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一级建造师考试《机电工程》分析1H71设备及管道防腐蚀材料的性能

1H70 防腐蚀工程施工技术

防腐蚀工程是设备及管道设施长期安全可靠运行的重要保障，防腐蚀技术已广泛应用于石油、化工、电力、冶金、机械、电子、轻纺、建筑等工业和民用领域。防腐蚀工程施工应严格按照国家、行业相关技术标准和规范进行技术管理和质量控制，达到防腐蚀工程一次合格。本目的重点是：设备及管道防腐蚀材料的性能;防腐蚀施工方法;防腐蚀施工要求。

1H71 设备及管道防腐蚀材料的性能

防腐蚀材料是保证设备及管道防腐蚀工程质量的物质基础，应了解设备及管道腐蚀与防护的基本知识，掌握机电工程设备及管道防腐的基本方法，正确选择适合设备及管道的防腐蚀材料。本条的知识点是：设备及管道腐蚀类型和防腐方法;设备及管道防腐蚀材料类型;防腐蚀涂料的性能;金属热喷涂材料的性能。

一、设备及管道腐蚀类型和防腐方法

(一)设备及管道腐蚀类型

按照金属腐蚀过程的机理，可以划分为化学腐蚀和电化学腐蚀;按照腐蚀环境，可以划分为大气腐蚀、海水腐蚀、淡水腐蚀、土壤腐蚀、高温腐蚀、化学介质腐蚀等;按照破坏形态的不同可以划分为全面腐蚀和局部腐蚀;按照腐蚀程度可以划分为强腐蚀、中等腐蚀、弱腐蚀三类。

(二)设备及管道防腐方法

控制设备及管道腐蚀的方法主要有：合理选材、介质处理、金属表面覆盖层、电化学保护、添加缓蚀剂。

1.合理选材。根据管道及设备的运行条件及不同的介质，选用恰当的金属材料和非金属材料。例如，可以选择不锈钢用作化工设备及管道材料;天然气输送管道应选择具有抗硫化氢腐蚀的材料等。

2.介质处理。包括去除介质中促进腐蚀的有害成分，调节介质的pH值及改变介质的湿度等。例如，锅炉给水的除氧;原油在管道输送之前必须脱出水等腐蚀性成分。

3.金属表面覆盖层。在金属表面喷、衬、渗、镀、涂上一层耐蚀性较好的金属或非金属物质，也可以将金属进行磷化或氧化处理，使被保护金属表面与介质隔离，降低金属腐蚀的速度。

4.电化学保护。电化学保护又称为电法保护，可以分为阳极保护与阴极保护两种形式。其利用金属电化学腐蚀原理，将被保护金属设备或管道进行阳极极化或阴极极化以降低金属腐蚀的速度或防止金属腐蚀。例如，硫酸设备可采用阳极保护技术，管道、管网以及储罐常采用阴极保护技术。

5.添加缓蚀剂。在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以护金属的方法，称为缓蚀剂保护。例如，加入乌洛托品等缓蚀剂可减轻炼油装置的腐蚀。

机电工程项目应根据腐蚀因素、环境条件、各种措施的防腐效果综合考虑防腐方法，设备及管道的腐蚀速度及腐蚀危害降至最低。

施工阶段，机电工程项目一般需要完成的防腐工程为金属表面覆盖层和电化学保护。中采用的金属表面覆盖层主要为各种衬里、涂料涂层和金属热喷涂层;采用的电化学保护方式主要为阴极保护。

一、设备及管道防腐蚀材料类型

机电工程项目中常用的防腐材料主要有各种有机和无机涂料、橡胶制品、无机板材等。

(一)涂料

1.涂料可分为油基漆(成膜物质为干性油类)和树脂基漆(成膜物质为合成树脂)两大类。它是通过一定的涂覆方法涂在金属表面，经过固化而形成薄涂层，从而保护设备及管道免受气体及酸、碱等介质的腐蚀作用。

2.涂料的基本组成。涂料的品种虽然很多，但就其组成而言，大体上可以分为三部分：成膜物质、颜填料和溶剂。

3.常用防腐涂料

(1)环氧树脂涂料。具有良好的耐腐蚀性能，特别是耐碱性，并有较好的耐磨性，漆膜有良好的弹性和硬度，收缩率较低，使用温度一般为90～100℃。

(2)过氯乙烯涂料。具有良好的耐工业大气、耐海水、耐酸、耐油、耐盐雾、防霉、防燃烧等性能，但不耐酚类、酮类、脂类和苯类等有机溶剂介质的腐蚀。最高使用温度约70℃，此外它与金属表面附着力不强。

(3)沥青漆。价格低廉、应用广泛，常温下能耐氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、氨气、酸雾、氯气、低浓度的无机盐和浓度40%以下的碱、海水、土壤、盐类溶液以及酸性气体等介质腐蚀。但不耐油类、醇类、脂类、烃类等有机溶剂和强氧化剂等介质腐蚀，并且对阳光稳定性较差，耐热度在60℃。

(4)呋喃树脂漆。具有优良的耐酸、耐碱、耐温性，原料来源广泛，价格低廉。缺点是漆膜韧性差、与金属附着力差、干燥后会收缩。

(5)聚氨基甲酸酯漆。最高耐热度为155℃，有良好的耐化学腐蚀性、耐油性、耐磨性和附着力，漆膜韧性和电绝缘性均较好。

(6)无机富锌漆。施工简单，价格便宜，具有良好的耐水性、耐油性、耐溶剂性及耐干湿交替的盐雾，适用于海水、清水、海洋大气、工业大气和油类等介质。耐热度为160℃左右。

(7)环氧煤沥青。主要由环氧树脂、煤沥青、填料和固化剂组成。它综合了环氧树脂的机械强度高、粘接力大、耐化学介质侵蚀和煤沥青耐腐蚀等优点。涂层使用温度在-40～150℃之间。在酸、碱、盐、水、汽油、煤油、柴油等一般稀释剂中长期浸泡无变化。

(8)新型涂料：聚氨酯漆、三聚乙烯防腐涂料。聚氨酯漆施工方便、无毒、造价低，并且耐酸、耐盐、耐各种稀释剂。三聚乙烯防腐涂料有良好的机械强度、电性能、抗紫外线、抗老化和抗阳极剥离等性能，防腐寿命可达以上。

(二)橡胶制品

I.用于防腐的橡胶主要是指天然橡胶。橡胶的使用温度与使用寿命有关，温度过高会加速橡胶的老化，破坏橡胶与金属结构的结合力，导致脱落;温度过低，橡胶会失去弹性。

用作化工衬里的橡胶是生胶经过硫化处理而成的，经过硫化处理的橡胶具有一定耐热性能、机械强度和耐腐蚀性能。

2.合成橡胶。种类很多，用于机电工程防腐蚀的主要有聚异丁烯橡胶。

例如，聚异丁烯橡胶使用最高温度一般为50～60℃，它在低温下仍有良好的弹性及足够的强度，在50℃时由于聚异丁烯板开始软化，因而不能经受机械作用。它能耐各种浓度的盐酸、小于80%的硫酸、稀硝酸、浓度小于40%的氢氟酸、碱液及各种盐类溶液等介质的腐蚀，不耐铅、氟、氯、溴及部分有机溶剂，如苯、四氯化碳、二硫化碳、汽油、矿物油及植物油等介质的腐蚀。

(三)各种砖、板和管材衬里

1.辉绿岩板和管材衬里是由辉绿岩石熔融铸成。主要成分是二氧化硅，是一种灰黑色质地密实的材料。优点是耐酸碱性好，除氢氟酸、300℃以上磷酸及熔融的碱外，对所有的有机酸、无机酸、碱类均耐腐蚀且耐磨性好。缺点是脆性大，不宜承受重物的冲击，温差急变性较差，板材难于切割加工c

2.耐酸陶瓷砖、板和管材衬里是由耐火黏土、长石及石英以干成型法焙烧而成。主要成分是二氧化硅。优点是耐酸性好，除氢氟酸、300℃以上磷酸及强碱外，对所有的酸类都耐腐蚀;结构致密，表面光滑平整。缺点是脆性较大、韧性差和温差急变性较差。

3.不透性石墨板和管材衬里是由人造石墨浸渍酚醛或呋喃树脂而成。优点是导热性优良、温差急变性好、易于机械加工。缺点是机械强度低，价格昂贵。

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