【正文】 鑄造耐腐蝕和耐磨零件，如泵殼、閥門、軸承、蝸輪、齒輪、旋塞等。 無錫青銅力學(xué)性能好 第六節(jié) 有色金屬 2023/1/16 163 四、鈦及其合金 鈦的密度小（ ）、強度高、耐腐蝕性好、熔點高。 工業(yè)純鈦牌號有 TA0、 TA TA3(編號愈大、雜質(zhì)含量愈多 )。 純鈦加工性能良好；有良好的耐蝕性。鈦也是很好的耐熱材料。 在鈦中添加錳、鋁或鉻、鉬等元素，可獲得性能優(yōu)良的鈦合金。 第六節(jié) 有色金屬 第六節(jié) 有色金屬 2023/1/16 165 第七節(jié) 非金屬材料 第七節(jié) 非金屬材料 分 類 無機非金屬材料 有機非金屬材料 2023/1/16 166 一、 無機非金屬材料 化工 陶瓷 具有良好的耐腐蝕性能，足夠的不透性、耐熱性和一定的機械強度。其主要原料是粘土、瘠性材料（石英）和助熔劑。用水混合后經(jīng)過干燥和高溫焙燒，形成表面光滑、斷面像細(xì)密 石質(zhì)的材料。陶瓷性脆易裂，導(dǎo)熱性差。 化工陶瓷產(chǎn)品有塔、貯槽、容器、 泵、閥門、旋塞、反應(yīng)器、攪拌器和管道、管件等。 第七節(jié) 非金屬材料 2023/1/16 167 一、 無機非金屬材料 化工搪瓷 由含硅量高的瓷釉通過 900 ℃ 左右的高溫燃燒，使瓷釉密著在金屬胎表面?；? 工搪瓷具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和電絕緣性能，但易碎裂。 搪瓷的導(dǎo)熱系數(shù)不到鋼的 1／ 4，熱膨脹系數(shù)較大。不能直接用火焰加熱，以 免損壞搪瓷面，可以用蒸汽或油浴緩慢加熱。使用濕度為 30 ℃ ~270℃ 。 目前我國生產(chǎn)的搪瓷設(shè)備有反應(yīng)釜、貯罐、換熱器、蒸發(fā)器、塔和閥門等。 第七節(jié) 非金屬材料 2023/1/16 168 一、 無機非金屬材料 輝綠巖鑄石 用輝綠巖熔融后鑄成。 可制成板、磚等材料用來做設(shè)備襯里和管材。 鑄石除對氫氟酸和熔融堿不耐腐蝕外，對各種酸、堿、鹽具有良好的耐腐蝕性能。 第七節(jié) 非金屬材料 2023/1/16 169 一、 無機非金屬材料 玻 璃 化工上用的玻璃指硼玻璃 (耐熱玻璃 )制成高鋁玻璃，熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性好。但質(zhì)脆，耐溫度急變性差，不耐沖擊和振動。 玻璃在化工生產(chǎn)上用來做管道或管件，也可以做容器、反應(yīng)器、泵、熱交換器、隔膜閥等。 第七節(jié) 非金屬材料 ? 1）組成 ? 樹脂 ：樹脂是塑料的主要成份，它聯(lián)系和粘結(jié)其它組分，對塑料的性能起決定性作用。 ? 填充劑 ：彌補或改善樹脂的性能不足，另外可以顯著地降低成本。 ? 增塑劑 ：增加材料塑性。 ? 固化劑 ：使線型高分子交聯(lián)成體型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 ? 穩(wěn)定劑 ：用來抵抗老化延長塑料壽命物質(zhì)。 ? 其它 ：諸如發(fā)泡劑，抗靜電劑，染料，潤滑劑等等 . 1. 工程塑料 一、有 機非金屬材料 第七節(jié) 非金屬材料 熱塑性塑料和熱固性塑料 加熱變軟，冷卻變硬； 不同材料的韌性變化范圍很大； 可循環(huán)再利用； 不能承受高溫。 制成后永久固化； 脆； 不能循環(huán)再利用； 可承受高溫。 熱塑性塑料 熱固性塑料 2）分類 及應(yīng)用 1. 工程塑料 主要優(yōu)點 ：質(zhì)輕、比強度高；良好的耐蝕性、減摩性；絕緣性、耐電弧性、隔音性、吸振性；工藝性能好。 主要缺點 ：強度、硬度、剛度低；耐熱性、導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)大；容易燃燒，容易老化。 2）分類及應(yīng)用 1. 工程塑料 1. 工程塑料 1. 工程塑料 2023/1/16 175 一、有 機非金屬材料 涂 料 一種高分子膠體的溫合物溶液，涂在物體表面，然后固化形成薄涂層，用來保護(hù)物體免遭大氣腐蝕及酸、堿等介質(zhì)的腐蝕。多數(shù)情況下用于涂刷設(shè)備、管道的外表面，也常用作設(shè)備內(nèi)壁的防腐蝕涂層。 涂料防腐特點 ：品種多、選擇范圍廣、適應(yīng)性強、使用方便、價格低、適于現(xiàn)場施工等。但涂層較薄，在有沖擊、磨蝕作用以及強腐蝕介質(zhì)的情況下，涂層容易脫落， 限制了涂料在設(shè)備內(nèi)壁防腐蝕上的應(yīng)用。 品種 ：防銹漆、底漆、大漆、酚醛樹脂漆、環(huán)氧樹脂漆等。 第七節(jié) 非金屬材料 2023/1/16 176 一、有 機非金屬材料 3．不透性石墨 由各種樹脂浸漬石墨消除孔隙而得到的。 特點 ： 1）有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良 好的導(dǎo)熱性，熱膨脹系數(shù)小，耐溫度急變性好； 2）不污染介質(zhì)，能保證產(chǎn)品純度； 3）加工性能良好 、相對密度??； 4）機械強度較低，性脆。 不透性石墨的耐腐蝕性主要決定于浸漬樹脂的耐腐蝕性。由于其耐腐蝕性強和導(dǎo)熱性好，常用作腐蝕性強的介質(zhì)的換熱器、泵、管道和用做機械密封中的密封環(huán)和壓力容器用的安全爆破片等。 第七節(jié) 非金屬材料 2023/1/16 177 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 一、金屬的腐蝕 金屬與周圍介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞稱為腐蝕。 1．金屑腐蝕的評定方法 ： (1)根據(jù)重量變化評定金屬的腐蝕 通過實驗的方法測出金屬試件在單位表面積、單位時間腐蝕而引起的重量變化。只能用于均勻腐蝕，且即能很好地除去腐蝕產(chǎn)物又不致?lián)p害試件主體 金屬時，結(jié)果才能準(zhǔn)確（沒有考慮金屬的相對密度） 。 2023/1/16 178 一、金屬的腐蝕 (2)根據(jù)腐蝕深度評定金屬的腐蝕 當(dāng)重量損失相同時，相對密度不同的金屬其截面尺寸的減少不同。為了表示腐蝕前后尺寸的變化，常用金屬厚度 的減少量，即腐蝕深度來表示腐蝕速度： 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 179 一、金屬的腐蝕 化學(xué)腐蝕 金屬遇到干燥的氣體和非電解質(zhì)溶液發(fā)生化學(xué)作用所引起的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕的產(chǎn)物在金屬的表面上，腐蝕過程中沒有電流產(chǎn)生。 鈍化腐蝕 ：生成的化合物很穩(wěn)定，即不易揮發(fā)或溶解，且組織致密，與金屬本體結(jié)合牢固，這種腐蝕產(chǎn)物附著在金屬表面上，稱為“鈍化脂”，起保護(hù)作 用，或稱鈍化作用。 活化腐蝕 ：生成的化合物不穩(wěn)定，即易揮發(fā)或溶解，且與金屬結(jié)合不牢固，腐蝕產(chǎn)物會一層層脫落，這種腐蝕產(chǎn)物不能保護(hù)金屬不再繼續(xù)受到腐蝕。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 180 一、金屬的腐蝕 (1)金屬的高溫氧化及脫碳 金屬的高溫氧化及脫碳是一種高溫下的氣體腐蝕，是化工設(shè)備中常見的化學(xué) 腐蝕之一。 當(dāng)鋼和鑄鐵當(dāng)溫度高于 300℃ 時，就在表面出現(xiàn)可見的氧化皮，隨著溫度的升高，鋼鐵的氧化速度大為增加。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 181 一、金屬的腐蝕 (2) 氫腐蝕 氫氣在溫度和壓力 (200℃ ， )下對普通碳鋼及低合金鋼產(chǎn)生腐蝕，結(jié)果使材料的機械強度和塑性顯著下降，甚 至損壞。 第一階段為氫脆階段。氫與鋼材直接接觸時被鋼材吸附，并以原子狀態(tài)向鋼材內(nèi)部擴散，溶解在鐵索體中形成固溶體。在此階段，溶在鋼中的氫未與鋼材發(fā)生化學(xué)作用，鋼材的組織末改變，在顯微鏡下觀察不到裂紋，抗拉強度和屈服點無大改變。但它使鋼材顯著變脆，塑性減小，這種脆性與氫在鋼中的溶解度成正比。 第二階段為氫侵蝕階段。溶解在鋼材中的氫氣與鋼中的滲碳體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成甲烷氣，改變鋼材的組織。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 182 (2) 氫腐蝕 這一化學(xué)反應(yīng)常在晶界處發(fā)生，生成甲烷氣，聚集在晶界原有的微觀孔隙內(nèi)、形成局部高壓，引起應(yīng)力集中，使晶界變寬，發(fā)生更大的裂紋，或在鋼材表層夾雜等缺陷中聚集形成鼓池，使鋼材機械性能降低。又由于滲碳體還原為鐵索體時，體積減小，由此而產(chǎn)生的組織應(yīng)力與前述內(nèi)應(yīng)力疊加在一起使裂紋擴展，而裂紋的擴展又為氫和碳的擴散提供了有利條件。這樣反復(fù)不斷進(jìn)行下去，最后使鋼材完全脫碳，裂紋形成網(wǎng)格，嚴(yán)重地降低了鋼材的機械性能，甚至破壞。 鐵碳合金的氫腐蝕隨著壓力和溫度的升高而加?。ǜ邏河欣跉錃庠阡撝械娜芙?，高溫則增加氫氣在鋼中的擴散速度及脫碳反應(yīng)的速度）。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 183 (2) 氫腐蝕 為了防止氫腐蝕的發(fā)生，可以降低鋼中的含碳量，使其沒有碳化物 (Fe3O)折出，此外在 鋼中加入合金元素如鉻、鈦、鉬、鎢、釩等，形成穩(wěn)定的碳化物，不易與氫作用，可避免 氫腐蝕。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 184 一、金屬的腐蝕 電化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕是指金屬與電解質(zhì)溶液間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起的破壞。 特點：在腐蝕 過程中有電流產(chǎn)生。 原理：金屬在電解質(zhì)溶液中，在水分子作用下，使金屬本身離子化，當(dāng)金屬離子與水分子的結(jié)合能力大于金屬離子與電子的結(jié)合能力時，一部分金屬離子就從金屬表面跑到電解液中 —— 形成了電化學(xué)腐蝕。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 185 一、金屬的腐蝕 電化學(xué)腐蝕 (1)原電池作用 金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕過程，與電池中的電化學(xué)反應(yīng)過程完全類同。鐵的電位較銅為負(fù)成為陽極 —— 鐵溶解，陽極放出電子經(jīng)外部導(dǎo)線移動到陰極。在陰極銅上，流來的電子被溶液中的陽離子 [H+]吸收，陰極上放出氫氣。 在實際腐蝕中，有的設(shè)備可能就由兩種金屬材料制成，或者 同一材料由于不同的相存在或物理、機械性能不同，受力不均等也能產(chǎn)生這類腐蝕電池。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 186 一、金屬的腐蝕 電化學(xué)腐蝕 (2)微電池和電化學(xué)腐蝕原理 電化學(xué)腐蝕的三個環(huán)節(jié) 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 187 一、金屬的腐蝕 電化學(xué)腐蝕 (3)濃差電池與大電池 在金屬容器中不同部位接觸的溶液的濃度不同時，因電極電位差形成腐蝕電池 —— 濃差電池。與濃度較小的溶液相接觸的部分為陽極，反之為陰極。 兩種金屬在同一種電解質(zhì)溶液中形成的腐蝕電他稱為腐蝕大電池。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 188 一、金屬的腐蝕 電化學(xué)腐蝕 (4)電化學(xué)腐蝕的條件 電化學(xué)腐蝕過程是由陽極過程、電子流動及陰極過程三個環(huán)節(jié)組成。其條件為： (a) 存在電位差 (b)陰極和陽極互相連接； (c)陽極和陰極處在互相聯(lián)通的電解質(zhì)溶液中。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 189 二 、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕 晶間腐蝕： 在敏化溫度內(nèi)，奧氏體不銹鋼中的碳很快向晶界處擴散，并優(yōu)先與鉻化合成碳化鉻析出。由于鉻擴散速度比較饅，碳化物中的鉻主要從晶界附近獲取，形成晶界附近一帶貧鉻。如果鉻含量降低至鈍化所需的極限以下，則貧鉻帶便處于 活化狀態(tài)，成為陽極 區(qū)，晶粒本身為陰極，就會產(chǎn)生微電池作用，晶間腐蝕迅速進(jìn)行。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 為防止奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕，可在鋼中加入 鈦和鈮元素，固定碳的作用，使鉻的碳化物在晶間難以生成。更有效的方法是 降低碳含量 。 2023/1/16 190 二 、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕 應(yīng)力腐蝕 —— 腐蝕裂開 金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的一種破壞形式。 一方面腐蝕減小金屬的有效截面積，形成表面缺口，產(chǎn)生應(yīng)力集中；另一方面拉應(yīng)力加速腐蝕的進(jìn)程，使表面缺口向深處 擴展，最后導(dǎo)致斷裂。 金屬的應(yīng)力腐蝕斷裂過程的三個階段： 第一階段：孕育階段 第二階段：腐蝕裂紋擴展階段 第三階段：最終破壞階段 應(yīng)力腐蝕的斷裂與主拉應(yīng)力垂直，且只有拉應(yīng)力狀態(tài)才能發(fā)生。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 191 三、金屬腐蝕破壞的形式 金屬腐蝕破壞分為均勻腐蝕（ 危險性小 ）與非均勻腐蝕（局部腐蝕） —— （ 危險性大 ）可分為區(qū)域腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、表面下腐蝕等。 第八節(jié) 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 2023/1/16 192 四、金屬設(shè)備的防腐措施 襯覆保護(hù)層 (1)金屬保護(hù)層 用耐腐蝕性能較強的金屬或合金覆蓋在易被腐蝕的金