过程装备腐蚀与防护课件-第五章
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化工设备的腐蚀与防护精品PPT课件
溶液中的 氧化性酸或负离子还原 NO3 + 2H- + e-
RH2 + H2O RH2
NO2 + H2O
5
5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型
1.点蚀
点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻 微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径
等于或小于孔深 。
２）可应用声学方法和超声波衰减方法；金相法。
３）脱合金后硬度降低，脆性增加，强度下降。
硅-黄铜合金脱锌后 留下多孔红色铜
16
5.应力腐蚀破裂
材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称 SCC(Strain Corrosion crack)
三个必要条件——应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、
敏感的材料
4
典型的阴极反应
在酸性水溶液中 2H+ + 2e-
H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e-
1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e-
2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e-
Cu
有机化合物的还原 RO + 4e- + 4H+ R + 2e- + 2H+
8
3.电偶腐蚀
机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位低的成为阳极，腐蚀加剧。电位高的为阴极， 腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合 2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率 3、用涂料、垫片等使金属间绝缘 4、采用阴极保护
RH2 + H2O RH2
NO2 + H2O
5
5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型
1.点蚀
点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻 微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径
等于或小于孔深 。
２）可应用声学方法和超声波衰减方法；金相法。
３）脱合金后硬度降低，脆性增加，强度下降。
硅-黄铜合金脱锌后 留下多孔红色铜
16
5.应力腐蚀破裂
材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称 SCC(Strain Corrosion crack)
三个必要条件——应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、
敏感的材料
4
典型的阴极反应
在酸性水溶液中 2H+ + 2e-
H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e-
1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e-
2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e-
Cu
有机化合物的还原 RO + 4e- + 4H+ R + 2e- + 2H+
8
3.电偶腐蚀
机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位低的成为阳极，腐蚀加剧。电位高的为阴极， 腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合 2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率 3、用涂料、垫片等使金属间绝缘 4、采用阴极保护
新编文档材料腐蚀与防护第五章精品文档PPT课件
5．1 纯金属的耐蚀性 5.2 合金耐蚀途径 5．3 铁的耐蚀性
5.4 铸铁的耐蚀性及其应用 5.5 耐蚀低合金钢 5.6 不锈钢
4
5
5．1 纯金属的耐蚀性
一：纯金属热力学稳定性
一般情况下，各种纯金属的热力学稳定性可根据其 标准电极电位值作出近似的判断。 标准电极电位较正的金属，其热力学稳定性也较高, 较负的则稳定性较低。
但这种耐蚀的长程有序
化，是在耐蚀组元占一定原
子分数的情况下发生的。其
原子分数通常服从n／8定律， Fe-Cr 铸造合金在如90oC，
其中n为l-7等。
85％H3PO4中120 h的腐蚀 失重变化
12
一般情况下．介质的腐蚀性愈强，临界组成要求 的n数值愈大。 如: Cu—Au合金中当金含量50％(原子)时在 900 0C浓硝酸中的耐蚀性突然增高。
C4
Ip Ic1 Ic2
I
阴极性元素对可钝化体系腐 蚀规律影响的示意图
20
阴极性合金元素 的加入量(质量分 数)一般为0.2％0.5％，最多1％。
21
加入阴极性合金元素促进阳极钝化是有条件的： １）腐蚀体系可钝化，否则加入阴极性元素只会加
速腐蚀。 如果不能钝化，则加入阴极性元素与基体元素 构成原电池加速腐蚀。 ２）加入阴极性元素的种类、数量要同基体合金、 环境相适应，加入的阴极性元素要适量，否则 加速腐蚀。
22
4. 使合金表面生成自耐蚀的腐蚀产物膜
加入一些合金元素促使在合金表面生成致密、 耐蚀的保护性膜。 如在钢中加入Cu、P等合金元素，能使低合 金钢在一定条件下表面生成一种耐大气腐蚀 的非晶态的保护膜。
23
5．3 铁的耐蚀性
一： 铁的电化学性质及其耐蚀性
腐蚀防护第五讲精品PPT课件
只要阴阳两极之间有电流流动，必然出现极化现象。 由于电化学反应与电子迁移速度差异引起电位的降低 升高。
➢ 电化学极化
➢ 浓差极化
➢ 膜阻极化
超电压：
腐蚀电池工作时，由于极化作用使阴极或阳极 电位偏离初始电位的绝对值。定量的反应出极化的 程度
去极化作用： 凡是能够减弱或消除极化过程的作用称为去极化作用。 阴极去极化作用： 在溶液中增加去极剂（H+ 、O2等）的浓度、升温、搅 拌、其它降低活化超电压的措施 阳极去极化作用： 搅拌、升温、在溶液中加入络合剂或沉淀剂
最大有效应力或应力 强度 降低到临界值 以下；
⑵合理设计与加工，减少局部应力集中。 ➢选用大的曲率半径 ➢采用流线型设计 ➢关键部位适当增厚（或改变结构型式） ➢焊接接构采用对接等等
⑶采用合理的热处理方法消除残余应力，或改 善合金的组织结构以降低对SCC的敏感性
➢采用退火处理消除内应力
➢对高强度铝合金，通过时效处理，改善合金 的微观结构，避免晶间偏析物的形成，提高 SCC的敏感性
析氢腐蚀： 溶液中的氢离子作为去极剂，在阴极上放电，促使金 属阳极溶解过程持续进行而引起的金属腐蚀 耗氧腐蚀：
阴极上耗氧反应的进行，促使阳极金属不断溶解，引 起的金属腐蚀
析氢腐蚀
1、析氢腐蚀发生的条件：
腐蚀电池中的阳极电位低于阴极的析氢电极电位
EH ＞ EA
EH＝Ee.H－ηΗ Ee.H＝ EH。+0.059㏒[H+] ＝ －0.059pH
➢ （5）溶液的流动状态对腐蚀速度影响大
金属的钝性
一、钝化现象的共同特征：
➢ 金属钝化的难易程度与钝化剂、金属本性和温度 等有关；
➢ 金属钝化后电位往正方面急剧上升； ➢ 金属钝态与活态之间的转换往往具有一定程度的
《腐蚀防护培训》课件
腐蚀防护的方法和原则
1 方法
常用的腐蚀防护方法包括物理防护、化学防 护和涂层防护等。选取适合的方法取决于腐 蚀环境和材料特性。
2 原则
腐蚀防护应遵循可行性、经济性和可持续性 的原则，同时要兼顾安全性和环境保护。
常见的腐蚀防护材料和技术
涂层材料
腐蚀防护涂层如聚合物涂层、金 属涂层和陶瓷涂层等可以提供持 久的保护。
3
案例三
一家石化公司使用涂层防护技术，在容器内壁形成了可靠的防腐层，提高了设备 的防腐蚀性能。
总结和提出建议
腐蚀防护是保障设备安全和延长使用寿命的关键措施。通过合理选择腐蚀防 护方法和材料，以及定期检查和维护，我们可以最大程度地减少腐蚀带来的 损失。
合金材料
抗腐蚀合金材料具有优异的腐蚀 抵抗能力，如不锈钢、镍基合金 和钛合金等。
阴极保护
阴极保护技术通过施加电流或使 用阳极保护来减缓金属腐蚀。
腐蚀防护案例分享
1
案例一
某化工企业通过改善操作流程和使用耐腐蚀材料，成功降低了设备腐蚀率。
2
案例二
一座海上风力发电场采用防海水腐蚀技术，有效延长了设备的使用寿命。
腐蚀是金属材料与环境中的某些物质相互作用导致材料的逐渐破坏过程。腐蚀的成因主要包括化学腐蚀、电化 学腐蚀和应力腐蚀等。
腐蚀的分类和特点
分类
腐蚀可以分为常温腐蚀、高温腐蚀、干腐蚀和湿腐蚀等不同类型。
特点
腐蚀具有延续性、隐蔽性和破坏性的特点，容易导致设备故障、生产中断以及安全事故。
影响因素
腐蚀的严重程度受到多种因素影响，包括温度、湿度、PH值、气候条件和化学物质的浓度 等。
《腐蚀防护培训》PPT课 件
在这份《腐蚀防护培训》PPT课件中，我们将分享腐蚀防护的重要性，以及如 何应对各种腐蚀挑战。让我们一起来探索吧！
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
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
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
（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
电
熔
解
融
质
盐
溶
中
液
的
腐
腐
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
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。
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
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。
18.07.2020
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
18.07.2020
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
18.07.2020
21
整流器 将交流电流转变成
脉动直流电流
18.07.2020
18.07.2020
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
18.07.2020
4
管道腐蚀现象
18.07.2020
5
从生产到腐蚀：管道材料的循环
18.07.2020
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。
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PVC使用实例见P104
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 根据PVC材料的特性和具体使用条件确定许用应力 和安全系数
以长期拉伸强度作为计算许用应力的依据
焊缝系数0.85~0.95， 一般取0.6
采用单面或双面加强焊提高焊缝强度、保护焊缝；
焊缝尽可能错开（多块板材）
越不易水解
耐酸性介质水解的能力： 醚键 > 酰胺键或酰亚胺键 > 酯键 > 硅氧键 耐碱性介质水解的能力： 酰胺键或酰亚胺键 > 酯键
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
3、应力腐蚀开裂 在某些条件下，高分子材料在应力和腐 蚀性质共同作用下，发生类似金属应力腐蚀 破裂的现象，出现裂纹，并不断发展直至脆 断。
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 顶盖和筒体结构应采取措施加强刚性，防止变形
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 避免焊缝本体和焊缝边线的母材断面的剧烈变化
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 考虑到材料的膨胀系数，金属加强构件与塑料设备 之间允许相对自由位移；长管道，加膨胀结
部分结晶的塑料，晶区有应力集中，在晶区与非 晶区的交界处产生裂纹的倾向性就大
应力集中部位，环境应力开裂的可能性大
分子量小、分布窄的高聚物比大分子量的易发生 开裂 在具有中等溶胀能力的醇类、蓖麻油等活性介质 中，材料易发生环境应力开裂
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
4、老化（耐侯性） 影响高分子材料老化的因素：
第五章 非金属结构材料的耐蚀特性
5.1 高分子材料的腐蚀性和影响因素 5.2 耐腐蚀高分子材料 5.3 耐腐蚀无机非金属材料 5.4 碳-石墨
5.5 树脂基复合材料-玻璃钢的耐蚀性
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
1、溶胀、溶解与渗透 渗透：高分子材料处于环境中，腐蚀性介质通过材料 表面渗入内部，同时，材料的可溶成分及腐蚀 产物逆向扩散进入介质。 溶胀：相当数量的介质小分子渗入高聚物内部，引起 高分子材料宏观上的体积和重量的增加 溶解：如果大分子间无交联键，溶胀可以一直进行下 去，大分子充分溶剂化后会缓慢的向溶剂中扩 散，形成均一的溶液
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
2、化学腐蚀--氧化
聚二烯烃 > 聚丙烯 > 低密度聚乙烯 > 高密度聚乙烯
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
2、化学腐蚀--水解
加聚反应合成的产物的主链“C—C”共价键不易水解 杂链高聚物易水解，杂原子与碳原子键的极性越大， 越易水解 高分子材料的水解基团在酸碱介质中的水解活化能越高，
与酸的种类无关， 主要取决于酸的电离度和粘度 电离度↑、粘度↓，腐蚀作用↑
SiC及Si3N4 也会被HF和H3PO4腐蚀
5. 3 耐腐蚀的无机非金属材料
5. 2 耐腐蚀的高分子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ料
3、其他塑料 (2) 氟塑料：含 F 原子的塑料的总称。
具有耐蚀、耐热、自润滑性
聚四氟乙烯（PTFE，F - 4） 聚三氟氯乙烯（PCTFE， F – 3） 聚全氟乙丙烯（FEP，F – 46）
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
3、其他塑料 聚四氟乙烯（PTFE，F - 4） 〔 CF2 - CF2 〕n 高化学惰性
5. 3. 1 陶瓷 （一）陶瓷的耐蚀性的影响因素： 陶瓷的化学 组分为各类 硅酸盐
材料的化学成分
矿物学组成
孔隙
结构类型
SiO2↑, Al2O3 耐酸↑
高温下材料性质的变异 腐蚀介质的性质
CaO, MgO 耐 碱
5. 3. 1 陶瓷
硅酸盐在酸中的腐蚀速度（除HF和高温H3PO4外） ：
紫外线 红外线
阳光 温度
水分、 雨雪
湿度
其他作用
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
1、硬聚氯乙烯塑料：nCH2﹦CHCl→〔CH2—CH· Cl〕n
材料的溶 解性和渗 透性增加
聚合物裂解 交联 氧化产物降解 交联（老化）
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
1、硬聚氯乙烯塑料：nCH2﹦CHCl→〔CH2—CH· Cl〕n 常用耐腐蚀部件和设备： 贮槽、塔设备、电除雾器、离心泵、风机、管道、 管件及阀门等 研制开发改性的聚氯乙烯： FR-PVC C-PVC 玻璃钢增强PVC
加工成型 性优于聚 四氟乙烯
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
（3 ）氯化聚醚塑料 结晶 大分子结构中存在醚键 （4）聚苯硫醚塑料PPS 耐热 机械性能高
具有较高的耐蚀性。
热塑性塑料加工成型
热塑性塑料加工成型
用做耐蚀和耐热的阀门、 泵、密封环
用做涂层和衬里
主要用于防腐涂层
5. 3 耐腐蚀的无机非金属材料
利用PVC的热塑性，管道之间采用热胀承插的结构
连接
PVC的强度的原因，设 备不能承受过大的载荷
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
3、其他塑料 （1）聚丙烯塑料（PP）
具有良好的耐蚀性、耐溶剂性、耐热性（>PVC）
可以采用热塑性塑料的加工方法、可以焊接
常用于制作化工管道、贮槽、衬里等
石墨改性PP，可做PP换热器 线膨胀系数PP =3 线膨胀系数PVC 杨氏模量PP=1/8 杨氏模量PVC 热膨胀和 刚性问题
应力腐蚀开裂的规律：
大分子链及链段沿应力方向移动： 拉应力作用下：材料的质量↑，机械强度↓ 正应力作用下：材料的质量增加趋势↓ 在长期静负荷及交变应力作用下，腐蚀性介质中， 蠕变强度↓、疲劳强度↓ 受多向应力作用或存在较大应变的高分子材料， 可能发生环境应力开裂
耐环境应力开裂的能力与材料本性和介质本性有关：
耐蚀性 耐热性 耐老化性
机械强度、刚性低 线膨胀系数大 导热性差 熔点高，成型加工困难 难粘结或焊接
用做摩擦件和密封件，用 在高温或强腐蚀场合
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
（2）氟塑料 聚三氟氯乙烯（PCTFE， F – 3） 〔 CF2 - CF 〕n Cl 聚全氟乙丙烯（FEP，F – 46） -[-[-CF2-CF2-] x --[- CF-CF2-]y-]-n FEP 熔点 < PTFE熔点; 加工成型性优于PTFE
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 根据PVC材料的特性和具体使用条件确定许用应力 和安全系数
以长期拉伸强度作为计算许用应力的依据
焊缝系数0.85~0.95， 一般取0.6
采用单面或双面加强焊提高焊缝强度、保护焊缝；
焊缝尽可能错开（多块板材）
越不易水解
耐酸性介质水解的能力： 醚键 > 酰胺键或酰亚胺键 > 酯键 > 硅氧键 耐碱性介质水解的能力： 酰胺键或酰亚胺键 > 酯键
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
3、应力腐蚀开裂 在某些条件下，高分子材料在应力和腐 蚀性质共同作用下，发生类似金属应力腐蚀 破裂的现象，出现裂纹，并不断发展直至脆 断。
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 顶盖和筒体结构应采取措施加强刚性，防止变形
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 避免焊缝本体和焊缝边线的母材断面的剧烈变化
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 考虑到材料的膨胀系数，金属加强构件与塑料设备 之间允许相对自由位移；长管道，加膨胀结
部分结晶的塑料，晶区有应力集中，在晶区与非 晶区的交界处产生裂纹的倾向性就大
应力集中部位，环境应力开裂的可能性大
分子量小、分布窄的高聚物比大分子量的易发生 开裂 在具有中等溶胀能力的醇类、蓖麻油等活性介质 中，材料易发生环境应力开裂
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
4、老化（耐侯性） 影响高分子材料老化的因素：
第五章 非金属结构材料的耐蚀特性
5.1 高分子材料的腐蚀性和影响因素 5.2 耐腐蚀高分子材料 5.3 耐腐蚀无机非金属材料 5.4 碳-石墨
5.5 树脂基复合材料-玻璃钢的耐蚀性
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
1、溶胀、溶解与渗透 渗透：高分子材料处于环境中，腐蚀性介质通过材料 表面渗入内部，同时，材料的可溶成分及腐蚀 产物逆向扩散进入介质。 溶胀：相当数量的介质小分子渗入高聚物内部，引起 高分子材料宏观上的体积和重量的增加 溶解：如果大分子间无交联键，溶胀可以一直进行下 去，大分子充分溶剂化后会缓慢的向溶剂中扩 散，形成均一的溶液
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
2、化学腐蚀--氧化
聚二烯烃 > 聚丙烯 > 低密度聚乙烯 > 高密度聚乙烯
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
2、化学腐蚀--水解
加聚反应合成的产物的主链“C—C”共价键不易水解 杂链高聚物易水解，杂原子与碳原子键的极性越大， 越易水解 高分子材料的水解基团在酸碱介质中的水解活化能越高，
与酸的种类无关， 主要取决于酸的电离度和粘度 电离度↑、粘度↓，腐蚀作用↑
SiC及Si3N4 也会被HF和H3PO4腐蚀
5. 3 耐腐蚀的无机非金属材料
5. 2 耐腐蚀的高分子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ料
3、其他塑料 (2) 氟塑料：含 F 原子的塑料的总称。
具有耐蚀、耐热、自润滑性
聚四氟乙烯（PTFE，F - 4） 聚三氟氯乙烯（PCTFE， F – 3） 聚全氟乙丙烯（FEP，F – 46）
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
3、其他塑料 聚四氟乙烯（PTFE，F - 4） 〔 CF2 - CF2 〕n 高化学惰性
5. 3. 1 陶瓷 （一）陶瓷的耐蚀性的影响因素： 陶瓷的化学 组分为各类 硅酸盐
材料的化学成分
矿物学组成
孔隙
结构类型
SiO2↑, Al2O3 耐酸↑
高温下材料性质的变异 腐蚀介质的性质
CaO, MgO 耐 碱
5. 3. 1 陶瓷
硅酸盐在酸中的腐蚀速度（除HF和高温H3PO4外） ：
紫外线 红外线
阳光 温度
水分、 雨雪
湿度
其他作用
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
1、硬聚氯乙烯塑料：nCH2﹦CHCl→〔CH2—CH· Cl〕n
材料的溶 解性和渗 透性增加
聚合物裂解 交联 氧化产物降解 交联（老化）
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
1、硬聚氯乙烯塑料：nCH2﹦CHCl→〔CH2—CH· Cl〕n 常用耐腐蚀部件和设备： 贮槽、塔设备、电除雾器、离心泵、风机、管道、 管件及阀门等 研制开发改性的聚氯乙烯： FR-PVC C-PVC 玻璃钢增强PVC
加工成型 性优于聚 四氟乙烯
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
（3 ）氯化聚醚塑料 结晶 大分子结构中存在醚键 （4）聚苯硫醚塑料PPS 耐热 机械性能高
具有较高的耐蚀性。
热塑性塑料加工成型
热塑性塑料加工成型
用做耐蚀和耐热的阀门、 泵、密封环
用做涂层和衬里
主要用于防腐涂层
5. 3 耐腐蚀的无机非金属材料
利用PVC的热塑性，管道之间采用热胀承插的结构
连接
PVC的强度的原因，设 备不能承受过大的载荷
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
3、其他塑料 （1）聚丙烯塑料（PP）
具有良好的耐蚀性、耐溶剂性、耐热性（>PVC）
可以采用热塑性塑料的加工方法、可以焊接
常用于制作化工管道、贮槽、衬里等
石墨改性PP，可做PP换热器 线膨胀系数PP =3 线膨胀系数PVC 杨氏模量PP=1/8 杨氏模量PVC 热膨胀和 刚性问题
应力腐蚀开裂的规律：
大分子链及链段沿应力方向移动： 拉应力作用下：材料的质量↑，机械强度↓ 正应力作用下：材料的质量增加趋势↓ 在长期静负荷及交变应力作用下，腐蚀性介质中， 蠕变强度↓、疲劳强度↓ 受多向应力作用或存在较大应变的高分子材料， 可能发生环境应力开裂
耐环境应力开裂的能力与材料本性和介质本性有关：
耐蚀性 耐热性 耐老化性
机械强度、刚性低 线膨胀系数大 导热性差 熔点高，成型加工困难 难粘结或焊接
用做摩擦件和密封件，用 在高温或强腐蚀场合
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
（2）氟塑料 聚三氟氯乙烯（PCTFE， F – 3） 〔 CF2 - CF 〕n Cl 聚全氟乙丙烯（FEP，F – 46） -[-[-CF2-CF2-] x --[- CF-CF2-]y-]-n FEP 熔点 < PTFE熔点; 加工成型性优于PTFE