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一級建造師考試《機電工程》分析1H71設備及管道防腐蝕材料的性能

1H70 防腐蝕工程施工技術

防腐蝕工程是設備及管道設施長期安全可靠運行的重要保障，防腐蝕技術已廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、機械、電子、輕紡、建筑等工業和民用領域。防腐蝕工程施工應嚴格按照國家、行業相關技術標準和規范進行技術管理和質量控制，達到防腐蝕工程一次合格。本目的重點是：設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 設備及管道防腐蝕材料的性能

防腐蝕材料是保證設備及管道防腐蝕工程質量的物質基礎，應了解設備及管道腐蝕與防護的基本知識，掌握機電工程設備及管道防腐的基本方法，正確選擇適合設備及管道的防腐蝕材料。本條的知識點是：設備及管道腐蝕類型和防腐方法;設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、設備及管道腐蝕類型和防腐方法

(一)設備及管道腐蝕類型

按照金屬腐蝕過程的機理，可以劃分為化學腐蝕和電化學腐蝕;按照腐蝕環境，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、化學介質腐蝕等;按照破壞形態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腐蝕、中等腐蝕、弱腐蝕三類。

(二)設備及管道防腐方法

控制設備及管道腐蝕的方法主要有：合理選材、介質處理、金屬表面覆蓋層、電化學保護、添加緩蝕劑。

1.合理選材。根據管道及設備的運行條件及不同的介質，選用恰當的金屬材料和非金屬材料。例如，可以選擇不銹鋼用作化工設備及管道材料;天然氣輸送管道應選擇具有抗硫化氫腐蝕的材料等。

2.介質處理。包括去除介質中促進腐蝕的有害成分，調節介質的pH值及改變介質的濕度等。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，也可以將金屬進行磷化或氧化處理，使被保護金屬表面與介質隔離，降低金屬腐蝕的速度。

4.電化學保護。電化學保護又稱為電法保護，可以分為陽極保護與陰極保護兩種形式。其利用金屬電化學腐蝕原理，將被保護金屬設備或管道進行陽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，硫酸設備可采用陽極保護技術，管道、管網以及儲罐常采用陰極保護技術。

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

機電工程項目應根據腐蝕因素、環境條件、各種措施的防腐效果綜合考慮防腐方法，設備及管道的腐蝕速度及腐蝕危害降至最低。

施工階段，機電工程項目一般需要完成的防腐工程為金屬表面覆蓋層和電化學保護。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;采用的電化學保護方式主要為陰極保護。

一、設備及管道防腐蝕材料類型

機電工程項目中常用的防腐材料主要有各種有機和無機涂料、橡膠制品、無機板材等。

(一)涂料

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

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、顏填料和溶劑。

3.常用防腐涂料

(1)環氧樹脂涂料。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、脂類和苯類等有機溶劑介質的腐蝕。最高使用溫度約70℃，此外它與金屬表面附著力不強。

(3)瀝青漆。價格低廉、應用廣泛，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腐蝕。但不耐油類、醇類、脂類、烴類等有機溶劑和強氧化劑等介質腐蝕，并且對陽光穩定性較差，耐熱度在60℃。

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

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

(6)無機富鋅漆。施工簡單，價格便宜，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、工業大氣和油類等介質。耐熱度為160℃左右。

(7)環氧煤瀝青。主要由環氧樹脂、煤瀝青、填料和固化劑組成。它綜合了環氧樹脂的機械強度高、粘接力大、耐化學介質侵蝕和煤瀝青耐腐蝕等優點。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械強度、電性能、抗紫外線、抗老化和抗陽極剝離等性能，防腐壽命可達以上。

(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，溫度過高會加速橡膠的老化，破壞橡膠與金屬結構的結合力，導致脫落;溫度過低，橡膠會失去彈性。

用作化工襯里的橡膠是生膠經過硫化處理而成的，經過硫化處理的橡膠具有一定耐熱性能、機械強度和耐腐蝕性能。

2.合成橡膠。種類很多，用于機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度，在50℃時由于聚異丁烯板開始軟化，因而不能經受機械作用。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的腐蝕，不耐鉛、氟、氯、溴及部分有機溶劑，如苯、四氯化碳、二硫化碳、汽油、礦物油及植物油等介質的腐蝕。

(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，是一種灰黑色質地密實的材料。優點是耐酸堿性好，除氫氟酸、300℃以上磷酸及熔融的堿外，對所有的有機酸、無機酸、堿類均耐腐蝕且耐磨性好。缺點是脆性大，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、長石及石英以干成型法焙燒而成。主要成分是二氧化硅。優點是耐酸性好，除氫氟酸、300℃以上磷酸及強堿外，對所有的酸類都耐腐蝕;結構致密，表面光滑平整。缺點是脆性較大、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。優點是導熱性優良、溫差急變性好、易于機械加工。缺點是機械強度低，價格昂貴。

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