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一級(jí)建造師考試《機(jī)電工程》分析1H71設(shè)備及管道防腐蝕材料的性能

1H70 防腐蝕工程施工技術(shù)

防腐蝕工程是設(shè)備及管道設(shè)施長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行的重要保障，防腐蝕技術(shù)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、機(jī)械、電子、輕紡、建筑等工業(yè)和民用領(lǐng)域。防腐蝕工程施工應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家、行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行技術(shù)管理和質(zhì)量控制，達(dá)到防腐蝕工程一次合格。本目的重點(diǎn)是：設(shè)備及管道防腐蝕材料的性能;防腐蝕施工方法;防腐蝕施工要求。

1H71 設(shè)備及管道防腐蝕材料的性能

防腐蝕材料是保證設(shè)備及管道防腐蝕工程質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，應(yīng)了解設(shè)備及管道腐蝕與防護(hù)的基本知識(shí)，掌握機(jī)電工程設(shè)備及管道防腐的基本方法，正確選擇適合設(shè)備及管道的防腐蝕材料。本條的知識(shí)點(diǎn)是：設(shè)備及管道腐蝕類型和防腐方法;設(shè)備及管道防腐蝕材料類型;防腐蝕涂料的性能;金屬熱噴涂材料的性能。

一、設(shè)備及管道腐蝕類型和防腐方法

(一)設(shè)備及管道腐蝕類型

按照金屬腐蝕過程的機(jī)理，可以劃分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕;按照腐蝕環(huán)境，可以劃分為大氣腐蝕、海水腐蝕、淡水腐蝕、土壤腐蝕、高溫腐蝕、化學(xué)介質(zhì)腐蝕等;按照破壞形態(tài)的不同可以劃分為全面腐蝕和局部腐蝕;按照腐蝕程度可以劃分為強(qiáng)腐蝕、中等腐蝕、弱腐蝕三類。

(二)設(shè)備及管道防腐方法

控制設(shè)備及管道腐蝕的方法主要有：合理選材、介質(zhì)處理、金屬表面覆蓋層、電化學(xué)保護(hù)、添加緩蝕劑。

1.合理選材。根據(jù)管道及設(shè)備的運(yùn)行條件及不同的介質(zhì)，選用恰當(dāng)?shù)慕饘俨牧虾头墙饘俨牧稀＠纾梢赃x擇不銹鋼用作化工設(shè)備及管道材料;天然氣輸送管道應(yīng)選擇具有抗硫化氫腐蝕的材料等。

2.介質(zhì)處理。包括去除介質(zhì)中促進(jìn)腐蝕的有害成分，調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH值及改變介質(zhì)的濕度等。例如，鍋爐給水的除氧;原油在管道輸送之前必須脫出水等腐蝕性成分。

3.金屬表面覆蓋層。在金屬表面噴、襯、滲、鍍、涂上一層耐蝕性較好的金屬或非金屬物質(zhì)，也可以將金屬進(jìn)行磷化或氧化處理，使被保護(hù)金屬表面與介質(zhì)隔離，降低金屬腐蝕的速度。

4.電化學(xué)保護(hù)。電化學(xué)保護(hù)又稱為電法保護(hù)，可以分為陽(yáng)極保護(hù)與陰極保護(hù)兩種形式。其利用金屬電化學(xué)腐蝕原理，將被保護(hù)金屬設(shè)備或管道進(jìn)行陽(yáng)極極化或陰極極化以降低金屬腐蝕的速度或防止金屬腐蝕。例如，硫酸設(shè)備可采用陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)，管道、管網(wǎng)以及儲(chǔ)罐常采用陰極保護(hù)技術(shù)。

5.添加緩蝕劑。在腐蝕環(huán)境中，通過添加少量能阻止或減緩金屬腐蝕速度的物質(zhì)以護(hù)金屬的方法，稱為緩蝕劑保護(hù)。例如，加入烏洛托品等緩蝕劑可減輕煉油裝置的腐蝕。

機(jī)電工程項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)腐蝕因素、環(huán)境條件、各種措施的防腐效果綜合考慮防腐方法，設(shè)備及管道的腐蝕速度及腐蝕危害降至最低。

施工階段，機(jī)電工程項(xiàng)目一般需要完成的防腐工程為金屬表面覆蓋層和電化學(xué)保護(hù)。中采用的金屬表面覆蓋層主要為各種襯里、涂料涂層和金屬熱噴涂層;采用的電化學(xué)保護(hù)方式主要為陰極保護(hù)。

一、設(shè)備及管道防腐蝕材料類型

機(jī)電工程項(xiàng)目中常用的防腐材料主要有各種有機(jī)和無機(jī)涂料、橡膠制品、無機(jī)板材等。

(一)涂料

1.涂料可分為油基漆(成膜物質(zhì)為干性油類)和樹脂基漆(成膜物質(zhì)為合成樹脂)兩大類。它是通過一定的涂覆方法涂在金屬表面，經(jīng)過固化而形成薄涂層，從而保護(hù)設(shè)備及管道免受氣體及酸、堿等介質(zhì)的腐蝕作用。

2.涂料的基本組成。涂料的品種雖然很多，但就其組成而言，大體上可以分為三部分：成膜物質(zhì)、顏填料和溶劑。

3.常用防腐涂料

(1)環(huán)氧樹脂涂料。具有良好的耐腐蝕性能，特別是耐堿性，并有較好的耐磨性，漆膜有良好的彈性和硬度，收縮率較低，使用溫度一般為90～100℃。

(2)過氯乙烯涂料。具有良好的耐工業(yè)大氣、耐海水、耐酸、耐油、耐鹽霧、防霉、防燃燒等性能，但不耐酚類、酮類、脂類和苯類等有機(jī)溶劑介質(zhì)的腐蝕。最高使用溫度約70℃，此外它與金屬表面附著力不強(qiáng)。

(3)瀝青漆。價(jià)格低廉、應(yīng)用廣泛，常溫下能耐氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、氨氣、酸霧、氯氣、低濃度的無機(jī)鹽和濃度40%以下的堿、海水、土壤、鹽類溶液以及酸性氣體等介質(zhì)腐蝕。但不耐油類、醇類、脂類、烴類等有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑等介質(zhì)腐蝕，并且對(duì)陽(yáng)光穩(wěn)定性較差，耐熱度在60℃。

(4)呋喃樹脂漆。具有優(yōu)良的耐酸、耐堿、耐溫性，原料來源廣泛，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是漆膜韌性差、與金屬附著力差、干燥后會(huì)收縮。

(5)聚氨基甲酸酯漆。最高耐熱度為155℃，有良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐油性、耐磨性和附著力，漆膜韌性和電絕緣性均較好。

(6)無機(jī)富鋅漆。施工簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有良好的耐水性、耐油性、耐溶劑性及耐干濕交替的鹽霧，適用于海水、清水、海洋大氣、工業(yè)大氣和油類等介質(zhì)。耐熱度為160℃左右。

(7)環(huán)氧煤瀝青。主要由環(huán)氧樹脂、煤瀝青、填料和固化劑組成。它綜合了環(huán)氧樹脂的機(jī)械強(qiáng)度高、粘接力大、耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕和煤瀝青耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。涂層使用溫度在-40～150℃之間。在酸、堿、鹽、水、汽油、煤油、柴油等一般稀釋劑中長(zhǎng)期浸泡無變化。

(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、無毒、造價(jià)低，并且耐酸、耐鹽、耐各種稀釋劑。三聚乙烯防腐涂料有良好的機(jī)械強(qiáng)度、電性能、抗紫外線、抗老化和抗陽(yáng)極剝離等性能，防腐壽命可達(dá)以上。

(二)橡膠制品

I.用于防腐的橡膠主要是指天然橡膠。橡膠的使用溫度與使用壽命有關(guān)，溫度過高會(huì)加速橡膠的老化，破壞橡膠與金屬結(jié)構(gòu)的結(jié)合力，導(dǎo)致脫落;溫度過低，橡膠會(huì)失去彈性。

用作化工襯里的橡膠是生膠經(jīng)過硫化處理而成的，經(jīng)過硫化處理的橡膠具有一定耐熱性能、機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性能。

2.合成橡膠。種類很多，用于機(jī)電工程防腐蝕的主要有聚異丁烯橡膠。

例如，聚異丁烯橡膠使用最高溫度一般為50～60℃，它在低溫下仍有良好的彈性及足夠的強(qiáng)度，在50℃時(shí)由于聚異丁烯板開始軟化，因而不能經(jīng)受機(jī)械作用。它能耐各種濃度的鹽酸、小于80%的硫酸、稀硝酸、濃度小于40%的氫氟酸、堿液及各種鹽類溶液等介質(zhì)的腐蝕，不耐鉛、氟、氯、溴及部分有機(jī)溶劑，如苯、四氯化碳、二硫化碳、汽油、礦物油及植物油等介質(zhì)的腐蝕。

(三)各種磚、板和管材襯里

1.輝綠巖板和管材襯里是由輝綠巖石熔融鑄成。主要成分是二氧化硅，是一種灰黑色質(zhì)地密實(shí)的材料。優(yōu)點(diǎn)是耐酸堿性好，除氫氟酸、300℃以上磷酸及熔融的堿外，對(duì)所有的有機(jī)酸、無機(jī)酸、堿類均耐腐蝕且耐磨性好。缺點(diǎn)是脆性大，不宜承受重物的沖擊，溫差急變性較差，板材難于切割加工c

2.耐酸陶瓷磚、板和管材襯里是由耐火黏土、長(zhǎng)石及石英以干成型法焙燒而成。主要成分是二氧化硅。優(yōu)點(diǎn)是耐酸性好，除氫氟酸、300℃以上磷酸及強(qiáng)堿外，對(duì)所有的酸類都耐腐蝕;結(jié)構(gòu)致密，表面光滑平整。缺點(diǎn)是脆性較大、韌性差和溫差急變性較差。

3.不透性石墨板和管材襯里是由人造石墨浸漬酚醛或呋喃樹脂而成。優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱性優(yōu)良、溫差急變性好、易于機(jī)械加工。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低，價(jià)格昂貴。

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