过程装备腐蚀与防护课件-第九章

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过程装备腐蚀与防护课件-绪论

过程装备腐蚀与防护课件-绪论

船舶在海洋环境中的腐蚀
绪论
3、能源电力
水电:水轮机组的腐蚀,叶片空蚀; 火电:锅炉和管道的腐蚀; 核电站:高温、辐照、液态金属等腐蚀; 煤矿安全; 油气开采、运输。
绪论
4、化工工业
5、机械电子
6、民生
7、环境污染
绪论
腐蚀造成的经济损失(美国): 占国民生产总值的1.8%~4.2%
绪论
腐蚀造成的经济损失(中国):
2002年 柯伟院士
绪论
腐蚀防护的意义:
绪论
腐蚀防护的意义:
绪论
腐蚀防护的意义:
腐蚀科学的发展:
绪论
绪论
腐蚀科学的发展:
绪论
腐蚀科学的发展:
腐蚀的定义:
绪论
绪论
绪论
腐 蚀
金属腐蚀
机 理 破坏 特征
非金属腐蚀
腐蚀 环境
化 学 腐 蚀
电 化 学 腐 蚀
全 面 腐 蚀
局 部 腐 蚀
大 气 腐 蚀
土 壤 腐 蚀
电 解 质 溶 液 腐 蚀
熔 融 盐 中 的 腐 蚀
高 温 Байду номын сангаас 体 腐 蚀
应 力 腐 蚀
疲 劳 腐 蚀
磨 损 腐 蚀
小 孔 腐 蚀
晶 间 腐 蚀
缝 隙 腐 蚀
电 偶 腐 蚀
其 它
绪论
1.
腐蚀的危害性


材料腐蚀给国民经济带来巨大损失
腐蚀事故危及人身安全


腐蚀造成资源和能源浪费
腐蚀引起环境污染
目录
绪论
第一章 金属电化学腐蚀基本原理
第二章 影响腐蚀的 结构因素 第三章 金属在某些环境中的腐蚀 第四章 金属结构材料的耐蚀性 第五章 非金属结构材料的耐蚀特性

过程装备腐蚀与防护一PPT课件

过程装备腐蚀与防护一PPT课件
电极电势(electrode potential),其数值通常取决于电极本身、电解液浓度、 温度等因素。包括平衡电极电位和非平衡电极电位。由于其绝对值很难测量, 常见电极电位是半电池反应“O+R=R”相对于标准氢电极而言,是“氧化态和 还原态(O/R)”电位,有正负之分。
第20页/共90页
1.1 金属电化学腐蚀原理
第6页/共90页
腐蚀的定义与分类
(1)按腐蚀的反应历程,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀: ➢ 化学腐蚀-金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。该过程是一种纯
氧化和还原的化学过程,反应过程中无电流形成。例如铅在四氯化碳,镁或 钛在甲醇中的腐蚀; ➢ 电化学腐蚀-金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏,电化学反应过 程中有电流产生,服从电化学动力学规律。例如金属在大气、海水、工业用 水、各种酸碱盐溶液中的腐蚀等。
v1O ne v2R
(1-3)
EO/R
EO O/R
0.059 n
第23页/共90页
lg
O R
1.1 金属电化学腐蚀原理
第24页/共90页
1.1 金属电化学腐蚀原理
例子:计算Zn2+离子浓度为0.001mol·L-1时锌电极的电极电位(298K)。 解:根据金属电动序表可知
当[Zn2+]=0.001mol·L-1时,从(1-3)式可计算锌电极的电极电位为
化合而形成腐蚀产物,即氧化还原在反应粒子相碰撞的瞬间直接于碰撞的反应 点上完成。例如高温气体中活泼金属的初期氧气过程。
第14页/共90页
Zn
1 2
O2
ZnO
1.1 金属电化学腐蚀原理
电 化 学 腐 蚀 (Electrochemical corrosion),其特点是金属的腐蚀存在 两个同时进行却相互独立的氧化还原 过程,即阳极反应(anode reaction) 和阴极反应(cathode reaction)。例 如锌在含氧Zn中性12 O水2 溶 H液2O中的Zn腐(O蚀H):2

化工设备腐蚀与防护ppt课件

化工设备腐蚀与防护ppt课件
管道和铬钼钢管道取该值 d. 加强级〔大于3.2mm〕腐蚀余量,对于有固
体颗粒冲刷等特殊情况下的管道,根据实践情 况确定该值
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(1)应力腐蚀:独一与应力有关并会构成裂纹的腐蚀。金属 处在熔碱、硫化氢或海水中,奥氏体不锈钢(18—8型) 在热氯化物水溶液中(NaCl、MgCl2等溶液)会发生此种 破坏。
1-2 腐蚀的定义和类型
常顶回流分布管腐蚀穿孔
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(3)晶间腐蚀:腐蚀发生在晶界上,沿晶界向纵深处开展。
常见的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀主要发生在焊接区, 特别是母材的焊接热影响区。由于母材部分在轧制成板材或 管材出厂之前,已进展过固溶化处置,而焊接时热影响区重 新被加热,便破坏了固溶化形状,从而出现了敏化效应。
人类的文明与提高都是与运用和开展、与日 新月异的资料分不开的。历史学家甚至用资 料和称号标志不同的时代,如石器时代、青 铜器时代、铁器时代等。
当今世界,哪一项技术开展不是以资料开展 作为前提和保证呢?
但资料有一大公敌——腐蚀! 腐蚀在我们身边每时每刻悄然地发生着,它
吞噬着人们的劳动成果,改动了历史的原貌。
<化工设备腐蚀与防护>这门课程,可以弥补 学生对石油化工行业腐蚀技术管理的认知和 企业的腐蚀管理要求。课程从腐蚀景象的产 生、缘由分析、腐蚀机理的学习、防腐蚀战 略的制定作详细引见,拓展学习RBI新技术, 从而加强学生到企业后的顺应才干。
二、课程的特点
〔一〕综合性与实际性强
石油化工行业典型的腐蚀机理和相关案 例分析,知识面广,是对今后作为基层技术 人员任务和管理的根本训练。
2mm,管线内大面积坑蚀
1-2 腐蚀的定义和类型

过程装备腐蚀与防护全套课件

过程装备腐蚀与防护全套课件

(三)电极电位:
➢平衡电极电位:金属浸入含有同种金属离子的溶液中;
➢非平衡电极电位:金属浸入不含同种金属离子的溶液中 ➢ 气体电极的平衡电位:
氢电极
• 一种特殊的气体电极, 相当重要! • 在电化学中用氢电极作为标准电极,即设定其电极电
势为零; • 其他电极与之相比较来确定其相对于标准氢电极的电
腐蚀极化图:
理论最大电流Imax, 腐蚀电位Ecorr
单一金属在电解质溶液中实测的极极化曲线: 混合电位
腐蚀极化图的应用:
1、判断腐蚀过程的控制因素 (1)
微电池: 阴阳两级无法凭肉眼分辨(金属或合金表面因
电化学不均一而存在大量微小的阴极和阳极)
金属表面电化学不均一性的主要原因: 化学成分不均一;组织结构不均一;物理状态
不均一;表面膜不完整
腐蚀电池实质是一个短路的 原电池
宏观腐蚀电池和微电池工作 原理完全相同
阳极过程、阴极过程和电流 流动三个环节缺一不可
腐蚀控制措施:补救性控制 预防性控制
3. 腐蚀的定义与分类
腐蚀
金属腐蚀
非金属腐蚀
机理
破坏 特征
腐蚀 环境
化电
学 腐
化 学 腐
蚀蚀
全 局 大土 面 部 气壤 腐 腐 腐腐 蚀 蚀 蚀蚀














高 温 气 体 腐 蚀
应 疲 磨 小 晶缝 电其 力 劳 损 孔 间隙 偶 腐 腐 腐 腐 腐腐 腐 蚀 蚀 蚀 蚀 蚀蚀 蚀它
2002年 柯伟院士
绪论
腐蚀防护的意义:
绪论
腐蚀防护的意义:

《腐蚀防护培训》课件

《腐蚀防护培训》课件
记录与报告
对监测数据进行记录和整理,生成腐蚀监测 报告,为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题,导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理,腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀,通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式,通 常在金属表面形成小孔或坑洞

缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方,通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施,该船舶的结构强度得 到了保持,航行安全风险得到了降低,同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展,新型防腐材料将不断 涌现,为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术,减少对 环境的影响,实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题,导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题,该船舶采取了多种防护 措施,包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。

腐蚀与防护PPT课件

腐蚀与防护PPT课件

18.07.2020
10
腐蚀电池的形成的几种情况
腐蚀电池的形成主要有以下几种情况: 微电池: 1、金属化学成分不均匀; 2、金属组织不均匀; 3、金属物理状态不均匀; 4、金属表面膜不完整; 5、土壤微结构的差异。 宏电池: 1、不同金属与同一电解质相接触(如管道本体金属与焊缝金属); 2、同种金属接触不同的电解质溶液(如氧气浓差电池,氧的电极 平衡可写成1/2H2O+1/4O2+e→OH-,氧分压高的为阴极,氧分压低 的为阳极); 3、不同金属接触不同的电解质。
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18
管道防腐蚀保护示意图
金属 + 土壤腐蚀源自18.07.202019
金属 + 土壤
腐蚀
涂层 将金属与土壤隔离开
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20
金属 + 土壤
腐蚀
涂层 将金属与土壤隔离开
阴极保护 针对有的缺陷涂层
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21
整流器 将交流电流转变成
脉动直流电流
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3
第一章 腐蚀的概念
1.1 腐蚀现象 1.2 腐蚀概念 1.3 腐蚀类型 1.4 腐蚀电池形成的几种情况 1.5 腐蚀的检测
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4
管道腐蚀现象
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5
从生产到腐蚀:管道材料的循环
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6
金属从矿石中提炼出来时,需要提供很大的能量,使 其处于一个高能级状态。这些矿石是典型的金属氧化 物,如用来炼钢的赤铁矿(Fe2O3)。热力学的一个规 律是:材料总是趋向于以最低能量状态存在。因此, 多数的金属处于热力学不稳定状态,具有寻求低能量 状态的倾向,如形成氧化物或其他化合物。金属转化 成低能量氧化物的过程就是腐蚀。

过程装备腐蚀与防护

过程装备腐蚀与防护

过程装备腐蚀与防护1.自动调节系统主要由调节器,调节阀,调节对象和变送器四大部分组成。

2.自动调节系统按调节器具有的调节规律来分通常有比例,比例积分,比例微分,比例积分微分等调节系统3.自动控制系统一般由被控对象,测量元件和变送器,自动控制器,执行器组成4.自动控制系统按给定值不同可分为定值控制系统,程序控制系统和随动控制系统。

按结构分类开环控制系统和闭环控制系统5、根据使用的能源不同,调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。

8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。

10、随着控制通道的增益K0的增加,控制作用增强,克服干扰的能力最大,系统的余差减小,最大偏差减小。

13、控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。

14、控制阀的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择。

5控制系统的品质指标有:最大偏差,衰减比,余差,过渡时间,震荡周期或频率6与热电偶配套的显示仪表主要有毫伏计和电位差计7双杠杆差压变送器是根据力矩平衡原理工作的他可以用来检测被测压力,压差,绝对压力8仪表的技术指标主要有精度,变差,灵敏度与灵敏限,分辨力,线性度和反应时间11常用的基本控制规律是双位控制,比例控制,积分控制,微分控制。

其中积分控制能消除余差。

20控制器的比例度增大,积分时间减小,时控制器的比例作用越小,积分作用增强6仪表测量中的五大参数是温度,压力,物位,流量,在线分析9管道内的流体速度在一般情况下沿管道中心处的流速最大,管壁处的流速等于零32节流式测量装置有孔板,喷嘴和文丘里管三种形式,都是利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量它与流速成平方关系化工自动化:自动检测,自动保护,自动操纵,自动控制。

自动控制系统基本组成:人工控制,自动控制系统(测量元件与变送器,控制器,执行器,被控对象)。

检测仪表的基本性能指标:精度和精度等级,变差,灵敏度、不灵敏区。

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NACE, NBS (美国):Corrosion Data Program
DECHEMA(德国):类似 NACE: COR.SUB TM ; COR.SUB2 TM
9. 4 腐蚀专家系统简介
(1)专家系统的组成

(2)专家系统的功能

知识库 推理机 数据库 智能人机界面
30
40
50
60
(220)
70
2Theta(degree)

电阻探针
电位探针
极化电阻探针


氢探针
电偶探针

介质分析探针
(1)电阻探针: 原理: 根据金属在腐蚀介质中, 腐蚀前后电阻的变化,计 算该金属在试验环境中的 腐蚀速度。 温度补偿
溶液、气相
(2)电位探针:
由极化曲线和电位-pH图得到电位与 对应的材料的腐蚀状态;


(6)介质分析探针:
原理:通过分析工艺物料或者泄漏点中的腐蚀性成分, 掌握腐蚀状况

离子选择性电极:检测腐蚀性离子


pH电极:检测物料的酸碱度
色谱、光谱等,定性定量地检测各种化学物质
9. 1 工业腐蚀监测技术
(四)腐蚀裕量(警戒孔监测、孔哨)监测
泄露补救:用锥形金属堵头封闭泄漏的警戒孔
解释功能
(二)腐蚀监测中的计算机应用--应用实例 1 冷却水沉积物腐蚀的微机监控:
(二)腐蚀监测中的计算机应用--应用实例 2 地下管道腐蚀泄漏的微机检测:

以 “金属失重”评价埋地管道腐蚀状 况

以 “防腐层绝缘电阻”评价防腐层性 计算机 专用软件 量化结果 能 监测数据 数据库 通过无损检测手段直接对防腐层破损点精确 定位 可直接查定可燃性气体泄漏的位置

测量渗氢速率的连续变化,定性的表征金属全面腐 蚀的情况; 确定氢损伤的相对严重程度; 有效评价生产工艺和环境变化对设备氢损伤的影响

(5)电偶探针:
原理:利用电化学的电偶电池原理,采用零电阻电流 计测量同一环境的偶接金属之间的电偶电流, 计算电位较负的阳极性金属的腐蚀速度。

探针的材料可以与监测材料相同也可以不同。 电偶电流反映磨蚀条件下、金属表面膜破坏后, 金 属活化与钝化差异导致的电偶效应 反应介质腐蚀性成分 的变化 监测内衬是否损伤 监测大气腐蚀
第九章 腐蚀监控
9. 1 工业腐蚀监控技术 9. 2 腐蚀检测方法的选择及 微机应用 9. 3 腐蚀数据库简介
9. 4 腐蚀专家系统简介
腐蚀监控的任务:


诊断腐蚀的方法
监测防腐蚀措施的效果
提供管理和操作信息
作为控制系统的一部分
9. 1 工业腐蚀监测技术
(一)现场表观检查法 (二)挂片法 (三)探针法 (四)腐蚀裕量监测 (五)无损检测技术
Turbo C 2+ Visual Foxpro Visual Basic Microsoft Access Delphi
9. 3 腐蚀数据库简介
(4)选定数据库数据的原则

材料的种类和型号
使用环境条件 耐腐蚀性能评价
一种材料为一个组或一种环境为一个组
9. 3 腐蚀数据库简介
(5)国内外数据库简介
9. 3 腐蚀数据库简介 (1)建立腐蚀数据库的意义:

方便查询和满足实际需求


显著提高效率和工作质量
为腐蚀机理研究、腐蚀失效分析、防腐蚀设计、 腐蚀管理服务 数据库 物理存储器
(2)腐蚀数据库系统的组成


数据库软件
9. 3 腐蚀数据库简介 (3)编写数据库常用的程序语言:


原理:
活化-钝化转变体系具有特定的电位;
不同的腐蚀形式有其各自的临界电位
或敏感电位区间;
(3)极化电阻探针: 原理:
极化曲线或 理论计算获得 二电极:相同待测金属做电极,极化电压施 加 在两极之间(电阻率<1kΩm) 三电极:工作电极、辅助电极、参比电极采用相同的 金属; 工作电极、辅助电极采用待测金属;参比电 极采用不锈钢、Ag/AgCl。(电阻率<1kΩm)

在前期就开展实验室的腐蚀试验 直接在生产设备上进行监测 采用多种监测技术 参考类似的案例,结合经验 合理选择探针监测的位置 对一个设备进行多点监测
(2)已知的生产系统或已知的腐蚀状态

9. 2 腐蚀监测方法的选择及微机应用
(二)腐蚀监测中的计算机应用--腐蚀监控 对设备材料的腐蚀速度和状态进行自动监 控和预测,指导防腐措施的选择。


9. 2 腐蚀监测方法的选择及微机应用
(二)腐蚀监测中的计算机应用--腐蚀预测
(二)腐蚀监测中的计算机应用—应用实例 2 海水对金属腐蚀的分析及预测
平均腐蚀速率的影响因素:溶解氧 > pH值>盐度>生物 附着物> 温度 局部腐蚀深度的影响因素:生物附着物> 温度> pH值 > 盐度>溶解氧
对于腐蚀变化响应速度的快慢 每次时间间隔测量的灵敏度 探针对设备腐蚀行为的对应关系 可能监控的腐蚀类型 对检测结果解释的难易 是否需要复杂技术和先进仪器




据Байду номын сангаас
9. 2 腐蚀监测方法的选择及微机应用
(一)腐蚀监测方法的选择
(1)新的生产系统或新的状态
监 控 的 两 种 情 况
检测的目的:


检测设备是否遭受严重腐蚀;
观察腐蚀的程度和位置
初步分析腐蚀的类型和原因
确定防腐蚀的基本措施
不同材料可以同时进行对比试验和 优点 平行试验
可以获得确切的腐蚀类型
只能确定试验周期中的平均腐蚀速度 局限性
不能很好的重现局部腐蚀效应
(111)
(200)
Intensity
c b a
(五)无损检测技术 无损检测技术 声技术 光技术
电磁技术
放射照相技术
超 声 检 测
声 发 射
红 外 照 相 、 摄 相
热 敏 笔
热 像 显 示 记 录
磁 粉 法
涡 流 技 术
射 线
射 线
中 子 射 线 照 相
γ
Χ
9. 2 腐蚀监测方法的选择及微机应用
(一)腐蚀监测方法的选择

可以获得什么类型的数据和信息
M342-2型腐蚀测量系统(大连理工大学)
动电位扫描; 极化电阻测量; 再活化电位测量; 循环极化测量; Tafel常数测量; 自腐蚀电位~时间的关系; 恒电流、恒电位测量; 电偶腐蚀测量
(4)氢探针:
原理:利用氢气的析出与金属腐蚀速度呈 正比的关系来测量腐蚀 氢探针:(压力型氢探针;电化学氢探针)
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