合金、复合材料、陶瓷、塑料等。热喷涂线材 碳钢及低合金钢丝，常用的有85碳素结构钢丝、T85碳素工具钢丝；不锈钢丝；铝丝；锌丝；钼丝；锡、锡合金丝；镍、镍合金丝；铅、铅合金丝；铜、铜合金丝；复合喷涂丝。,热喷涂粉末a 金属及金属合金粉末b 陶瓷粉末c 复合材料粉末d 塑料,（5）热喷涂方法 气体火焰线材喷涂 以氧乙炔火焰作为热源，把喷涂的线材或棒材以一定的方式送到火焰区加热熔化，借助压缩空气使其雾化成颗粒，喷射到基体表面形成涂层。优点：设备简单，成本低，手工操作灵活方便，应用于曲

28、轴，柱塞等设备中；缺点：喷出的熔滴大小不均匀，导致涂层不均匀和孔隙大等缺陷。,气体火焰粉末喷涂 以氧乙炔焰为热源，借助高速气流将喷涂粉末吸入或火焰区，加热到熔融或高塑性状态，喷射到粗糙的工件表面形成涂层。工艺过程：表面前处理（工件要预热到100200度）喷涂打底层粉末（厚0.10.15mm）喷涂工作层粉末涂层加工,电弧线材喷镀在喷嘴端部成一定的角度（3060）的连续送进的两根金属丝分别与直流电的正负极相连，在金属丝的端部短接的瞬间，由于高电流密度，使两根金属丝间产生电弧，将两根金属丝端部同时熔化，在电源作用下，维持电弧稳定燃烧；在电弧发射点的背后由喷嘴喷射出的高速压缩空气使熔化的金属脱离金属丝

29、并雾化成颗粒，在高速气流作用下喷射到基体表面形成涂层。,与火焰喷涂相比具有如下优点：（1）热效率高，6070；（2）生成效率高，电弧喷涂时两根丝同时给进，所以喷涂效率高，电弧喷涂的速度是火焰喷涂的三倍以上；（3）喷涂成本低；（4）涂层结合强度高；（5）可以制备假合金涂层，只需利用两根成分不同的金属丝便可制备假合金涂层，获得一些特殊的功能。,等离子喷镀 将一定量的粉末注入喷抢的同时，引入一定量的氧乙炔混合气体，将混合气体点燃引爆产生高温（3300）使粉末加热到高塑性或熔融状态，以高速射向工件表面，形成高强度、高密度的涂层。,（6）热喷涂操作 热喷涂预处理（表面处理）目的：为提高基体与涂层表面的结

30、合强度，在热喷涂前要对基体表面进行预处理，使工件表面有一定的洁净度、粗糙度，才能获得高结合强度的涂层。,操作参数a 喷涂距离：喷嘴端面到基材表面的射流轴线距离，一般100150mm为宜；b 喷涂角度：喷涂射流轴线与基材表面切线之间的夹角，一般不能小于45；c 喷枪移动速度：喷涂过程中喷枪沿基材表面移动的速度，一般为718m/min。,封闭处理 热喷涂涂层的孔隙率大小不一，连贯性不同，封闭作为一种后处理方法，以填充孔隙，防止或阻止腐蚀介质侵入到集材表面。常用的封闭剂：乙烯基树脂、酚醛、改进型环氧酚醛树脂、聚氨酯树脂、硅树脂等。,（7）热喷涂应用 在钢铁构件上喷涂锌、铝、不锈钢等耐腐蚀金属或合金涂

31、层，对钢铁构件进行长效防护；在钢铁构件电弧喷铝，可容易产生微区的渗铝层用于防止高温氧化，工作温度为120870。短效保护可达1150；在钢铁件上喷涂不锈钢或其他耐磨金属，用于耐磨蚀防护。,电 镀,利用直流电或脉冲电流作用从电解质中析出金属，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法叫电镀。用电镀的方法得到的镀层多数是纯金属，如金、铂、银、铜、锡、镍、福、铬、锌等，但也有合金的镀层，如黄铜、锡青铜等。优点：电镀层与工件的结合力较强，且具有一定的耐蚀和耐磨性能，但有一定程度的孔隙率。电镀主要用于细小、精密的仪器仪表零件的保护、抗磨蚀的轴类的修复等。另外，由于电镀层外表美观，故常用于装饰。,电镀时将待镀

32、件作为阴极与直流电源的负极相连，将镀层金属作为阳极与直流电源的正极相连，电镀槽中放入含有镀层金属离子的盐溶液及必要的添加剂。阳极：镀层金属溶解(如CuCu2+2e)阴极：溶液中的镀层金属离子析出(如Cu2+2e Cu)。阳极的镀层金属不断溶解；同时在作为阴极的工件表面不断析出，使工件获得镀层。,化 学 镀,定义：利用化学反应使溶液中的金属离子析出，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法叫化学镀。优点：不需消耗电能；不受工件形状的影响，只要镀液能达到的地方均可获得均匀致密的镀层；可做到基本无孔，故耐蚀性良好。一般情况下化学镀层较薄，可采用循环镀的方法获得较厚的镀层。,缺点：镀层的质量不易保证；对

33、镀前表面处理要求很高；对镀液成分、温度及其它操作指标的控制均要求较严，应用受到一定的限制。在化工防腐蚀中用得较多的是化学镀镍磷合金。化学镀层由于抗氧化能力强，且导电性好，在电子行业中可代替镀银。,热浸镀和渗镀,热浸镀是将工件浸入盛有比自身熔点更低的熔融金属槽中，或以一定的速度通过熔融金属槽，使工件涂敷上低熔点金属覆盖层。用这种方法难以得到均匀的镀层。对金属进行热浸镀的条件：只有当基体金属与镀层金属可以形成化合物或固溶体时才可进行，否则熔融金属不能粘附在工件表面。,渗镀是利用热处理的方法将合金元素扩散入金属表面，以改变其表面的化学成分，便表面合金化，故渗镀又叫表面合金化。在防腐蚀中用得较普遍的是

34、渗铝，机械工业中渗碳、渗氮是常用的方法。优点：渗铝钢耐热，抗高温氧化，也可防止多种化学介质的腐蚀。,2 金属衬里 把耐蚀金属衬在基底金属(一般为普通碳钢)上，如衬铅、衬钛、衬铝、衬不锈钢等。衬里的方法多种多样。铅衬里也可用作块状材料(如耐酸砖、板等)衬里的中间层，铅可衬也可搪，搪铅就是把铅熔融搪在金属表面上，可以起到衬铅的作用，并且紧密地熔焊在基底金属上，不会鼓泡。但铅蒸汽有毒，必须加强安全措施，以防中毒。,双金属 用热轧法将耐蚀金属覆盖在底层金属上制成的复合材料。如在钢板上压上一层不锈钢板或薄镍板，或将纯铝压在铝合金上，这样就可以使价廉的或具有优良机械性能的基底金属与具有优良耐蚀性能的表层合

35、金很好地结合起来，达到节省材料或提高强度的目的。这类材料一般都有定型产品。,特点：无论是双金属还是金属衬里，一般都是完整无孔的，且都具有一定的厚度，只要施工得当，就可起到该材料应有的耐蚀作用。,二、非金属覆盖层,（一）涂料覆盖层 用涂料保护设备、管线、建筑物的外壁和一些静止设备的内壁等方面的防护。优点：施工简便，适应性广，修理和重涂容易，成本和施工费用较低。缺点：涂层比较薄，难形成无孔的涂膜，力学性能较差。,1 涂层的保护机理（1）隔离作用 但是膜薄，而且有孔隙；（2）缓释作用 使金属表面钝化或生成保护性的物质；（3）电化学作用 加入电位更负的金属，牺牲阳极的阴极保护，同时腐蚀产物填满空隙。,

36、2 涂料覆盖层的选择（1）涂层对环境（包括介质、温度、摩擦情况等）的适应性；（2）被保护的基体材料与涂层的适应性，如钢铁与混凝土表面直接涂刷酸性固化剂的涂料时，钢铁、混凝土就会遭受固化剂的腐蚀。使用时必须注意它们的适用范围；（3）施工条件的可能性，如热固化环氧树脂涂料就必须加热固化；（4）涂层的配套，底漆与面漆必须配套使用方能起到应有的效果，否则会损害涂层的保护性能；（5）经济上的合理性。,3 涂覆方法（1）涂刷法（2）注涂法（3）喷涂法 热喷涂 静电喷涂（注意安全）（4）电泳涂装（水溶性涂料）,4 施工技术（1）表面清理（2）涂底漆（防蚀、防锈、防水）（3）涂刮腻子（平整物面）（4）中间涂层

37、（补填腻子细孔，提高黏结力）（5）涂刷面漆（涂层耐蚀性能）（6）养护（自然固化或加热固化）,（二）玻璃钢衬里1 树脂的选用树脂：环氧、酚醛、呋喃、聚酯等。环氧树脂具有良好的机械性能和耐蚀性能，特别是耐碱性极好，耐磨性也较好，与金属及多种非金属的附着力很好，但不耐强氧化性介质。,2 玻璃纤维的选用 中碱（用于酸性介质）或无碱（用于碱性介质）无捻粗纱方格玻璃布。厚度：0.20.4mm 经纬密度：（44）或（88）纱根数/cm2,3 玻璃钢衬里层结构 屏蔽作用，耐蚀、抗渗以及与基体表面有良好的黏结强度。（1）底层（防止钢铁返锈，提高黏结强度，环氧树脂）（2）腻子层（填补基体表面不平的地方，提高玻璃纤

38、维制品的铺覆性能）（3）玻璃钢增强层（增强作用，提高抗渗性）（4）面层（富树脂层，良好的致密性、抗渗能力、耐蚀、耐磨能力）衬层越厚，抗渗耐蚀性能越好（3-4mm）。,4 施工工艺基体表面处理涂刷底层刮腻子 衬布养护质量检查,（三）橡胶衬里 把由橡胶、硫磺和其它配合剂混合而成的生胶板按一定的工艺要求衬贴在设备表面后，再经硫化而制成的保护层。优点：整体性较强、致密性高、抗渗形强；具有一定的弹性、韧性较好，抵抗机械冲击和热冲击，可应用于受冲击或磨蚀的环境中。用途：单独作为设备内防护层，也可作砖板衬里的防渗层。分类：天然橡胶（为主）、合成橡胶,1 橡胶板的选用（1）硬质胶：更好的耐蚀性、耐热性、抗老化

39、及对气体抗渗性能较佳，与金属的黏结力强；（2）半硬质胶：化学稳定性与硬质胶相似，耐寒性好，能承受冲击，与金属的黏结力良好；（3）软质胶：较好的弹性，承受较大的变形，耐蚀性、抗渗性和与金属粘结性较差。P118 Tab.7-1,2 衬胶层结构选择（1）不太重要的固定设备衬单层硬橡胶，用于气体介质或腐蚀、磨损都不严重的液体介质的管道，也可只衬一层胶板。（2）一般都采用衬两层硬质胶或半硬质胶，在有磨损和温度变化时可用硬橡胶板作底层，软橡胶板作面层。（3）如果环境特别苛刻，其结构可按具体条件选用。可考虑衬三层，一般衬一层软胶板或一硬一软的三层衬里结构。以上所指的胶板的厚度一般均为2-3mm，如果采用1.

40、5mm厚的胶板，考虑到衬里层太薄时，可适当增加层数，但一般不超过三层。,3 硫化方法的选择 把衬贴好的橡胶板用蒸汽加热，使橡胶与硫化剂(硫磺)发生反应而固化的过程。硫化后使橡胶从可塑态变成固定不可塑状态，经硫化处理的衬胶层具有良好的物理、力学性能和稳定性。（1）蒸汽加热硫化（2）加压缩空气硫化 缩短硫化时间，对衬里层质量也有好处，但是操作比较复杂。,4 施工技术基体表面处理刷胶浆修整缺陷刷胶浆胶板贴合中间检查硫化检查及修补,（四）砖板衬里 在金属或混凝土设备的表里衬以耐腐蚀砖板从而达到对设备的防腐蚀作用。优点：较好的耐蚀性、耐热性和机械强度。缺点：抗冲击性、热稳定性较差，施工周期长。,1 常用

41、胶泥的品种、成分、配比及主要性能 砖、板衬里的黏结剂俗称胶泥，是砖板衬里的主要材料之一。主要组成：黏结剂、固化剂、耐腐蚀填料及添加剂。分类：水玻璃胶泥和树脂胶泥 P124 Tab.7-8,（1）水玻璃胶泥水玻璃耐酸胶泥是以水玻璃为胶合剂，氟硅酸钠为硬化剂，加入定量的填料调制而成的。分类：钠水玻璃胶泥和钾水玻璃胶泥配比：对于水玻璃一般要求有一定模数(即水玻璃中的氧化硅与氧化钠的比值)，填料为辉绿岩粉、石英粉等。按一定的比例调配，随配随用。关于水玻璃耐酸胶泥的配方，由于影响其性能的因素很多，故推荐的配比也不尽相同，所以最好是根据具体的材料和施工条件参照有关规程和其他文献资料进行一定的试验而后确定。

42、特点：水玻璃耐酸胶泥的耐蚀性是很好，对于硝酸和浓硫酸等介质目前仍然是经济适用的胶合材料。但是这种胶泥是多孔性材料，抗渗性不强，耐稀酸和耐水性都不理想。,（2）树脂胶泥树脂胶泥为一系列合成树脂配制的胶泥的总称。树脂胶泥就是以树脂为主体加入粉状填料及各自的硬化剂等调制而成的胶泥。分类：酚醛胶泥、呋喃胶泥、环氧胶泥、改性胶泥配方：树脂胶泥的具体配方多种多样，特别是改性的胶泥，其配方变化更大。所以具体应用时最好很据具体情况参照有关规程和文献资料通过试验而后确定。,特点：树脂胶泥的抗渗透性好，粘结强度好。特别是环氧胶泥的粘结力很好。酚醛、呋喃胶泥都比较脆，粘结强度比较差。但耐酸性环氧不如酚醛，耐碱性环氧

43、比不上呋喃。使用：在稀的非氧化性酸中和多种盐类溶液中，多采用环氧-酚醛或环氧-呋喃胶泥作胶合剂。环氧-呋喃胶泥可用于耐碱或酸碱交替的设备；用于衬不透性石墨板或粘接石墨热交换器时，采用石墨粉为填料的胶泥（环氧胶泥），可获得相当高的黏结强度。,酚醛胶泥 酚醛胶泥使用于大多数无机酸、有机酸、有机化合物、中性介质和稀酸介质等作用的场合，但不应用与铬酸、次氯酸等氧化性酸和碱性介质作用的场合。呋喃胶泥 呋喃胶泥包括糖醇胶泥、糖酮胶泥、糖酮-甲醛胶泥和YJ胶泥。呋喃胶泥适用于大多数有机酸、无机酸、有机溶剂、碱性介质和酸碱交替等作用的场合，但不应用于氧化性酸、胶类化合物和卤素等作用的场合。除介质腐蚀性不强的情

44、况外，呋喃胶泥应采用热处理固化。YJ胶泥最高使用温度不应超过140。,环氧胶泥 环氧胶泥应用较少，适用于大多数溶剂、稀酸、碱性或中性溶液以及某些酸碱交替作用的场合，但不适用于酮类、酯类、芳香烃、卤素和氧化性介质等作用的场合。改性胶泥 改性胶泥适用于一般酸碱介质交替作用的场合，也适用于化学稳定性要求底于酚醛胶泥或呋喃胶泥，而物理机械性能要求高于酚醛胶泥或呋喃胶泥的介质作用场合。,2 胶泥的配制机械配制：成分充分搅匀，搅拌效果较好；人工搅拌：配制量较少时，效果较机械搅拌 差，一般用塑料或搪瓷容器。,3 常用砖板的品种、成分及主要性能（1）耐酸陶瓷（耐酸砖板和耐酸耐温砖板）优点：耐腐蚀性优异（除HF

45、，热浓酸碱等），强度高，孔隙率小、介质不易渗透。缺点：质地较脆，抗冲击能力差，传热系数低，不宜用于需要传热的设备。区别：耐酸砖板稳定性差，不适用于温差变化大的场合。耐酸耐温砖板热稳定性较好，用于某些急热急冷的部位。,（2）铸石板（辉绿岩铸石板）以辉绿岩、玄武岩、工业废渣加入一定的掺合剂和结晶剂，经高温熔化、浇铸成型、结晶、退火等工序而制成的。耐蚀性：形成结构致密的普通辉绿石晶体，表面形成一层硅的铝氧化物薄膜。优点：耐腐蚀性优异（除HF，热浓酸碱等），强度高，硬度高、孔隙率小、介质不易渗透。缺点：脆性较大，不耐冲击，传热系数小，热稳定性差，不能用于有温差巨变的场合。,（3）不透性石墨 石墨分天然

46、石墨和人造石墨两种，在防腐中应用的主要是人造石墨。人造石墨是由无烟煤、焦碳与沥青混捏压制成型，于煅烧炉中煅烧而成。优点：良好的耐腐蚀性能，导热性能非常好，耐热性与热稳定也很好。缺点：强度较低，质地较脆，不耐冲击，孔隙率高，介质易渗透。,不透性石墨：较高的强度，抗渗性和较低的孔隙率。但耐热性和热稳定性较石墨要差，但远好于树脂，常用于需要传热及温差变化较大的场合。浸渍石墨：将石墨加工成板材，然后以合成树脂或水玻璃浸渍、固化而成。压型石墨：以石墨粉与合成树脂混合后，在加热状态下进行挤压与固化，制成各种规格的板材过管材。,4 砖板的加工仔细挑选清洗干净，烘干备用砖板预排（排列尺寸不够时用碎砖板或胶泥填

47、塞）砖板加工：至适当尺寸，使之与实际需要的尺寸相符。手工（手锤和錾子）或用砖板切割机加工。,5 砌筑、衬里操作（1）一般规定 衬里结构：单层、多层、复合衬里a 单层砖板衬里结构适用于下列设备：（1）介质为气相的设备；（2）介质腐蚀性或渗透性不大的非重要设备；（3）用于隔热或防磨损需要的设备。,b 双层砖板衬里结构适用于下列设备：（1）介质腐蚀性或渗透性较强的设备；（2）操作压力或温度较高的设备；（3）其他使用条件较苛刻的设备。三层砖板衬里结构仅适用介质强腐蚀、强渗透的设备。除特殊情况（如无条件使用复合衬里结构）外，设计不宜采用此种结构。,c 复合衬里结构适用下列设备：除介质渗透性不大情况外，采

48、用水玻璃胶泥或陶砖（板）的设备；介质渗透性或腐蚀性强的设备；操作温度剧变温度较大或承受振动的设备（在这种情况下隔离层应选用弹性材料）；其他使用条件较苛刻的设备。,砖板排列原则a 立衬设备的环向缝为连续缝，轴向缝应相互错开；卧衬设备的轴向缝为连续缝，环向缝应相互错开；两层或两层以上的砖板衬里层，内外层之间的砖板缝亦应相互错开。b 砖板缝错开的距离不应小于砖板尺寸的1/3，且不小于15mm。,砖缝形式挤缝：指砖板衬砌时，将衬砌的基体表面按1/2结合层厚度涂抹胶泥，然后再砖板的衬砌面涂抹胶泥，中部胶泥量应高于边部，然后将砖板按压在应衬砌得位置，用力揉挤，使砖板间及砖板与基体间的缝隙充满胶泥的操作方法

49、。揉挤时只能用手压，不能用木锤敲打，挤出的胶泥应及时用刮刀刮去，并保证结合层的厚度与胶泥缝的宽度。勾缝：指采用抗渗性较差、成本较低的胶泥（水玻璃胶泥）衬砌砖板，而砖板四周砖缝用树脂胶泥填满的操作方法。,勾缝应符合下列要求：（1）勾缝应待衬里胶泥固化后进行；（2）水玻璃胶泥的缝隙，应先进行酸化处理；（3）勾缝时，灰缝应清扫干净，不得沾染污垢，勾缝前应在缝内先涂环氧树脂打底一遍。（4）勾缝应压实、饱满，不应有缝隙,砖板结合层厚度与胶泥缝的宽度 P127Tab.7-11,（2）衬砌砖板的一般程序：基体表面处理刷底涂料隔离层施工加工砖板胶泥配制砖板衬砌衬砌质量检查缺陷修补养护固化酸化处理组装封口交付使

50、用,6 后处理 砖板衬砌后设备应进行充分固化，保证砖板衬里施工质量的重要因素。双层以上的砖板衬里，每衬一层砖板后都应进行中间固化处理。（1）水玻璃胶泥 采用钠水玻璃胶泥时，衬里常温固化后应用（3040）浓度的硫酸或（2025）浓度的盐酸作表面胶合缝酸化处理。酸化次数不宜少于4次，每次间隔应不少于8h。采用KP1水玻璃胶泥时，衬里固化后应用KP1处理液涂刷3次，每次间隔不应少于4h。每次酸化处理前，应清除衬里表面的白色结晶析出物。,（2）树脂胶泥,表 衬里常温固化时间,（3）加热固化 热处理时，衬里表面受热应均匀，严防局部过热。热处理的升温速度不应大于每小时10，降温速度不应大于每小时15，严禁