化工设备机械基础 .pptx

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1、5.1 5.1 化工设备与管道常用的金属材化工设备与管道常用的金属材料料金属材料的主要性能金属材料的主要性能化工设备中常用的金属材料主要是钢铁材料，以及铜、铝合化工设备中常用的金属材料主要是钢铁材料，以及铜、铝合金等金等金属材料。通常用金属的力学性能来评判这些材料的优劣。金属材料。通常用金属的力学性能来评判这些材料的优劣。力学性能力学性能材料在外力作用下表现出来的性能称为材料的力学性能。它材料在外力作用下表现出来的性能称为材料的力学性能。它主要主要的衡量指标有：的衡量指标有：硬硬度度强强度度塑塑性性韧韧性性第1页/共33页1 1）、强度）、强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的能力

2、。是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的能力。常用的强度指标是常用的强度指标是屈服极限屈服极限和和强度极限强度极限。屈服极限屈服极限:金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加，仍继续发生明显的金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加，仍继续发生明显的塑塑性变形，这种现象就称为屈服性变形，这种现象就称为屈服,发生屈服时的应力称为屈服极发生屈服时的应力称为屈服极限。限。用用s 表示，它代表材料抗塑性变形的能力。表示，它代表材料抗塑性变形的能力。实际生产中，绝大部分的零件不允许发生塑性变形，即应实际生产中，绝大部分的零件不允许发生塑性变形，即应力不力不能超过屈服极限。能超过屈服极限。s/n n=式中

3、，式中，n n为安全系数，为安全系数，称许用应力。称许用应力。第2页/共33页碳钢试件拉伸阶段试样图碳钢试件拉伸阶段试样图第3页/共33页低碳钢拉伸试验图低碳钢拉伸试验图从开始加载到发生断裂所从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值，叫能达到的最大应力值，叫做抗拉强度。做抗拉强度。b b屈服阶段所受到的应屈服阶段所受到的应力，称为力，称为“屈服应力屈服应力”.s ss 第4页/共33页强度极限：强度极限：金属在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所能承受的最大金属在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所能承受的最大应力值，叫作强度极限。在化工压力容器设计中常用到材料应力值，叫作强度极限。在化工压力容器

4、设计中常用到材料强度性能指标是抗拉强度，它是拉伸试验时，试件拉断前的强度性能指标是抗拉强度，它是拉伸试验时，试件拉断前的最大载荷下的应力，用最大载荷下的应力，用b b 表示。表示。疲劳强度：疲劳强度：材料在交变载荷作用下，会在远低于材料本身的屈服点时就材料在交变载荷作用下，会在远低于材料本身的屈服点时就已经已经断裂了，这种现象就是疲劳。我们把经过断裂了，这种现象就是疲劳。我们把经过106106108108次循环试次循环试验而验而不发生断裂的最大应力，作为疲劳强度。不发生断裂的最大应力，作为疲劳强度。第5页/共33页2 2）、弹性与塑性）、弹性与塑性弹性：弹性：材料在外力作用下其尺寸和形状发生变

5、化，当外力卸除，材料材料在外力作用下其尺寸和形状发生变化，当外力卸除，材料又又恢复到原始的形状和尺寸，这种特性称为弹性。恢复到原始的形状和尺寸，这种特性称为弹性。塑性：金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。塑性：金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。主要有两个塑性指标：主要有两个塑性指标：延伸率延伸率：断面收缩率断面收缩率：和和值越大，塑性越好值越大，塑性越好第6页/共33页3 3）、硬度）、硬度 衡量衡量金属材料软硬程度的一种指标，也指金属材料抵抗局部金属材料软硬程度的一种指标，也指金属材料抵抗局部变形的能力。特别时塑性变形、压痕、划痕的能力。变形的能力。特别时塑性变形、压痕、划痕的

6、能力。4 4）、冲击韧性）、冲击韧性表示材料弹塑性变形为断裂全过程吸收能量的能力，也就是表示材料弹塑性变形为断裂全过程吸收能量的能力，也就是材料材料抵抗裂纹扩展的能力。抵抗裂纹扩展的能力。承受静载荷抗裂纹扩展的能力承受静载荷抗裂纹扩展的能力缺口敏感性缺口敏感性承受动载荷时抗裂纹的能力承受动载荷时抗裂纹的能力冲击韧性冲击韧性第7页/共33页5)5)、材料在高温和低温下的力学性、材料在高温和低温下的力学性能能 一般金属材料在高温和低温下，其力学性能会有显著改变，一般金属材料在高温和低温下，其力学性能会有显著改变，具具体表现为高温蠕变和低温脆性。体表现为高温蠕变和低温脆性。高温蠕变：高温蠕变：金属材

7、料长期在高温下工作，当它的应力值不高且大小不变时，金属材料长期在高温下工作，当它的应力值不高且大小不变时，其其塑性变形却随时间而缓慢增加，这种现象称为蠕变。塑性变形却随时间而缓慢增加，这种现象称为蠕变。材料抵抗在高温下发生缓慢塑性变形的能力，称为蠕变极限。材料抵抗在高温下发生缓慢塑性变形的能力，称为蠕变极限。低温脆性：低温脆性：金属材料在低温下工作，随着温度的降低，其强度和硬度逐渐金属材料在低温下工作，随着温度的降低，其强度和硬度逐渐提提高，塑性和韧性却逐渐下降，并且在低于某个温度后冲击韧性高，塑性和韧性却逐渐下降，并且在低于某个温度后冲击韧性数值数值突然降得很低，这种现象称为低温脆性。突然降

8、得很低，这种现象称为低温脆性。第8页/共33页物理性能物理性能材料的物理性能有材料的物理性能有热膨胀性、导热性、导电性、熔点、相对密热膨胀性、导热性、导电性、熔点、相对密度度等。等。化学性能化学性能材料的化学性能主要是耐腐蚀性和抗氧化性。材料的化学性能主要是耐腐蚀性和抗氧化性。、耐腐蚀性、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抗能力叫做耐腐蚀性。能力叫做耐腐蚀性。、抗氧化性、抗氧化性:许多在高温工作条件下工作的化工设备，不仅有自由氧的氧化许多在高温工作条件下工作的化工设备，不仅有自由氧的氧化腐腐蚀过程，还有其他气

9、体介质如水蒸气，蚀过程，还有其他气体介质如水蒸气，COCO2 2、SOSO2 2等的氧化腐蚀等的氧化腐蚀作作用，因此在高温下使用的设备和材料要具有抗氧化性。用，因此在高温下使用的设备和材料要具有抗氧化性。第9页/共33页、加工工艺性能、加工工艺性能 金属和合金的工艺性能是指铸造性、可锻性、可焊性、金属和合金的工艺性能是指铸造性、可锻性、可焊性、切削切削加工性、热处理性能等直接影响化工设备和零部件的制造加工性、热处理性能等直接影响化工设备和零部件的制造工艺工艺方法，也是选择材料时必须考虑的因素。方法，也是选择材料时必须考虑的因素。良好的冷热加工性能良好的冷热加工性能良好的焊接性能良好的焊接性能第

10、10页/共33页碳钢碳钢 工业上使用的金属材料一般不是纯金属，而是合金。铁与工业上使用的金属材料一般不是纯金属，而是合金。铁与碳及碳及少量其他元素融合的合金为铁碳合金。它按含碳量的不同分少量其他元素融合的合金为铁碳合金。它按含碳量的不同分为碳为碳钢和铸铁。钢和铸铁。1 1）、碳钢的分类：）、碳钢的分类：第11页/共33页2 2）、普通碳素结构钢）、普通碳素结构钢 普通碳素结构钢含碳量较低，杂质含量较高，是质量不高的普通碳素结构钢含碳量较低，杂质含量较高，是质量不高的碳碳钢钢,具有一定的力学性能。广泛用于要求不高的金属结构和机具有一定的力学性能。广泛用于要求不高的金属结构和机械零械零件。件。普通

11、碳素结构钢牌号的意义普通碳素结构钢牌号的意义:Q 235-A Q 235-A代表钢材屈服点的字母代表钢材屈服点的字母屈服点的数值屈服点的数值 材料质量等级符号材料质量等级符号第12页/共33页 较普通碳素结构含较普通碳素结构含S S、P P量较少，表面质量较好，根据含量较少，表面质量较好，根据含碳量碳量不同，这种钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。不同，这种钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢：低碳钢：含碳量小于或等于含碳量小于或等于0.25%0.25%，钢的强度较低，但塑性和焊接性能，钢的强度较低，但塑性和焊接性能好。好。中碳钢中碳钢 ：含碳量在含碳量在0.30%-0.60%0.30%-0.6

12、0%，强度、硬度高，塑性、韧性稍差；，强度、硬度高，塑性、韧性稍差；焊接焊接性能差。性能差。高碳钢：高碳钢：含碳量大于或等于含碳量大于或等于0.60%0.60%，强度和硬度均较高，塑性、韧性、，强度和硬度均较高，塑性、韧性、焊焊接性能较差。接性能较差。3)3)、优质碳素结构钢、优质碳素结构钢第13页/共33页合金钢合金钢 为了改善碳钢的力学性能和耐湿性能，在钢中加入少量合为了改善碳钢的力学性能和耐湿性能，在钢中加入少量合金元金元素，这样所得到的刚统称为合金钢。素，这样所得到的刚统称为合金钢。低合金结构钢低合金结构钢 低合金结构钢由含碳量较低（低合金结构钢由含碳量较低（0.20%0.20%）的碳

13、素钢加入少）的碳素钢加入少量的量的合金元素融合而成，合金元素的量一般小于合金元素融合而成，合金元素的量一般小于5%5%。它具有优良。它具有优良的综的综合力学性能和加工性能。合力学性能和加工性能。合金结构钢合金结构钢合金结构钢由含碳量较低（合金结构钢由含碳量较低（0.20%0.20%）的碳素钢加入铬、镍、）的碳素钢加入铬、镍、钼、钼、钛、钨、钒等合金元素融合而成，使钢具有特殊的性质如：钛、钨、钒等合金元素融合而成，使钢具有特殊的性质如：耐蚀耐蚀或耐热。或耐热。1 1）、不锈耐酸钢）、不锈耐酸钢第14页/共33页能抵抗酸及强腐蚀性介质的钢，主要有能抵抗酸及强腐蚀性介质的钢，主要有：铬不锈钢，如：铬

14、不锈钢，如：1Cr131Cr13铬镍不锈钢，如：铬镍不锈钢，如：0Cr18Ni90Cr18Ni9不锈钢牌号：采用两位数（或一位数）表示以千分数表示含碳不锈钢牌号：采用两位数（或一位数）表示以千分数表示含碳量，后加合金元素符号和表示合金元素含量的百分数字。量，后加合金元素符号和表示合金元素含量的百分数字。2 2）、耐热钢）、耐热钢 为了抵抗高温蠕变、高温氧化等失效而发展起来的耐热钢，为了抵抗高温蠕变、高温氧化等失效而发展起来的耐热钢，在钢中熔入铬、铝、硅可提高热稳定性，熔入镍、铝、钨、钒等在钢中熔入铬、铝、硅可提高热稳定性，熔入镍、铝、钨、钒等提高钢的抗热性。提高钢的抗热性。第15页/共33页铸

15、铁铸铁铸铁是含碳量为铸铁是含碳量为2%2%4.5%4.5%的铁碳合金，其中硅、锰、硫、磷的铁碳合金，其中硅、锰、硫、磷的含的含量都高于钢。常见的铸铁有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、量都高于钢。常见的铸铁有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、耐耐蚀铸铁和耐热铸铁。蚀铸铁和耐热铸铁。1 1）、灰铸铁：中的碳元素以片状石墨存在，抗拉强度和塑性）、灰铸铁：中的碳元素以片状石墨存在，抗拉强度和塑性比比 钢低，但耐磨性、减振性、铸造性和切削性较好。钢低，但耐磨性、减振性、铸造性和切削性较好。牌号的意义：牌号的意义：HT 150HT 1502 2）、球墨铸铁：中碳元素以球状石墨存在，它的强度和塑性）、球墨铸铁：中

16、碳元素以球状石墨存在，它的强度和塑性比灰铸铁高，综合力学性能接近于钢。比灰铸铁高，综合力学性能接近于钢。强度极限强度极限灰铸铁灰铸铁第16页/共33页牌号的意义：牌号的意义：QT 400QT 4001818伸长率伸长率强度极限强度极限球墨铸铁球墨铸铁3)3)、可锻铸铁：中的石墨呈团絮状，与灰铸铁相比有较高的强度、塑、可锻铸铁：中的石墨呈团絮状，与灰铸铁相比有较高的强度、塑性和韧性。性和韧性。4 4）、耐蚀铸铁和耐热铸铁）、耐蚀铸铁和耐热铸铁在铸铁中加入适量的合金元素后形成具有耐蚀、耐热性能的铸铁，如在铸铁中加入适量的合金元素后形成具有耐蚀、耐热性能的铸铁，如加入硅形成的耐蚀铸铁；加入铬形成耐热

17、铸铁。加入硅形成的耐蚀铸铁；加入铬形成耐热铸铁。第17页/共33页有色金属及其合金有色金属及其合金 在化工生产中，由于腐蚀、低温、高温、高压等特殊工艺条件在化工生产中，由于腐蚀、低温、高温、高压等特殊工艺条件的要求，设备材料也经常用有色金属及其合金。的要求，设备材料也经常用有色金属及其合金。1 1）、铝及铝合金）、铝及铝合金铝铝密度小、良好的导电、导热性，耐浓硝酸；常用于换热密度小、良好的导电、导热性，耐浓硝酸；常用于换热器、器、塔、深冷设备及防止污染产品的设备。塔、深冷设备及防止污染产品的设备。铝合金铝合金强度比纯铝高，耐蚀性较好；常用于吸附过滤器、强度比纯铝高，耐蚀性较好；常用于吸附过滤器

18、、分离分离塔。塔。2 2）、铜及铜合金）、铜及铜合金铜铜良好的导电、导热性，低温韧性、塑性好；常用于深冷良好的导电、导热性，低温韧性、塑性好；常用于深冷设备、设备、换热器中的蛇管、垫片等。换热器中的蛇管、垫片等。铜合金铜合金铜与锌组成合金黄铜，铸造性好，强度比铜高；铜铜与锌组成合金黄铜，铸造性好，强度比铜高；铜与锡、与锡、铅、铝等组成合金青铜，具有较高的耐蚀、耐磨性。铅、铝等组成合金青铜，具有较高的耐蚀、耐磨性。第18页/共33页3 3）、铅及铅合金）、铅及铅合金铅铅强度、硬度低，不耐磨，能防辐射，耐稀硫酸等，通常强度、硬度低，不耐磨，能防辐射，耐稀硫酸等，通常在在化工设备中用它制作衬里。化工

19、设备中用它制作衬里。铅合金铅合金强度和硬度都比铅高，通常用于输送硫酸的泵、阀强度和硬度都比铅高，通常用于输送硫酸的泵、阀门、门、管道等。管道等。5.2 5.2 化工设备与管道使用的非金属材料化工设备与管道使用的非金属材料无机非金属材料无机非金属材料1 1）、化工陶瓷）、化工陶瓷由黏土瘠性材料和助溶剂用水混合后经干燥和高温培烧而成。由黏土瘠性材料和助溶剂用水混合后经干燥和高温培烧而成。具具有良好的耐蚀性。（除氢氟酸和含氟的其它介质以及热浓磷酸有良好的耐蚀性。（除氢氟酸和含氟的其它介质以及热浓磷酸和和碱液外，能耐几乎所有化学介质的腐蚀。）通常用于作衬里。碱液外，能耐几乎所有化学介质的腐蚀。）通常用

20、于作衬里。2 2）、化工搪瓷）、化工搪瓷由含硅量高的瓷釉通过由含硅量高的瓷釉通过900900的高温煅烧，使瓷釉紧密附着在的高温煅烧，使瓷釉紧密附着在金属金属第19页/共33页胎表面而制成成品。胎表面而制成成品。有良好的耐蚀性。除强碱外，能耐各种浓度的酸、盐、有机溶有良好的耐蚀性。除强碱外，能耐各种浓度的酸、盐、有机溶剂和弱碱的腐蚀。剂和弱碱的腐蚀。有机非金属材料有机非金属材料塑料塑料 塑料是一类以高分子合成树脂为基本原料，在一定温度下塑制塑料是一类以高分子合成树脂为基本原料，在一定温度下塑制成成形，并在常温下保持其形状不变的高聚物。形，并在常温下保持其形状不变的高聚物。橡胶橡胶 具有良好的耐蚀

21、性和防渗漏性，常用于设备的衬里层或复合衬具有良好的耐蚀性和防渗漏性，常用于设备的衬里层或复合衬里里 层中的防渗漏层，以及密封材料。层中的防渗漏层，以及密封材料。不透性石墨不透性石墨 石墨在加入树脂后，性质发生变化，表现出石墨和树脂的综石墨在加入树脂后，性质发生变化，表现出石墨和树脂的综合合性能，提高了机械强度和抗渗性，但导热性、热稳定、耐热性均性能，提高了机械强度和抗渗性，但导热性、热稳定、耐热性均有不有不同程度的降低。同程度的降低。第20页/共33页玻璃钢玻璃钢 玻璃钢是用合成树脂做黏结剂，以玻璃纤维做增强材料，按玻璃钢是用合成树脂做黏结剂，以玻璃纤维做增强材料，按一一定方法制成塑料，其强度

22、高、加工性好、耐蚀性好。定方法制成塑料，其强度高、加工性好、耐蚀性好。可用来制造化工生产中使用的容器、储槽、塔、鼓风机、搅拌可用来制造化工生产中使用的容器、储槽、塔、鼓风机、搅拌器、器、泵、管道、阀门等多种机械设备。泵、管道、阀门等多种机械设备。第21页/共33页5.3 5.3 化工设备的腐蚀与防化工设备的腐蚀与防护护 金属材料与周围环境发生化学或电化学作用而引起的破坏金属材料与周围环境发生化学或电化学作用而引起的破坏现象现象称为腐蚀。称为腐蚀。常见的腐蚀类型及腐蚀机理常见的腐蚀类型及腐蚀机理根据腐蚀的机理常见的腐蚀可分为：化学腐蚀和电化学腐蚀。根据腐蚀的机理常见的腐蚀可分为：化学腐蚀和电化学

23、腐蚀。1 1）、化学腐蚀）、化学腐蚀定义：金属材料与介质发生纯化学作用而引起的破坏。定义：金属材料与介质发生纯化学作用而引起的破坏。机理：非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互作用机理：非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互作用,电电 子传递时在他们之间进行的，没有电流产生。子传递时在他们之间进行的，没有电流产生。2 2）、电化学腐蚀）、电化学腐蚀定义：金属材料与介质发生电化学作用而引起的破坏。定义：金属材料与介质发生电化学作用而引起的破坏。第22页/共33页机理：以铜、锌在稀硫酸中的腐蚀为例说明电化学腐蚀的机理：以铜、锌在稀硫酸中的腐蚀为例说明电化学腐蚀的机理。机理。如如图图5 51

24、 1所所示，是锌和铜在稀示，是锌和铜在稀硫硫酸中构成的电池，锌的电极电酸中构成的电池，锌的电极电位位较铜低，故锌被溶解，将电子较铜低，故锌被溶解，将电子留留在金属锌上。这是一个失电子在金属锌上。这是一个失电子的的氧化反应，氧化反应，称阳极反应。称阳极反应。阳极反应产生的电子经导线移阳极反应产生的电子经导线移动动到铜极，在铜极上电子被到铜极，在铜极上电子被H+H+吸吸收收,在铜极上放出氢气。这是一个在铜极上放出氢气。这是一个的的电子的还原反应，电子的还原反应，称阴极反应。称阴极反应。eeeeZnZn阳极阳极C Cu u阴极阴极ZnZn2 2+soso4 42-2-H H2 2soso4 4 H+

25、H+H H2 2图图5 51 1 z zn nc cu u电池电池第23页/共33页常见的腐蚀破坏形式及防腐措施常见的腐蚀破坏形式及防腐措施 金属材料常见的腐蚀破坏的形式有多种，按照腐蚀的形态金属材料常见的腐蚀破坏的形式有多种，按照腐蚀的形态分分类，可分为全面腐蚀和局部腐蚀。类，可分为全面腐蚀和局部腐蚀。1 1）、全面腐蚀）、全面腐蚀定义：遍布整个金属表面，腐蚀的分布和深度相对均匀，也定义：遍布整个金属表面，腐蚀的分布和深度相对均匀，也称称均匀腐蚀。均匀腐蚀。防腐措施：可以通过设计时增加设备的厚度和使用表面涂层防腐措施：可以通过设计时增加设备的厚度和使用表面涂层来来保证设备具有一定寿命。保证设

26、备具有一定寿命。2 2）、局部腐蚀）、局部腐蚀 腐蚀只集中在金属表面某些极其小的区域，由于这种腐蚀的腐蚀只集中在金属表面某些极其小的区域，由于这种腐蚀的分分布、深度很不均匀，常在整个设备较好的情况下，发生局部穿布、深度很不均匀，常在整个设备较好的情况下，发生局部穿孔或孔或破裂而引起严重事故。常见的局部腐蚀有以下一些形式。破裂而引起严重事故。常见的局部腐蚀有以下一些形式。第24页/共33页定义：两种不同金属在同一腐蚀介质中接触时，电极电位较定义：两种不同金属在同一腐蚀介质中接触时，电极电位较负负 的金属应接触而引起腐蚀速率增大的现象称电偶腐蚀。的金属应接触而引起腐蚀速率增大的现象称电偶腐蚀。实例

27、：换热器的碳钢管板与铜换热管胀接处、碳钢管道与不实例：换热器的碳钢管板与铜换热管胀接处、碳钢管道与不锈锈钢阀门连接处，碳钢件都会受到电偶腐蚀。钢阀门连接处，碳钢件都会受到电偶腐蚀。防腐措施：尽量避免不同电极电位金属材料直接接触，或用防腐措施：尽量避免不同电极电位金属材料直接接触，或用绝绝缘材料隔开相接处的两种金属。缘材料隔开相接处的两种金属。、缝隙腐蚀、缝隙腐蚀定义：在腐蚀介质中，由于金属与金属、或非金属之间形成定义：在腐蚀介质中，由于金属与金属、或非金属之间形成很很小的缝隙，使缝内液相介质处于滞留状态，与缝外流动的介质小的缝隙，使缝内液相介质处于滞留状态，与缝外流动的介质存存在浓度差，形成浓

28、差电池，引起缝内的金属腐蚀。在浓度差，形成浓差电池，引起缝内的金属腐蚀。实例：法兰的连接面间隙内，有可能滞留少量实例：法兰的连接面间隙内，有可能滞留少量介质而产生缝隙腐蚀。介质而产生缝隙腐蚀。、电偶腐蚀、电偶腐蚀第25页/共33页防腐措施：首先要设计合理，尽量避防腐措施：首先要设计合理，尽量避免免狭缝结构和液体滞留区，或用有机聚合狭缝结构和液体滞留区，或用有机聚合物物膜片、橡胶等填实缝隙。膜片、橡胶等填实缝隙。、小孔腐蚀、小孔腐蚀定义：金属的大部分表面基本不发生腐蚀，只在局部区域定义：金属的大部分表面基本不发生腐蚀，只在局部区域出现出现向深处发展的腐蚀小孔，称孔蚀或点蚀。向深处发展的腐蚀小孔，

29、称孔蚀或点蚀。实例：不锈钢、铝和铝合金，在含有氯离子的水中会出现实例：不锈钢、铝和铝合金，在含有氯离子的水中会出现孔蚀孔蚀现象。现象。防腐措施：选择耐孔蚀的材料制造设防腐措施：选择耐孔蚀的材料制造设备或在介质中添加缓蚀剂，还可以通过备或在介质中添加缓蚀剂，还可以通过控制介质的温度和流速来控制点蚀。控制介质的温度和流速来控制点蚀。图图5 52 2 缝隙腐蚀缝隙腐蚀图图5 53 3 小孔腐蚀小孔腐蚀第26页/共33页、晶间腐蚀、晶间腐蚀定义：金属的晶粒与晶粒之间存在着边界，腐蚀介质沿着定义：金属的晶粒与晶粒之间存在着边界，腐蚀介质沿着晶界晶界或晶界的临界区域发生严重腐蚀，而晶粒本身腐蚀轻微。或晶界

30、的临界区域发生严重腐蚀，而晶粒本身腐蚀轻微。实例：不锈钢、镍基合金、铝合金等都是在介质中极易发实例：不锈钢、镍基合金、铝合金等都是在介质中极易发生晶生晶间腐蚀的。间腐蚀的。防腐措施：主要是从材料的化学成分防腐措施：主要是从材料的化学成分上，降低不锈钢的含碳量，并加入抗晶上，降低不锈钢的含碳量，并加入抗晶间腐蚀能力的合金元素。间腐蚀能力的合金元素。、应力腐蚀、应力腐蚀定义：在拉应力和特定腐蚀介质共同的作用下，发生的腐蚀破坏。定义：在拉应力和特定腐蚀介质共同的作用下，发生的腐蚀破坏。实例：实例：见书见书P147P147表表5 52 2防腐措施：在特定的环境下选没应力腐蚀破裂敏感性的材料，设防腐措施

31、：在特定的环境下选没应力腐蚀破裂敏感性的材料，设图图5 54 4 晶间腐蚀晶间腐蚀第27页/共33页法消除设备在加工中的残余拉应力，法消除设备在加工中的残余拉应力，严格控制腐蚀环境，添加腐蚀剂等。严格控制腐蚀环境，添加腐蚀剂等。图图5 55 5 应力腐蚀应力腐蚀第28页/共33页化工设备常用的防腐蚀措施化工设备常用的防腐蚀措施 既然腐蚀是由金属接触腐蚀性介质引起的，那么从根源入既然腐蚀是由金属接触腐蚀性介质引起的，那么从根源入手切手切断造成腐蚀任意一条件，就可以避免腐蚀。断造成腐蚀任意一条件，就可以避免腐蚀。1 1）、改善介质的防腐蚀条件）、改善介质的防腐蚀条件去掉介质中的有害成分（如去掉介质

32、中的有害成分（如O O2 2、Cl-Cl-等）。等）。添加防腐剂。添加防腐剂。2 2）、采用电化学保护）、采用电化学保护由电化学腐蚀的机理可知，通常是阳极金属被腐蚀，因此人由电化学腐蚀的机理可知，通常是阳极金属被腐蚀，因此人为的为的保护阳极免受腐蚀，具体方法有如下三种：保护阳极免受腐蚀，具体方法有如下三种：利用外加电流使需保护的金属成为阴极。利用外加电流使需保护的金属成为阴极。牺牲阳极保护阴极。牺牲阳极保护阴极。阳极保护法。阳极保护法。第29页/共33页3 3）、采用表面覆盖层保护）、采用表面覆盖层保护金属覆盖层金属覆盖层非金属覆盖层非金属覆盖层第30页/共33页第31页/共33页第32页/共33页感谢您的观看。第33页/共33页