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腐蚀性化学品防护措施精选(九篇)

腐蚀性化学品防护措施

第1篇:腐蚀性化学品防护措施范文

关键词:化工设备 腐蚀 防腐 设计 措施

随着我国经济的发展,工业化的进程也逐渐的加快,工业对于国民经济的发展已经日益重要。化工设备是工业发展中一个不可缺少的部分,其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。腐蚀,是化工设备发生的常见问题,这主要是由于化工设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应,进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。化工设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化,从而影响设备的正常使用和生产,也会给相关的企业带来一定的损失。所以,对于化工设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。本文就化工设备的腐蚀以及防腐的措施进行研究和探讨。

一、化工设备腐蚀发生的原因以及分类

通常情况下,由于化工设备使用环境的特殊性,所以一般是金属制品,对于金属来讲其本身的结构是极其容易发生腐蚀的,温度、湿度以及空气等外部的环境会直接的导致金属发生腐蚀现象。工业环境下,特别是化工企业,生产中都涉及到一些氧化-还原性的气体、介质等,加上生产车间的湿度较大、温度较高,所以就会在金属的表面发生强烈的化学反应,从而形成腐蚀。

对于腐蚀的分类,一般有两种分类方法,一是根据腐蚀产生的机理进行分类,另一种是根据腐蚀产生的原因和表象分类。根据腐蚀产生的机理来分,主要可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指金属材料在与电解质溶液发生接触之后,由于会发生表面的电极反应而产生腐蚀现象,这种反应一般来讲是氧化还原反应,主要因素是环境的湿度以及温度的问题;化学腐蚀是指金属表面与其周围接触的介质会发生较为强烈的化学反应,从而使得金属受到一定的损坏,这种腐蚀诱发的原因主要是温度高、环境干燥。而根据腐蚀产生的表象和原因分类可以分为,剥层腐蚀、工业大气腐蚀、高温氧化腐蚀以及海洋大气腐蚀等等。

二、化工设备腐蚀的机理

1.电化学腐蚀的机理

金属容易发生电化学腐蚀,主要是由于金属其表层与离子型的导电介质发生一系列的电化学作用,从而使得金属的表面遭到破坏。所有的电化学腐蚀,都会至少包括一个阳极反应和阴极反应,同时,也会通过金属内部的电子流和在介质中的离子流发生交换。阳极反应是一个氧化过程,是金属离子从金属中转离出来,到介质中,同时发出相应的电子,发生化学价的改变,之后电子与质子中的离子结合。阴极反应则是还原反应,是介质中的氧化剂组成通过吸收阳极的电子而发生还原反应。由于电化学腐蚀其电子流不会对外做功,都会在腐蚀的电池内部消耗点,所以电化学腐蚀是会逐渐的加快腐蚀的速度。

2.工业大气腐蚀机理

处于那些工业污染比较严重的环境中,由于空气中那些硫化物、二氧化碳以及氢氧化物等挥发性物质比较多,同时也包含一些工业的粉尘,这些都是容易引起腐蚀的介质。这些介质在潮湿的环境之下,酸性气体会结合水形成无机酸,这些酸具有很强的腐蚀性能,所以就会诱发腐蚀现象。在工业大气的环境下,设备是由电化学腐蚀以及直接化学腐蚀的综合作用引起的。所有腐蚀的本质,其实都是金属元素在失去电子之后形成离子的一个氧化过程。对于电化学腐蚀和工业大气腐蚀最主要的不同就是二者发生的环境不同。

三、化工设备防腐措施的设计及应用

1.合理选材,优化设计

设备的腐蚀与设备的材料息息相关,在化工材料的选择过程中,要围绕腐蚀发生的情况,注重选材的合理,要充分的考虑到介质的性质、环境的温度以及运行的压力等等,根据化工原料的要求啦设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕化工设备生产运行中的生产要求和应力的特点,在设计中需要注重一下几个方面:首先是产品的产品的结构要求应该要与生产化工产品的耐腐蚀要求相一致;其次是要注意化工设备的运行稳定性和流畅性,防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积;最后是要注意对于外力的保护,防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。

2.环境防腐处理方法

环境防腐处理就是通过使环境在不影响生产工艺的条件范围下变化而降低腐蚀作用,主要可以通过以下几个方面:一是去除环境中的腐蚀性物质。去除环境的腐蚀性物质,包括去除环境中的水分和氧气以及其他的有害成分,可以通过添加脱氧剂来去除氧气,通过依靠除湿来使金属的表面保持在露点以上,并对装置内的水分控制在一定的指标下面;二是添加具有防腐性能的添加剂。可以添加防腐剂,使得金属的表面能够形成一定的保护膜,进而显著的抑制金属表面的腐蚀从而达到防腐的目的,常见的防腐剂有亚硝酸盐、络酸盐、硫基苯等,在使用这些添加剂时,添加的浓度要十分的严格。

3.表面涂层的防腐措施

常见的是涂漆,这是最为直观的防腐措施。通常使用的防腐漆为油料涂漆,比如邻苯二甲酸树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛+磷酸等等,为了达到更好的防腐目的,通常在涂漆时不仅要对漆膜的防锈能力、机械性质以及老化性质等进行严格要求还要对涂漆的物件的性质、表面状况以及施工环境和使用条件等做充分的了解。另外就是通过金属覆盖层来防腐。金属覆盖层通常有两种,一种是在覆盖层材料中采用塞焊以及焊衬里、金属复合法,这种防范因为覆盖层的防腐蚀性能好并且较厚,所以具有很长的使用寿命,但是工艺要求较为严格;另一种就是通过牺牲阳极来达到防腐的目的,此法一般有均匀渡铅法、热浸镀和喷镀法,但是由于加工效率较低、覆盖层较薄、使用中局部性防腐寿命短所以使用不是很普遍。

4.规范操作,减少腐蚀程度

化工设备的防腐不仅需要从材料以及防腐手段上面着手,也要注意平时的操作的规范性来达到防腐的效果。在平时的工作中,要对工人进行操作培训,提高工人的安全生产意识和规范操作能力,严格的遵守操作要求,不准超压、超温、超负荷运行。并且,要注意日常的维护和修理,对于一些腐蚀性能较差和压力容器要注重其养护,最好是能够建立设备的档案,对于其制备原料、施工环境等做好相应的检查和记录,以便在日常的工作中能够有效的运作,提高化工设备的防腐性能。

参考文献

[1]封素芹. 化工设备防腐措施运用分析[J]. 科技与生活, 2011, 22.

第2篇:腐蚀性化学品防护措施范文

[关键词]输油管道 腐蚀 防护

中图分类号:D410 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)13-0303-01

引言

输油管道基本上都采用碳素钢无缝钢管 、直缝电阻焊钢管和 螺旋焊缝钢管。这些管道大都直埋于地下,并且常因所处的土壤环境复杂而导致腐蚀,发生局部穿孔。管道一旦破损,后果严重。因此,有针对性地采取防腐措施,减缓土壤和原油集输介质的腐蚀是十分必要的。

1.管道腐蚀的主要原因

地下金属管道按其腐蚀部位的不同可分为内壁腐蚀和外壁腐蚀两种情况。内腐蚀是由于输送介质中的水在内壁生成水膜,形成原电池腐蚀条件所发生的电化学腐蚀;而外壁腐蚀主要是H2S 和 CO2与金属发生反应,引起化学腐蚀。一般情况下化学腐蚀和电化学腐蚀同时存在,也可能存在一种腐蚀[1]。

1.1 电化学腐蚀

当金属和电解质溶液接触时,由电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。金属管道与含有水分的大气、土壤、湖泊、海洋接触,这些介质中含有SO2、HC1、NaC1及灰尘,它们都是不同浓度的电解质溶液。金属本身含有杂质,由于铁元素和杂质元素的电位不同,所以当钢铁暴露于潮湿空气中时,由于表面的吸附作用 ,就使铁表面上覆盖一层极薄 的水膜。水的电离度虽小,但仍能电离成H离子和OH -离子。 在酸性介质的大气环境中,H的数量 由于水 中溶解了CO2、SO2等气体而增加。因此,铁和杂质就好像放在含有H 、OH-、HCO等离子的溶液中一样,形成了原电池.铁为阳极,杂质为阴极。

阳极(铁 )化学反应为:Fe=Fe2+ +2e ; Fe2+ +2OH-=Fe(OH)2 ;

阴极 (杂质) 化学反应为:2H- + 2e = H 2 ;然后 ,Fe(OH): 被空气中的氧气氧化为 Fe(OH),及其脱水产物 Fe2O3,Fe2O3是红褐色铁锈的主要成分.该腐蚀实际上是在酸性较强的情况下进行的。此外,土壤的电阻率对钢铁的腐蚀也有一定的影响。

1.2 化学腐蚀

单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。例如金属在空气中,与空气中的 CO2、O2、H2S、SO2、C12 等接触时,在金属表面上生成相应 的化合物。 通常金属在常温和干燥的空气里并不腐蚀。但在高温下 就容易被氧化,生成一层氧化皮(由 FeO、Fe2O3、Fe3O4 组成 ),同时还会发生脱碳现象。此外,在油品中含有多种形式的有机硫化物 ,它们对金属输油管道也会产生化学腐蚀[2]。这几种腐蚀以 CO 腐蚀对管道的影响最为严重 .它的特征是管道的局部产 生点蚀 、藓状腐蚀和台面状腐蚀,其中,台面状腐蚀是腐蚀过程最严重的。

关于 CO的腐蚀机理,一般都认为是溶解在水中的CO和水反应生成 HCO,之后再和 Fe反应使之被腐蚀:

CO2+ H2O = H2CO3 Fe+ H2CO3= FeCO3+H2

但是溶液中的CO,绝大部分是 以 H 和 H CO( 存在的,因此,反应生成物中大多数是 Fe(HCO) ,它在高温下分解 :Fe(HCO3)2= FeCO3+H2O+CO2

实际上,腐蚀产物碳酸盐(FeCO3、CaCO3,) 或结垢产物膜在钢铁表面不同区域的覆盖程度不同,不同覆盖度的区域之间形成了自催化作用很强的腐蚀电偶,CO2的局部腐蚀就是这种腐蚀电偶作用的结果。 这一机理也很好解释了水化学作用和在现场一旦发生上述过程时,局部腐蚀会突然变得非常严重等现象 。

2. 常用的腐蚀防护技术

管道的内、外环境是不同的。管道内的腐蚀主要 由其储存和输送的介质各方面特性所决定,而外腐蚀是由大气、土壤等外部环境引起 。

2.1 内腐蚀防护措施

输送管道内腐蚀控制的基本原则为:因地制宜 ,一般实行联合保护。所谓因地制宜是指在调查现场管道、设施内介质腐蚀性等各方面参数的基础上,提出相应、有效、经济的保护方法。 而联合保护则是有效实施保护的重要技术路线。在油气田生产中,对内腐蚀主要采用以下保护措施。

(1)根据不同介质和使用条件,选用合适的金属材料。如在含H S及CO的介质中选用耐腐蚀合金钢 N 一80、13Cr等。

(2) 选用合适的非金属材料 (如玻璃钢衬里及玻璃钢管线)及防腐层。

(3)介质处理。主要是去除介质中促进腐蚀的有害成分,调节介质的pH 值,降低介 质 的含水 率等,以降低介质的腐蚀性。

(4) 添加化学药剂。在介质中添加少量阻止或减缓金属腐蚀的物质,如缓蚀剂、杀菌剂和阻垢剂等,以减少介质对金属的腐蚀。

2.2 外腐蚀防护措施

外防腐层一般分为普通级和加强级,有些防腐层也有特加强级。选择防腐层时 ,应根据土壤的腐蚀性、相关的环境腐蚀因素、管道运行参数以及管道使用寿命等来确定[3]。场、站、库内埋地管道以及穿越铁路、公路、江河、湖泊的管道均应采用加强级防腐。为确保管道安全,延长管道寿命。对于长输管线及集气干线一般应采用防腐层与阴极保护联合的保护H J。

根据以上原则,通常在非石方地区及土壤腐蚀性不高的地区,管道设计寿命在10~20年时,可选用石油沥青类防腐层。对于土壤腐蚀性等条件恶劣的地区,管道可选用煤焦油沥青、环氧煤沥青涂料、两层聚乙烯、熔结环氧粉末、聚乙烯胶粘带、三层聚乙烯等防腐层 。

(1) 石油沥青。抗水、抗盐、抗碱性好,无毒。设计、施工技术成熟 ,原料足、价格便宜,易修补。抗有机溶剂、油 等性能差,耐温性差。一般用于非石方地区,使用寿命一般为10~20 年。适用温度一20~80 ℃.

(2) 煤焦油瓷漆。耐化学介质能力强 ,抗细菌和植物根系。优良的抗水性,价格较低,易修补。 耐温性差,易机械损伤,施工条件差,对环境有一定影响,不耐紫外线。一般用于地下水

位高和沼泽地段的土壤环境。适用温度 一25~80℃[4].

(3) 环氧煤沥青。耐潮湿环境,抗酸 、碱、盐,附着力好,价格较低,耐细菌和植物根 系能力强。适用温度一20―100℃.

(4) 两层聚乙烯。机械性能强,耐低温及电绝缘性能好。适用于多石地段 、一般盐渍土壤等。 适用于 一40~70℃ .

(5) 熔结环氧粉末。粘结性强,耐温性好,抗阴极剥离强,良好耐蚀性。适用于环境腐蚀性高。盐渍化土壤及穿越管段等。适用于 一30~100℃.

(6) 烯胶粘带。机械性能较好;由于材料及结构 的改进,在粘结性及防腐性能上有所提高;施工方便,价格较便宜。适用地下水位不高、土壤腐蚀性不强及无风沙地区。适用于一30~70℃ .

(7)三层聚乙烯。粘结性能好,机械性能好,电绝缘性能好。适用于腐蚀性高的土壤环境 、复杂的地域、石方区。 适用于一30~70℃.

参考文献

第3篇:腐蚀性化学品防护措施范文

关键词:石化设备 腐蚀 防腐蚀

中图分类号:F270.7 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2011)04-259-02

一、研究石化设备常见腐蚀与防腐的意义

腐蚀是指石化设备在接触介质(大气、水或含有酸、碱、盐的溶液等)的化学或电化学的作用下及机械的物理等作用下发生形状、尺寸以及性状等变化而引起的破坏,这种破坏在石化生产中是普遍存在的。腐蚀使得正常的生产无法进行,影响新技术的发展,使设备的使用寿命大大缩短。更为严重的是腐蚀还会使设备及管道的“跑、冒、滴、漏”机会增加,轻者造成原料及成品的大量损失,影响产品质量,污染环境,重者还可能会因腐蚀引起的设备爆炸、火灾等重大事故,从而造成更大的损失。前不久有关部门对压力容器的事故作了初步统计,结果表明:由于腐蚀而引发的爆炸事故占生产事故的70%左右。所以,我们要充分了解石化设备腐蚀的规律性,在此基础上对结构材料作出正确选择,并针对不同的材料采取相应的、有效的防腐蚀措施,这样才能保证石化生产的正常运行。

二、石化设备腐蚀原因及规律

1.石化生产过程中存在并产生许多腐蚀性的介质,如酸、碱、盐、水、氧等,这是产生腐蚀的最主要原因。如,氯碱行业一直是化学工业中腐蚀问题最为严重的,因为电解食盐溶液生产烧碱、氢气、氯气和氯产品的氯碱工业的企业氯碱所处理的原料,中间产品及成品或半成品,都有强烈的腐蚀性。在电解过程中,由于输入了大量的电流,还会产生特有的杂散电流腐蚀等。介质的种类、化学成分、浓度、pH值、杂质、水分和含氧量都是造成腐蚀的外在原因。介质流动速度愈快,愈易腐蚀,因为介质在流动过程中会冲刷保护膜,产生旋涡、湍流、空泡,引起严重的冲击磨损和空泡腐蚀。

2.石化设备自身的问题导致腐蚀。

(1)设备结构设计不合理。制造加工质量不高,焊接残余应力的存在,设备受外力或残余应力愈大,腐蚀越快。设备材料在腐蚀和拉应力的同时作用下,首先在薄弱区产生裂缝,进而向纵深发展,产生破裂,称为应力腐蚀破裂。如果设备选用堆焊硬质合金及铸铁、碳化钨、碳化钛等,很容易出现应力腐蚀破裂,而且其裂纹一般是径向发散型的,可以是一条或多条。这些裂缝沟通了整个密封端面,加速了端面的磨损,使泄漏量增加。根据断裂力学的观念,材料内部原始裂纹尖端的应力场强因子K1=yσ1a(y―系数)。在开始时由于应力σ1小于临界应力σc,a小于临界裂纹σc,所以腐蚀作用时,由于原始裂纹a的腐蚀扩展,导致K1的增大。当经过一段时间后a=σc及K1=K1c时,断裂就发生了,只有当原始裂纹a足够小,以致于K1<K1c(应力腐蚀破裂)时,材料才不会发生应力腐蚀破裂。设备应力的产生一方面是在加工过程中形成的,如冷加工的变形应力,热加工的组织应力;另一方面在运转中对于承受压力或旋转的部件也会使之产生应力。这些应力的作用结果引起设备内部的扭曲,形成腐蚀,所以,设备结构的形状突变处,如开口、缝隙或死角等位置,腐蚀较快。

(2)选材不当,如果设备表面接触腐蚀介质,而设备本身又不耐腐蚀,就会产生表面腐蚀,表面越粗糙,越易腐蚀,其现象是泄漏、早期磨损、破坏、发声等。表面均匀腐蚀有成膜和无膜两种形态,无膜的腐蚀很危险,腐蚀过程以一定的速度进行,这主要是选材错误造成的。成膜的腐蚀,其钝化膜通常具有保护作用的特性,但有些设备所用的材料,如不锈钢、钴、铬合金等其表面的钝化膜在端面摩擦中容易被破坏,在缺氧条件下新膜很难生成,使电偶腐蚀加剧。

3.缺乏防腐措施或施工质量低劣等,都为腐蚀破坏提供了环境。环境不同,选材不同,在设备的生产过程中往往不能做到兼顾选材和环境腐蚀的一致性,温度、浓度、压力不同,选材不同、腐蚀情况各异,而且施工过程中把关不严、施工质量低劣,腐蚀问题不可避免。

4.操作中的超温、超压,设备管理不完善,思想不重视,也是产生腐蚀破坏的原因之一。通常情况下,介质的温度越高,压力越高,腐蚀越快,因为腐蚀是一种化学反应,每升温10℃,腐蚀速度增加1~3倍。温度升高,扩散速度增大,同时电解液电阻下蚀降,所以使腐蚀电池的反应加快。如果设备端面摩擦剧烈,比压过大,表面光洁度低或者冷却不够以及表面不好,则设备在运行过程中产生的摩擦热会加速腐蚀的进行。另外,生产过程中,施工人员思想不重视,设备管理不完善也导致了腐蚀问题的产生。

三、石化设备防腐的措施

石化设备防腐的措施主要是材料选择、防护涂层、设备结构优化以及环境处理等等。

1.材料的合理选用。材料是决定腐蚀速度的关键因素。选择材料首先要考虑材料本身的耐蚀性能,耐腐蚀材料包括金属材料和非金属材料。非金属材料多用作黑色金属的防腐措施。普通碳钢是目前国内外应用最多的金属材料,主要缺点是耐蚀性能不好,必须采取涂层防护,以延长设备的使用寿命。还有玻璃钢、合金钢、低合金钢、铝合金等设备新材料。耐腐蚀金属材料的选择必须考虑介质的性质、温度和压力;必须考虑设备的类型与结构,必须考虑产品的要求;必须考虑材料的价格与来源。

2.通过表面涂层来防腐蚀。在设备表面涂漆能达到良好的防腐目的,是最常见的一种防腐蚀方法。涂层防护一般不改变设备的结构和强度,仅在外部涂装防护层,使设备与周围介质隔离而免遭腐蚀。目前使用的防腐漆料大多邻苯二甲酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛+磷酸等油料涂漆。通过表面涂层来防腐蚀首先要充分了解涂漆对象的材质、表面状态、形状、施工环境及使用情况等,并结合漆膜的漆刷能力、机械性质、防锈能力、漆膜的老化等因素合理选择材料。

给设备做金属覆盖层也是表面涂层的一种。用耐腐蚀性好的金属覆盖结构材料表面,在覆盖这层材料时一般采用塞焊及点焊衬里、带状衬里焊接即将覆盖金属切长方形焊接在母材上、金属复合法,主要有:压延、爆炸复合、铸造、堆焊等;用电位比母材低的金属覆盖表面,以其作为牺牲阳极,也可以达到很好的防腐效果。

3.优化设备结构防腐。进行设备的结构设计时应应遵守等厚度或逐渐过渡原则,尽量设法使局部应力和热应力降低,避免存在高应力区。结构设计还要使设备在使用过程中减少腐蚀介质的停滞、热负荷分配的不均匀、蒸汽的冷凝和腐蚀产物的积存等问题。

4.通过环境处理降低腐蚀。通常的做法是,在腐蚀环境中添加适量缓蚀剂在金属表面做成保护膜,来抑制金属腐蚀的速度而取得一定防腐蚀效果。如加入铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐可在金属表面形成氧化膜,加入聚合磷酸盐、磷酸盐、锌盐、硫基苯并噻唑、苯并三唑可使金属表面形成沉淀保护膜。加入胺类表面活性剂可使金属表面形成吸附保护膜等。

在某些工艺炼制过程中,为避免产生腐蚀性的酸性气体,可前置脱盐、脱盐、脱气装置等。脱除溶解在水中的氧为防止中性水所引起的碳钢腐蚀;在输送二氧化碳、硫化氢、氯化物等介质时,前置脱水装置,除去水分为防止室内大气的腐蚀,使金属表面经常保持在露点以上。另外,对装置内部的腐蚀、将水分控制在一定指标以下。

四、结束语

腐蚀的破坏是石化生产中的一个很重要的问题,在设备的生产设计、使用操作以及管理维修等方面不断地总结经验,采用有效而又经济的防腐措施来降低危险、提高生产效率是我们的当务之急。

参考文献:

1.亢永斌.浅谈石化设备的腐蚀与防腐措施.山西石化,2004

2.化学工业部石化机械研究院.腐蚀与防护手册:耐蚀金属材料及防蚀技术[M].北京:化学工业出版社,1996

3.李久青,杜翠薇.腐蚀试验方法及监测技术[M].北京:中国石化出版社,2007

4.王敏.石化设备防腐方法浅析.2002.下载中心http.//省略

第4篇:腐蚀性化学品防护措施范文

针对机械设备容易出现被腐蚀的情况,结合了先进知识及多年来的实践经验,对提高机械设备防腐蚀能力的设计及措施作了有益的探讨,使用适合的材料,采取恰当的方法,都能够加强机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。

关键词:普通机械设备防腐设计措施

中图分类号: TU81文献标识码: A

一.引言

众所周知,机械设备本身是金属构成的,只要是金属它就会因为温度、湿度等外界条件的影响,从而导致金属发生锈蚀。在当下环境中的工业企业,环境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物等一些有害物质,再加上不同的企业不同的厂房在不同环境下的温度和湿度都较高、较大,因此在这些环境因素的综合作用和影响之下,金属就可能会与这些有害的物质发生强烈的化学反应,进而形成了腐蚀。

企业生产过程中,机械是保证企业进行日常生产的必要生产设备,机械设备所要面临的防腐问题正在逐渐受到相关生产领域的重点关注.努力提高设备的防腐能力,最大限度的延长其生产使用寿命,使企业生产成本尽量降低,已经成为当今企业所面临的重点问题。本文针对机械设备在使用的过程当中所产生的腐蚀问题、机械设备的防腐能力提高与防腐蚀涂料等问题做了简要的说明。

二.设备腐蚀发生的原因以及分类

通常情况下,由于设备使用环境的特殊性,对于金属来讲其本身的结构是极其容易发生腐蚀的,温度、湿度以及空气等外部的环境会直接的导致金属发生腐蚀现象。工业环境下,生产中都涉及到一些氧化-还原性的气体、介质等,加上生产车间的湿度较大、温度较高,所以就会在金属的表面发生强烈的化学反应,从而形成腐蚀。

对于腐蚀的分类,一般有两种分类方法,一是根据腐蚀产生的机理进行分类,另一种是根据腐蚀产生的原因和表象分类。根据腐蚀产生的机理来分,主要可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指金属材料在与电解质溶液发生接触之后,由于会发生表面的电极反应而产生腐蚀现象,这种反应一般来讲是氧化还原反应,主要因素是环境的湿度以及温度的问题;化学腐蚀是指金属表面与其周围接触的介质会发生较为强烈的化学反应,从而使得金属受到一定的损坏,这种腐蚀诱发的原因主要是温度高、环境干燥。而根据腐蚀产生的表象和原因分类可以分为,剥层腐蚀、工业大气腐蚀、高温氧化腐蚀以及海洋大气腐蚀等等。

三. 机械设备腐蚀的机理

腐蚀主要是因为发生了化学反应,而导致物体出现了损耗或者是破坏的情况。而机械设备的腐蚀现象,是较为普遍的。机械设备被腐蚀以后,在机械的色泽、外形以及基本性能上都可能发生变化,这就对机械设备造成了破坏,同时也造成了能源方面的浪费,使企业受到了较大的亏损。

1. 电化学腐蚀的机理。金属发生的电化学腐蚀,主要就是因为金属的表面层与离子导电介质所发生的电化学作用,从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀,都会包含至少一个的阳极反应和阴极反应,同时还会通过金属内部的电子流,以及在介质中的离子流进行联系。

阳极所发生的是氧化过程,主要就是金属离子从金属中转移出来,转移至介质中,同时放出电子流,然后与介质中所存在的离子流进行联系,结合到一起。

而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分,通过吸收来自于阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工,都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应,这样的反应,无疑就会加快金属被腐蚀的速度。

2. 工业大气腐蚀机理 。在工业污染较为严重的地区中,空气中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物以及盐等挥发物,还包括一些工业粉尘,这些都是一些腐蚀性的介质。在以上介质物中,在潮湿的条件情况下,酸性气体就会与水结合生成无机酸,而这些酸就具有极强的腐蚀作用。例如一些铁制的合金,在这样的介质中,就会发生一连串的化学反映,致使钢材被严重的破坏。

在工业大气的环境下,机械腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀以及化学腐蚀的本质来看,都是因为金属原子在失去电子以后变成离子的一个氧化过程。其主要的区别就是发生的环境背景不同而已,化学腐蚀是金属与周围介质在高温、干燥的环境中所发生的化学反应,而电化学腐蚀则是发生在潮湿的环境下,发生的氧化过程。

四.机械设备的防腐蚀设计

金属材料极容易遭到腐蚀破坏,所以在机械设备的采购过程中,应该要对机械设备的采购选用、安装使用等环节进行综合的考虑,并且要选择合适的配套附件,对设备的附件功能以及防腐蚀设计,具有相同的重要作用。

1. 材料的选择。被用在制造业中的机械设备材料,大多都是碳素钢。这种钢价格较低,同时采购较为方便,而且便于对其进行加工。这样的钢在普通的工作环境中使用,不会发生较大的腐蚀,对机械设备的使用,也不会造成较大的危害。但是如果是在企业中使用,其工作环境就可能会对其造成较为严重侵蚀。

例如常用的 Q235 钢,在浓度较高的腐蚀性介质中,其腐蚀速度十分的高,即使对设备进行防腐涂漆,但是很容易造成漆膜出现局部脱落或是划伤,也可能会致使其腐蚀面积不断扩展,大大降低了机械设备的使用寿命。因此,企业通常都不会选择使用这样的材料,而选择一些具有耐腐蚀性能的普通低合金钢,作为机械设备的制造基材。低合金钢的价格虽然稍高,但是其所能够取得的总体经济效益,要比碳钢好很多。

2. 结构与工艺。如果机械构件的集合形状设计,过于复杂或是不合理,就可能会引起热应力、积尘、机械应力以及积液等缺陷,进而导致接卸的局部发生腐蚀情况,因此应该从防腐蚀的角度对结构的设计进行综合性的考虑,通常情况下,要符合以下要求:

(1). 机械构件的形状易简单;

(2). 防止机械构件表面有伤痕或是遭到损坏;

(3). 机械构件应该尽量选择使用同一种金属材料;

(4). 尽量减少机械构件中存在的缝隙;

(5). 选择较为优质的防锈漆以及结构形式,以便于保证腐蚀介质与机械构件能够完全隔离,尤其是要注意对焊缝进行涂漆,较为合理的涂漆结构,能够保证构件的任何一面或部位,都能够进行涂漆;

(6). 防止残余水分在机械设备上有滞留情况,在设计的时候要尽量避免具有向上的容器状凹处,如果不能够尽量避免,应该要设置排水孔;

(7). 在对机械设备进行焊接时,要尽量防止出现应力集中或者是内应力的现象,要尽量采取连续的焊接工艺,间断的焊接就容易产生内应力;

(8). 要尽量避免出现焊接缺陷,例如咬边、焊瘤、未焊透等现象,这些都可能会导致其形成新的腐蚀点。例如咬边就可能会导致出现应力集中,其凹陷边也可能会形成夹缝,而焊瘤不仅仅会造成应力集中,还会致使焊瘤与母材之间形成一定的夹缝。以上这两种焊接缺陷,都会造成较为严重的腐蚀现象;

(9). 为了能够进一步防止发生缝隙腐蚀现象,对于构件的连接处的夹缝,要进行科学合理的设计。对于常见的构件连接形式,主要包括对接以及搭接两种,这样的连接中应该采用焊接的连接,同时还应该采取双面连续的填角焊接,同时对于对接的接头,还应该采用双面连续的对接焊接,进而避免出现缝隙腐蚀的情况发生。

五.设备的防腐蚀方法

对机械设备进行防腐蚀的方法有很多,主要就是为了能够改善金属本身的特质,将腐蚀介质能够与被保护的金属进行隔开,或者是对金属表面进行合理的处理,以改善电化学保护以及腐蚀环境等等。电化学保护法,主要就是依据电化学的相关原理,进而在金属设备上采用一定的措施,进而使之能够成为腐蚀电池中的阴极,从而减轻甚至是防止金属腐蚀的方法,主要包括外加电流法以及牺牲阳极保护法。

外加电流法,主要是指将保护金属与另一个附加电极作为电池的两极,同时将被保护的金属作为电池的印记,然后在外加直流电的作用之下,对阴极进行保护;

而牺牲阳极保护法,是采用电极电势将被保护的金属或是合金,作为电池的阳极,将其固定在被保护的金属表面上,从而形成了腐蚀电池,而被保护金属作为阴极,从而得到保护。

根据电化学的相关腐蚀原理,采取牺牲阳极保护法对机械设备进行保护是一种较为科学、合理且有效的方法。而目前,各个国家也广泛的采用此方法,将其应用在各种较容易发生腐蚀的机械设备上,对其进行保护,并取得了较好的效果。

合理选材,优化设计。机械设备的腐蚀与设备的材料息息相关,在材料的选择过程中,要围绕腐蚀发生的情况,注重选材的合理,要充分的考虑到介质的性质、环境的温度以及运行的压力等等,根据原料的要求设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕设备生产运行中的生产要求和应力的特点,在设计中需要注重一下几个方面:首先是产品的产品的结构要求应该要与生产产品的耐腐蚀要求相一致;其次是要注意机械设备的运行稳定性和流畅性,防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积;最后是要注意对于外力的保护,防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。

电化学保护。电化学保护技术作为一种有效的、既经济又实用的防腐蚀手段,在企业防腐蚀领域中已引起广泛的重视和应用。它是指利用外部电流使金属(包括合金)腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术,可分为阴极保护和阳极保护。

在金属表面上通入足够的阴极电流,使金属电位变负,并使金属溶解速度减小被称为阴极保护。被保护的设备在结构上有一定的要求,通常情况下是不宜太复杂,结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电流密度大,远离辅助阳极部位电流密度小,得不到足够的保护电流。甚至不起保护作用,会产生所谓的“遮蔽现象”。阴极保护不仅要求设备的结构简单,还要求设备所处环境的介质腐蚀性并不是很强,这种保护方法主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。

阳极保护是将外加直流电源的正极与被保护的金属构件相连,在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位,使其建立并维持稳定的钝态,从而阳极溶解受到抑制,腐蚀速度显著降低,使设备得到保护。对于没有饨化特征的金属,不能采用阳极保护。主要应用在硫酸生产中的结构物(如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等)和氨水及铵盐溶液中的结构物(如碳化塔、氨水储槽等)。

在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护;在既可采用阳极保护,也可采用阴极保护,并且二者保护效果相差不多的情况下,则应优先考虑采用阴极保护;如果氢脆不能忽略,则要采用阳极保护。

缓蚀剂。缓蚀剂是一种向缓蚀体系中添加适当浓度,就能显著降低金属的腐蚀速度而对腐蚀剂浓度影响很小的化学物质。缓蚀剂的用量很少,虽然它不能改变金属在介质中的腐蚀倾向,但它能在金属表面形成保护膜,从而减缓金属的腐蚀速度,从而抑制金属的腐蚀。与其他防腐蚀方法相比缓蚀剂具有使用方便、经济、有效的特点,广泛地应用于石油普通、机械制造、交通等工业部门,并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施,列入到生产工艺或操作规程中。

六.结束语

随着我国经济的发展,工业化的进程也逐渐的加快,工业对于国民经济的发展已经日益重要。机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分,其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。腐蚀,是机械设备发生的常见问题,这主要是由于机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应,进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。机械设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化,从而影响设备的正常使用和生产,也会给相关的企业带来一定的损失。所以,对于设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。腐蚀介质广泛地存在于企业的日常生产工作环境中,在这样的环境中,机械设备的腐蚀程度通常会更加严重也更快,所造成的损失也较大。因此要加强行业机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。

参考文献:

[1] 刘春荣LIU Chun-rong浅谈普通机械设备的防腐设计及措施[期刊论文] 《装备制造技术》 -2011年10期

[2] 韩晗 王鑫 董亮 浅议普通机械设备的防腐设计及措施 [期刊论文] 《中国普通贸易》 -2013年5期

[3] 张海波论述普通设计中的防腐问题 [期刊论文] 《世界华商经济年鉴•城乡建设》 -2012年9期

[4] 白平南普通机械设备的防腐措施 [期刊论文] 《考试周刊》 -2012年21期

[5] 张晶莹ZHANG Jing-ying浅析普通机械设备腐蚀原因及防腐措施 [期刊论文] 《普通技术与开发》 -2012年3期

第5篇:腐蚀性化学品防护措施范文

关键词:锈蚀;环境;影响;防止

中图分类号:TG174 文献标识码:A

1 金属腐蚀与锈蚀

金属腐蚀是金属材料与环境反应而引起材料破坏的总称。金属腐蚀在工业、交通、建筑和航空航天等现代人们生活工作的一切领域都显示出了它的不可低估的重要性。引起腐蚀的环境包括液体、气体、熔融盐等等。

人们一般把金属在大气中由于氧、水分及其他物质引起的不利变色和各种各样的表面腐蚀称为生锈或锈蚀。实际上金属生锈或锈蚀也就是金属腐蚀。

宏观上,把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀的典型情况是金属和不导电液体(非电解质)或干燥的气体相互作用;或者是金属和活性气体介质(如二氧化硫、硫化氢、卤素、水蒸气和二氧化碳等)在高温时的化学作用。实际上单纯的化学腐蚀作用是少量的,而大量存在的是电化学腐蚀。电化学腐蚀还有其破坏性的一面,但也有有利的一面,就是利用其性能起阴极和阳极保护作用。

金属的腐蚀和锈蚀,大多数情况下只是量的区别,一般来说腐蚀比较严重,锈蚀较为轻微。但有些腐蚀类型则并无明显的锈蚀产物,如氢损伤、应力腐蚀、腐蚀疲劳等。

2 金属锈蚀的环境因素和大气腐蚀

2.1 金属锈蚀的主要环境因素

机械产品和设备在生产、贮存、运输和使用过程中都会与周围环境接触,也就会使材料及产品在周围环境的影响下随着时间的推移而锈蚀甚至失效。环境因时间、地点等的不同而千差万别或不断变化,因而材料及产品的腐蚀形态、严重程度也有很大的差别。

环境就是任一时刻、任一地点产生或遇到的自然和诱发条件的综合体,对于机械产品来说环境的内容和环境因素很多,如表即为主要的环境因素(见表1)。

这里包括的环境因素主要是大气环境因素、水性溶液环境因素、有机气氛环境因素等。这些因素是总的环境因素的一部分,也是与金属腐蚀关系最为密切的环境因素。

2.2 金属的大气腐蚀

气环境因素是表中的部分因素。而这 些因素引起材料和产品的破坏即为大气腐蚀。一般来说都是指在常温下金属受不同潮湿空气的作用(常与其他因素协同)而产生的锈蚀。根据大气中水蒸气的含量,可以将大气腐蚀分为以下三个类型。

(1)干的大气腐蚀。即氧化和低温下的腐蚀。

(2)潮的大气腐蚀。包括中等湿度和高湿度下的腐蚀。

(3)湿的大气腐蚀。包括雨中和户外腐蚀。

有时为了方便,也把这三种类型笼统的分为“干燥大气腐蚀”和“潮湿大气腐蚀”。

在干燥大气中,空气中的氧一般在常温特别在较高温度时,在金属表面上发生氧化作用而使金属失去光泽形成氧化膜,或是在工业大气和有机气氛中的二氧化硫、低分子酸类等有害气体与金属表面直接作用产生化合物而受破坏。而在潮湿大气中,则是水汽的凝结形成水膜,产生了对腐蚀过程的主要影响,对于干、潮、湿三种大气腐蚀,产生腐蚀的主要危险是后二者,这二种大气腐蚀产生的必要条件如下:

(1)金属表面有湿膜或水汽膜,统称为液膜;

(2)有腐蚀剂;

(3)金属表面有阴极区、阳极区,即能产生电位差。

在实际应用中,通常按大气成分的差别把大气腐蚀分为普通潮气腐蚀(潮湿大气腐蚀)、工业大气腐蚀和海洋大气腐蚀。

在既有潮湿大气又具有工业大气或海洋大气或三种大气特征兼而有之的条件下的大气腐蚀最为严重。

金属材料和产品的防锈封存技术所要面对和解决的问题,主要就是防止大气腐蚀的问题。

2.3 金属锈蚀的预防

金属材料和产品在加工、贮存、运输直至使用是一个漫长的过程,期间会因各种条件环境的不同和变化在其表面产生锈蚀,不但影响材料和产品的外观,更会因锈蚀而影响使用性能,甚至发生事故。所以必须根据要求和实际情况采取有效的预防措施,防止金属和产品的锈蚀。

金属材料和产品锈蚀的预防措施主要有以下几个方面:

2.3.1 提高金属材料的耐蚀性

①根据设计和使用要求选择更加耐蚀的材料。

②通过改变材料的加工工艺,如不同的热处理方式,提高材料的耐蚀性能。

③采取提高材料的表面光洁度等方法达到改善金属耐蚀性的目的。

2.3.2 采用有效的金属缓蚀剂

在金属清洗剂、加工液、酸处理液等工序间处理材料中针对不同金属、介质和转工期,加入缓蚀剂以保证产品的加工质量,避免发生锈蚀。

2.3.3 采用各种保护层

①根据要求在金属表面施加不同的镀层或化学转化膜。

②通过渗镀、离子注入等工艺提高材料的耐蚀性。

③施加各种非金属有机和无机涂层。

2.3.4 采用电化学防护

特别是对一些较大型的室内外机械设备及装置可采用如阴极保护等措施。

2.3.5 控制和改善环境条件

①干燥空气封存工艺,一般将产品包装内的相对湿度控制在40%以下,可以长时间有效防止金属的锈蚀。

②充氮封存、吸氧封存及真空处理等工艺。

③机加工厂房、库房和设备工作场地应有良好的通风,更应远离高湿度、腐蚀性介质环境。

2.3.6 采用有效的防锈材料

这些防锈材料主要有水基防锈剂、乳化防锈剂、乳化防锈蜡、防锈油脂、气相防锈剂、可剥性塑料和各种纸塑布基薄膜等。

参考文献

[1]朱日彰等.金属腐蚀学[M].北京:冶金工业出版社,1993.

[2]周静好.防锈技术[M].北京:化学工业出版社,1988.

第6篇:腐蚀性化学品防护措施范文

关键词:水工、钢筋混凝土、腐蚀、防治

中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:

引言

随着我国环保事业的发展,近年来我国东部沿海地区许多滨海环境下的污水处理厂已经或正在兴建。滨海环境的地下水,由于受海水的影响,大多富含氯离子、硫酸根离子、镁离子等对钢筋混凝土有害的物质,在一些紧邻海岸线,地基土层透水性较强时,地下水水质甚至等同于海水。如何解决滨海环境侵蚀性地下水对钢筋混凝土构筑物腐蚀问题,关系到工程的耐久性,目前已经成为水处理行业结构工程专业关注的焦点问题之一。

滨海环境侵蚀性地下水对钢筋混凝土结构的腐蚀机理

分析和研究钢筋混凝土结构遭受腐蚀的原因进而采取相应的措施提高其抗侵蚀性是提高钢筋混凝土结构耐久性,延长构筑物使用寿命的重要措施。

1.1滨海环境侵蚀性地下水对混凝土的腐蚀机理

1)溶出蚀

当混凝土长期与一些暂时硬度较小的水(如雨水、蒸馏水、重碳酸盐含量少的江河湖水)接触时,水泥石中的Ca(OH)2溶解析出,当为静水和无压水时,溶出反应仅限于混凝土表面,影响不大,但在流水及压力水作用下,会不断流失,随着浓度不断降低,水泥石中的C-S-H凝胶等水化产物也会分解溶出,使得混凝土内的孔隙增加、强度降低,进而造成混凝土中钢筋的腐蚀加剧。

2)离子交换腐蚀

滨海环境地下水中的镁盐(如MgCl2)与水泥石中的Ca(OH)2发生反应

Ca(OH)2+MgCl2 CaCl2+Mg(OH)2

生成的CaCl2 易溶于水,Mg(OH)2疏松无胶凝性。当地下水中含有较多的CO2或混凝土处于干湿交替环境时,混凝土会发生碳化,使混凝土的碱性降低。

Ca(OH)2+CO2 +H2O CaCO3+2H2O

CaCO3+ CO2 +H2O Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2易溶于水, 混凝土中的Ca(OH)2减少,使得水化产物进一步分解,混凝土内的孔隙增加、强度降低,进而造成混凝土中钢筋的腐蚀加剧。

3)结晶腐蚀

当地下水中含有较多的钾、钠、镁等硫酸盐时,能与混凝土发生中和反应

Ca(OH)2+MgSO4 +2H2OCaSO4·2 H2O + Mg(OH)2

4CaO·Al2O3·12H2O·2 H2O +3CaSO4+20H2O3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O + Ca(OH)2

MgSO4起镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用,Mg(OH)2疏松无胶凝性,同时高硫型水化硫铝酸钙含有大量结晶水,且难溶于水,比原体积膨胀1.5倍以上,在混凝土内产生很大的膨胀应力,从而导致混凝土的开裂。

4)强碱腐蚀

铝酸盐含量较大的硅酸盐水泥混凝土,在强碱(如NaOH)作用下也会发生破坏

3CaO.Al2O3+6NaOH 3Na2O.Al2O3+3Ca(OH)2

生成的铝酸钠易溶于水。当混凝土被NaOH侵透后,与空气中的CO2反应

2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O

生成Na2CO3,从化学性质上对混凝土并无腐蚀性,但在干湿交替环境下,Na2CO3能渗入混凝土的毛细孔内结晶沉淀生成含水碳酸钠,体积膨胀导致混凝土开裂。

1.2滨海环境侵蚀性地下水对钢筋的腐蚀机理

钢筋锈蚀的过程就是阳极反应和阴极反应不断进行,并在钢筋表面析出Fe(OH)2的过程,其化学反应过程如下所示。

Fe Fe2+ + 2e-(阳极反应)

2H2O +O2 + 4e- 4OH-(阴极反应)

2Fe +2H2O +O2 2Fe(OH)2

在水和氧气存在的条件下,Fe(OH)2会继续氧化

4Fe(OH)2 + 2H2O +O2 4Fe(OH)3

以上对钢筋混凝土结构的腐蚀机理的分析表明,钢筋混凝土的表面既有水又有氧气和二氧化碳时,钢筋混凝土将会遭受腐蚀,水中对混凝土有害物质的存在,会加速腐蚀的过程。

2.提高钢筋混凝土结构抗腐蚀性的方法

2.1 合理选择水泥品种

不同品种的水泥,其化学成分及制成混凝土后的性能不同,其耐腐蚀程度也不相同,因此正确选择混凝土的水泥品种十分重要。

2.2 合理选择混凝土添加剂

在混凝土中掺加减水剂,可以减少拌合水量,可以达到提高混凝土密实性的目的;掺入引气剂,可以在混凝土搅拌过程中产生大量均匀分布的微小气泡,改善混凝土的和易性,提高混凝土的抗渗性能,达到抑制腐蚀的目的

对于污水处理厂的给排水构筑物,平面尺寸经常会超出规范伸缩缝的允许尺寸,设计上为防止混凝土开裂,有时会要求在混凝土中添加膨胀剂。不同使用目的下多种添加剂并用时,一定要采取谨慎的态度,根据施工现场试验结果决定添加剂的种类和配比,以期达到最佳的工程效果。

2.3 严格控制氯离子含量

我国现行规范GB50010-2002根据使用年限、环境类别规定混凝土中的最大氯离子含量为0.06~1.0%。当混凝土外加剂、骨料、水等原材料的氯离子含量超标时,不得使用,否则必须采取技术措施。而外部环境的渗透则靠提高混凝土密实度、提高抗渗性、加大保护层厚度等措施来防止。

2.4 严格控制水灰比、水泥用量、提高混凝土强度等级

同一水泥品种的混凝土抗侵蚀性随着水灰比的减小而增强。水泥水化时所需得结合水,一般只占水泥质量的23%左右,混凝土硬化后,多余的水分就残留在混凝土中形成水泡或蒸发形成毛细孔,因此水灰比过大,则混凝土密实性降低,但水灰比过小,则无法保证混凝土浇筑质量,易出现蜂窝、麻面等质量问题。滨海环境受侵蚀性地下水作用的钢筋混凝土构筑物,混凝土的水灰比不宜大于0.5,最好不大于0.45。

2.5 加大保护层厚度

保护层厚度直接影响钢筋的使用寿命,同样条件下(环境介质、水泥用量、水灰比、水泥品种、添加剂、振捣和养护方法等)加大混凝土保护层,能延缓钢筋混凝土的腐蚀。我国现行规范GB50010-2002根据使用年限、环境类别、混凝土强度等级及构件类别对混凝土保护层厚度分别作了规定,设计时应合理选择,施工时应严格控制。但应当注意,加大保护层厚度意味着加大了结构断面的尺寸,同时当保护层超过一定厚度时,还应采取防止混凝土表面裂缝的构造措施。

2.6用环氧树脂涂层钢筋

环氧树脂涂层具有很高的化学稳定性和耐腐蚀性,且膜层具有不渗透性,能阻止水、氧、氯盐等腐蚀介质与钢筋接触。且环氧树脂涂层的弹性和耐摩擦性良好。《混凝土结构设计规范》GB50011-2002 规定:“三类环境下,钢筋混凝土结构宜采用环氧树脂涂层钢筋”。

2.7混凝土表面涂覆防腐涂层

根据混凝土的高碱性、含水性和多孔性特点,防腐涂层应具备耐碱性、耐久性和浸渍性的性能并且与混凝土有良好的结合力,同时涂料必须是安全、无毒和环保型的。但对地下工程来说,外加防腐涂层的防腐蚀方法应用范围有时会受到限制,如桩基础等;且防腐涂层有效时限短、一般寿命为5~6年,维护困难且费用大。

近年来随着钢筋混凝土防腐蚀问题研究的不断深入,也有一些电化学的防腐蚀方法,考虑到给水排水工程结构的适用性,本文不再多作论述。

3.结束语

第7篇:腐蚀性化学品防护措施范文

关键词:防潮闸;钢闸门;防腐蚀;方案

中图分类号:TV663 文献标识码:A 文章编号:

钢结构在水利工程中被广泛应用,其中有大量的钢结构长年处于水下,极易发生腐蚀,特别是在海水环境中。钢结构在发生腐蚀后,承载强度降低,腐蚀严重时还会影响安全运行,因此,水闸闸门在运行维护时,必须采取有效的防腐措施,才能保证工程的安全运行和延长钢闸门的使用寿命,而防腐方案的选取又直接决定了防腐效果的成败,往往由于防腐方案选择不正确,导致钢闸门严重腐蚀,不得不报废更新。以下从实例出发,介绍独流减河防潮闸钢闸门防腐的方案选取。

1 工程概况

独流减河防潮闸位于天津市滨海新区大港南部,是海河水系的入海口之一,水闸共计26孔,其中过流孔22孔,设计流量为3200m³/s。独流减河防潮闸工作闸门长年在海水中运行,上游河道蓄水供大港电厂循环冷却水,水温较高(尤其冬季),下游侧受海潮影响,将河道的淤泥推进闸孔内,工作闸门下游面常年淤泥较厚,闸门和埋件在水面附件区域海生物(主要为海蛎子)堆积很厚,闸门工作条件很差。独流减河防潮闸于1993年进行改建,改建时采用了厚浆型涂料对钢闸门进行防腐处理,防腐效果仅维持三年多,1997年采用了“煤焦油无机改性涂料”进行防腐蚀处理,但由于涂料品种选择不当,沿海环境恶劣、水闸上游水质污染严重等原因,该防腐方案措施也仅维持了两三年,1997年以后没有再做防腐处理。由于受到海水、淤泥以及沿海潮湿空气侵蚀,工作闸门、检修闸门、埋件、止水连接件等锈蚀严重,锈蚀处锈斑、锈坑满布,锈皮叠起,油漆大面积龟裂、脱落,闸门于2009年进行了防腐处理,截止目前防腐效果良好。

2 腐蚀原理

钢铁腐蚀一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类,化学腐蚀是钢铁与氧气或非电解质溶液作用而发生的腐蚀;电化学腐蚀是钢铁与水或电解质溶液接触形成微小腐蚀电池而引起的腐蚀。

钢闸门水下部分的腐蚀多属于电化学腐蚀,腐蚀的原因分内因和外因:钢闸门的成分不同如铁一碳、含杂质,热处理;表面状态不同如平面与棱角;应力作用不同,如弯曲、焊接与平面等,形成电位差,以上就形成了钢闸门腐蚀的内因;环境因素腐蚀性,介质中含氧、二氧化碳、二氧化硫,各种盐如氯化物、不同PH的酸碱介质,细菌、温度、压力、流速等以及由此形成的氧差、浓差和温差等都是腐蚀的外因。

独流减河防潮闸工作闸门约2/3面积长年处于水下,1/3面积长期处于水上大气中。在工作闸门水上部分中,由于独流减河防潮闸上下游长年有水,空气潮湿,氯离子含量高,加之上游水温常年较高,加速了钢闸门的锈蚀速度,特别是在干湿交替的潮差带锈蚀尤为严重。水下部分受海生物、温度、上游电厂冷却循环水污染等影响,也加速了锈蚀的形成。

3 防腐方案

钢结构防腐措施主要有两种类型:一种类型是在钢结构表面涂上覆盖层,借以把钢金属母体与氧或电解质隔离,以免产生化学腐蚀或电化学腐蚀,即称为覆盖层保护;另一类设法给适当的保护电能(低压直流)使钢结构表面积聚足够电子,成为一个整体阴极而得到保护,即称为电化学保护。

目前钢闸门常用的防腐蚀措施,有涂料保护、金属喷镀和电化学保护等。各防腐措施的防腐机理与优缺点见表1。

由于在金属结构采用涂料封闭后,再与被保护金属焊接阳极块,涂料的作用在于将保护电流降低到最小程度,减小焊接阳极块的数量,阳极块弥补了涂料覆盖有空隙的缺陷,二者相辅相成,显示了联合保护了良好效果,且具有防腐年限较长,不需经常管理等特点,根据独流减河防潮闸工作闸门的工作环境状况,经多种防腐措施综合比较,钢闸门防腐确定采用牺牲阳极与涂料联合保护的防腐工艺。

由于独流减河防潮闸钢闸门在水上与水下所处的工作环境不同,所选择的防腐涂料与涂层厚度也有所不同,方案如下:

(1)钢闸门水上部分防腐:底漆采用环氧底漆,一道,漆膜厚度80μm;中间漆采用环氧云铁漆,三道,每道漆膜厚度100μm;面漆采用聚氨酯漆,一道,漆膜厚度70μm。工作闸门水上部位漆膜总厚度不小于450μm。

(2)钢闸门水下部分防腐:底漆采用环氧底漆,一道,漆膜厚度80μm;中间漆采用环氧云铁漆,二道,每道漆膜厚度100μm;面漆采用环氧面漆,一道,漆膜厚度70μm。工作闸门水下部位漆膜总厚度不小于350μm。

对独流减河防潮闸上下游水质进行检测,检测结构显示,硫酸根最大含量达到3686mg/L,氯酸根最大含量达到38992mg/L,且均在上游侧。 硫酸根含量高使铝阳级钝化,使其溶解不均匀,降低了对钢铁的保护作用,但有利于锌阳极活化和溶解,为此独流减河防潮闸钢闸门防腐采用了锌合金阳极。根据闸门的结构和使用条件,在每扇闸门水面以下范围焊接安装48块锌合金阳极,面板上游侧12块,门叶下游侧36块,单块重量为25kg。

我们利用相对饱和硫酸铜参比电极测试牺牲阳极的保护效果,保护电位要达到-0.85V或更负,这是标志闸门得到完好保护的基准。只有阳极充分提供电流使闸门极化到保护电位,闸门才不会锈蚀,涂层也受到保护。独流减河防潮闸钢闸门防腐工程于2009年5月完工,笔者于2011年5月对部分闸门进行了一次电位测试,测试结果如下:

测试结果显示,保护电位全部达到-0.85或者更负,牺牲阳极块发挥良好效果,溶解好,闸门得到完好保护。

4 结语

沿海地区的防潮闸的钢闸门防腐的设计寿命受海边盐雾大气的腐蚀、海水的侵蚀等多方面的环境因素影响,比淡水地区钢闸门的腐蚀要严重的多,影响的因素要多得多,因此在防腐方案选取时更应注意。

实践证明,根据沿海地区钢闸门所处的腐蚀环境,以及钢闸门维护的特点,采用牺牲阳极与涂料联合保护是一种性价比较好的防腐措施,这种方案,延长了防腐层的保护寿命,消除了破损造成穿孔的隐患;减小了阴极保护电流的消耗;缩短阴极极化到保护电位的时间,使保护电位达到均匀分布,保护距离加长;可减少干扰和屏蔽程度。

参考文献:

[1] 水利部水工金属结构质量检验测试中心.水工金属结构防腐蚀规范[S].北京:中国水利水电出版社,1996.

[2] 江苏省水利局.水工钢闸门防腐蚀[M].北京:水利水电出版社,1979.

第8篇:腐蚀性化学品防护措施范文

1、概述

随着全球港口海运的蓬勃发展、中国港口机械企业自身实力的逐步增强以及国家宏观调控政策的影响,近年来国内又新兴出更多的港机企业把市场开拓到国外,其中以东南亚、非洲、南美等沿海国家为主,广泛应用于港口、电力、化工等行业,而所使用国家海域海水中含盐量都比较高,会对卸船机钢结构以及配套件造成严重的腐蚀影响。一般卸船机使用寿命平均为20-30年,为了保障此环境下卸船机能达到设计使用寿命,充分认识腐蚀的形成机理研究相应的防腐蚀工艺和措施具有重要的现实意义。

2、卸船机钢结构特点及海水腐蚀的危害

卸船机是一种专业用于港口码头接卸散货物料的特种起重设备,设备主要由钢结构和配套件构成,含盐量较高的海水对卸船机的腐蚀危害正日渐显露。

2.1卸船机钢结构特点

卸船机作为码头主要的卸船设备,处在码头的最前沿,卸船机的高效、可靠的使用对系统的工作起着重要的作用,卸船机分为抓斗式和连续式两种。目前我国使用和出口的散货卸船机大部分采用四卷筒牵引桥式抓斗卸船机(图1)。

抓斗卸船机为桥式结构,主要由主体钢结构、抓斗、小车(起升、开闭、小车牵引合一的)四卷筒机构、变幅机构、大车运行机构、料斗、接料板、振动给料机、安全钩、机房、电气房、梯子平台、电缆卷盘、自行式司机室、夹轮器、锚定装置、防风系缆装置、水喷雾系统以及电气部分等组成。而其主要金属结构由以下结构件组成:前后门架、前后大梁、前后拉杆、小门架、斜撑杆、 侧桁架、机台、料斗及支架等等。大部分结构件采用薄壁封闭箱形构造,构件系采用q345及q235结构钢制造,关键节点采用铰接或焊接。梯子走道采用标准槽钢、角钢以及镀锌钢管制成,梯子踏步一般为镀锌处理螺栓紧固安装。此外还有国内外的外购配套件,如电动机、减速器、电气限位、室外接线箱等,以上这些都是防腐的重要对象点。

每台投入使用的卸船机,使用钢材的数量较多,如一台1500吨/小时的卸船机以目前重量最轻的四卷筒牵引式设计也需一千吨以上,而在锈蚀情况严重的特定地区,腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳是使整机构件退出工作、寿命降低的重要原因之一。腐蚀的发生使得相应的设备维护费用大大增加,不仅造成人力物力的浪费,而且也大大缩短了卸船机的使用年限。卸船机钢结构的腐蚀防护日渐成为人们关注的课题。只有在设计建造的同时,对其进行卓有成效的防腐,才能确保整机设备的长久寿命。

2.2 海洋环境对的卸船机腐蚀的危害

海洋环境下的卸船机长期处于高盐度的水雾中,对卸船机腐蚀的影响因素很多,包括化学、物理和生物等因素,其中对卸船机造成影响的主要原因是海水潮汐对钢结构的所带来的水雾腐蚀以及化学腐蚀作用。

2.2.1化学因素

(1)盐度。海水含盐量较高,其中所含的钙离子和镁离子,能够在金属表面析出碳酸钙和氢氧化镁的沉淀,对金属有一定的保护作用。河口区海水的盐度低,钙和镁的含量较小,金属的腐蚀性增加。海水中的氯离子能破坏金属表面的氧化膜,并能与金属离子形成络合物,后者在水解时产生氢离子,使海水的酸度增大,增强了对金属的局部腐蚀度。

(2)酸碱度(以下简称ph值)。ph值越小,酸性越强,反之亦然。海水的ph值通常变化甚小,对金属的腐蚀几乎没有直接影响。但在河口区或当海水被污染时,ph值可能有所改变,因而对腐蚀有一定的影响。

2.2.2 物理因素

靠近海面的大气中,有多量的水分和盐分,又有充足的氧,对金属的腐蚀性比较强。因此,在平均高潮线上面海水浪花飞溅到的地方(飞溅区),钢结构表面经常处于潮湿多氧状况,腐蚀最为严重;在平均高潮线和平均低潮线之间为潮差区,金属的腐蚀性差别很大,由高潮线向下,腐蚀速度逐渐下降。总而言之,在平均中潮线以上时腐蚀加剧。

3 卸船机钢结构防腐涂装现状

油漆防腐具有外观美观、涂装工艺简单等特点,多年来一直被广泛采用。随着涂装工艺的发展,重防腐涂装成为卸船机钢结构防腐的主流。在重防腐涂料中,无论是国外名牌油漆,还是国内品牌油漆,其防腐涂装工艺和涂料品种都基本相似,即涂装工艺采用底漆、中间漆和面漆组成的多层涂装体系;油漆品种均为环氧(无机)富锌底漆、环氧云母氧化铁中间漆和环氧聚氨酯或环氧各色面漆或氯化橡胶面漆等类型。

我国卸船机及其他港口机械制造业从上世纪后叶开始得到长足发展,到目前为止,基本仍集中采用刷油漆防腐。中间的调整变化也主要集中在对油漆的种类和品牌进行调整。如开始时防腐采用重防腐涂料,经过对底、中本文由收集整理、面漆的配套使用,借以提高卸船机的防腐寿命。90年代以来,国外重防腐涂料开始涌入国内市场,该类涂料仅能提供卸船机钢结构保持10年左右的防腐寿命,10年后必然面临巨大的防腐维护费用,这在欧美先进国家已被事实所证实。

4 卸船机钢结构防腐措施

卸船机钢结构的防腐蚀是钢结构设计、施工、使用中必须解决的重要问题,它牵涉到钢结构的耐久性、造价、维护费用、使用性能等诸方面。问题鉴于海洋环境下卸船机钢结构长期处于恶劣的腐蚀环境中 ,使用期间维修困难 ,因此在防腐蚀技术上只能使用高性能重防腐涂料。卸船机使用的几种重防腐涂料特点分列如下:

(1)富锌底漆 :要求含高比例锌粉的涂料 ,同时要求与基材附着力强。富锌底漆作用之一是起阴极保护 ,另外当涂层中有破坏或不连续时 ,锌粉可以起牺牲阳极作用而保护基材。富锌底漆一般采用无机富锌底漆、氧富锌底漆等。

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(2)中间漆 :中间漆要求综合防腐能力强 ,中间漆的特点是含高效的防锈材料或防渗透材料 ,如颗粒状或鳞片状锌粉、璃鳞片、锈钢鳞片、米级的钛粉等为主的屏蔽型和阴极保护型涂料及各种新型缓蚀型涂料等等。

2、聚氨酯面漆为脂肪族聚氨酯漆,具有长效与装饰效果,可选用聚氨酯金属闪光漆。

(3)面漆 :面漆的作用是为底漆和中间漆提供一个保护层 ,减缓和限制水气、及化学活性离子的渗入。还要求有抗冲击性、老化性和抗溶性等。面漆一般采用氯化橡胶、烯树脂、氨酯或丙烯树脂涂料等。另外 ,重防腐涂料要获得良好的防腐效果 ,还需要注意多方面的因素 ,包括基材的表面处理、高品质涂料、合理的涂层体系、外界施工条件、涂层施工的质量控制等。

4.1、钢结构防腐施工前表面预处理的要求

4.1.1 钢结构件防腐前的预除锈要求:防腐前的除锈质量对涂层的寿命影响高达49.5%。钢件除锈方法一般分为手工除锈、喷射除锈和化学除锈,手工除锈只限于现场。

4.1.2 钢结构件表面缺陷处理要求:钢结构表面出现的凹坑、砂眼、气孔等缺陷必须用氩弧焊方法进行补焊,然后打磨平。

4.1.3 钢结构件表面处理质量要求:钢结构件需涂装的表面不允许有焊渣、飞溅、焊豆及机械加工残存的飞边、毛刺等。

4.2、涂装的环境条件及技术要求

4.2.1 涂装施工气候要求:施工场所温度不得低于5℃。下雨、下雪、下霜及4 级风以上的天气禁止室外施工。

4.2.2 被涂钢结构件表面要求;被涂构件表面有结露时及表面处理质量没有达到要求时,禁止施工。

4.2.3 油漆质量要求:油漆入厂无合格证书或超过保管期限时,禁止使用。

4.2.4 涂层厚度要求:应首先按照设计文件规定,如设计文件对涂层厚度无要求时,应遵循以下要求:涂层干漆膜总厚度室外应为280μm,室内应为125μm,其允许偏差为-25μm,每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为-5μm。漆膜总厚度达不到要求时,可以增加面漆厚度。

4.2.5 底漆涂装要求:底漆应涂得均匀、平整,不得漏涂,无明显流挂,手感平滑。在涂装时注意边棱拐角处和隐蔽部位的细致涂刷。

4.2.6 后续涂装要求:每层漆必须在前一层漆膜干透和质量合格后,方可涂下道漆。

4.2.7 面漆涂装要求:面漆应涂得细致均匀,光亮完整,颜色一致,不得有粗糙不平、起泡、流挂、针孔、刷痕、渗色、桔皮、失光、起霜、脱皮、脱落、颜色不符合规定等缺陷。

4.2.8 现场焊接涂装要求:尽量在厂内完成焊接及涂装工作,不得不现场焊接的状况,应在焊接完成清除焊渣后,立即补漆,不得过夜。

4.3 涂装检验项目和方法

4.3.1 涂装前的准备工作:涂装前应按上面“防腐施工前表面预处理的要求”和“涂装的环境条件”要求对外涂漆进行检查,不符合的面漆禁止进行涂装。

4.3.2 涂漆的外观检查:底漆、中间漆。

4.3.3 涂层厚度的检查:每涂完一层漆,待涂层彻底干透后,测量一层厚度,全部涂层完毕后,再测量总厚度。检验方法:按总件数抽检10%,不得少于3 件,每件均布测量3 点。其平均值不得小于所要求的90%,且其中最小值不得小于所要求的70%。

4.3.4 涂层附着力的检查:准备一块200x200mm 的与被涂漆的物体材质相同的薄板(6mm 以下),与产品一样进行表面处理及涂装,待彻底干透后,用锋利的刀片,在试板表面上划一个夹角为60°的叉。刀痕要划至钢板,然后贴上专用胶带,使胶带紧贴漆膜,接着用手迅速将胶带扯起,如刀痕两边涂层被粘下的总宽度最大不超过2mm即为合格。

4.4针对梯子、平台、栏杆处锈蚀的措施

卸船机的护拦、扶梯一般为镀锌钢管制作、采用热浸锌防腐,热浸锌镀层一般无法超过80μm厚度,在一般工业大气环境下可以提供10年左右的有效保护。卸船机平台一般为标准槽钢或者角钢制作,采用重防腐油漆处理,而热浸锌防腐工艺不能到现场进行热浸锌防腐,只能在固定的工厂施工 ,热浸锌镀层碰伤后,自身无法进行修复。因此针对海洋环境下锈蚀严重的地区,提出如下措施:

4.4.1 梯踏步及平台走道格栅采用frp玻璃钢材料:凡frp踏步和隔栅板在交机前均在其上另外加保护措施,交机后去除。如现场需要焊接等必须采取措施避免破坏frp材料。

4.4.2扶手栏杆的材料:上部栏杆采用直径32mm的镀锌实心圆钢、中间栏杆采用直径25mm的镀锌实心圆钢、平台热镀锌,若镀锌层如损坏要用热喷锌修复。

4.4.3镀锌层表面的涂装:在镀锌层上按涂装工艺要求复涂油漆,多一道保护。

4.4.4斜梯、直梯的涂装要求:斜梯、直梯采用螺栓装配式,整体热浸锌后按工艺要求复涂油漆。另外,施工上考虑尽量避免现场焊接。

4.5 针对外购件、紧固件及室外电气原件的锈蚀措施

4.5.1针对国内外配套件锈蚀的措施:

(1)订货合同的要求:在合同上注明使用环境为重盐雾海洋性天气,必须认真防腐。

(2)明确油漆要求:锈蚀程度不超过iso4628/3-1982(e) ,ri3。国内配套件如行车等的油漆可采用油漆工艺(无机锌底漆+有机锌底漆+中层漆+面漆)。

(3)紧固件:如不大于m12用不锈钢316、大于m12的采用热浸锌(要有质保书和盐雾试验报告)。

(4)对易摩擦部位的要求:摩擦部位要有良好的润滑。

(5)对不同结构部位的要求:薄壁件、罩壳、五金件等使用玻璃钢或不锈钢316或热浸锌+油漆保护

4.5.2针对紧固件外表面锈蚀的措施:

(1)紧固件材质要求:m12及以下的螺栓、螺母、垫圈要求采用不锈钢316,要求供货商提供材质及质保报告。

(2)紧固件规格要求:所有直径大于14mm的紧固件包括(astm a325和a490螺栓)采用热浸锌表面处理。要求螺母下设有不锈钢垫片并涂油,避免螺母直接与钢板接触,以防旋转时破坏钢板表面油漆。螺栓螺母旋紧后,清洁表面并用油漆进行 第二次涂装保护,特别是经旋扭破坏处。

(3)对特殊紧固件材质及表面涂装要求:对于液压件接头的锈蚀,液压油箱、管及管接头、铭牌等要采用不锈钢316材料。油缸缸体外表面采用油漆工艺(无机锌底漆+有机锌底漆+中层漆+面漆)。

4.5.3针对电气元件表面浮锈的措施:

电气元件表面腐蚀的防护处理如下:

(1)材质要求:户外接线箱外壳、电缆槽、电缆托架等要求不锈钢316。户内接线箱可以采用不锈钢304,表面涂油漆进行保护。接线箱尽可能密封,端子排改用韦德米勒弹簧式,进线处喷发泡剂,密封箱子。户内托架可以采用热浸锌。

(2)紧固件处理:螺母和角铁之间加垫片,拧紧时不会破坏油漆。管接头在最终拧紧后,涂油漆保护。

(3)对户外电机的保护:户外使用的电机增加不锈钢或玻璃钢罩壳。

第9篇:腐蚀性化学品防护措施范文

关键词:防雷接地装置;腐蚀 ;原因;措施

Abstract: With the development of modern society, the building continues to expand the scale, at the same time, a large number of modern buildings continue to emerge, and the modern buildings often have many different kinds of electrical equipment, for ensuring the safe operation of the system, device structure of the lightning protection and grounding is important. But because of the lightning protection and grounding device in the long-term moisture dark environment, is easy because of various chemical components of the role of soil corrosion, thereby affecting the service life of the device, which will affect the service life of the device to a great extent, the formation of a very serious ground hidden trouble. The corrosion problem so managers must take seriously the lightning protection and grounding device, analyzes the reasons of corrosion, and then take anticorrosion measures feasible protection, as far as possible to prevent the risks caused by corrosion of equipment. This paper first analyses the corrosion site for lightning protection and earthing device and the reasons, and then put forward some feasible protection measures.

Key words: Lightning protection and earthing device; deprave;; reason step

中图分类号:TU856 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)04-0000-00

随着经济的快速发展,各种高科技产品尤其是计算机网络和微电子技术被广泛应用于现代建筑物内,这就给在一定程度上对现代建筑物的防雷接地装置的正常运行提出了更高的要求,而建筑物防雷接地装置长期处于地下阴暗、潮湿的环境中,最容易发生腐蚀,同时防雷接地装置的腐蚀极大地影响了系统的安全稳定运行,造成接地网局部断裂,接地线与接地网脱离,形成了接地隐患,严重时将造成事故。接地装置是接地系统中的重要组成部分,接地装置的好坏,直接影响到防雷接地的效果,近年来因接地系统腐蚀引起的事故表明对接地装置的腐蚀问题必须认真对待。因此,研究防雷接地装置的腐蚀问题,并采取切实有效的措施防止防雷接地装置的腐蚀,具有重大的理论和实践意义。

一、防雷装置的组成

一个比较完整的防雷装置主要由接闪器、引下线和接地装置三个部分组成,接闪器主要是指建筑物顶端接受雷电的装置,一般都暴露在空气中,容易受到空气中化学成分的影响而发生腐蚀。引下线就是指连接接闪器与接地体的装置,它受到空气与土壤双重因素的影响而发生腐蚀,接地装置一般都深埋于地下,因此容易受到土壤中化学成分的影响而发生腐蚀。

二、接地装置容易发生腐蚀的部位及其原因

1、连接线的腐蚀及其原因

连接线也就是设备接地引下线,由于其所处的位置的既受到地表土壤中化学成分的影响而发生腐蚀,同时还受到空气中化学成分的影响而发生腐蚀,因此连接线的腐蚀现象是防雷接地装置中比较严重同时也比较常见的一种腐蚀现象。还有连接线上的一些螺丝由于常年暴露在空气中,处于大气腐蚀的环境,吸收空气中的氧气,最容易发生腐蚀。

2、接地装置的腐蚀及其原因

在接地装置中水平接地体与均压带容易受到土壤中化学成分的影响而发生腐蚀,因为接地装置一般情况下都埋于砂质土壤,风化石土壤或者是偏酸性土壤中,并且这类土壤中的盐分与水分都比较多,最容易与接地装置发生电化学腐蚀。同时接地装置中的接地体一般都是采用再生钢材,但是这类钢材中杂质比较多,容易与土壤中的一些化学成分发生电偶腐蚀,或者就是接地体埋深度没有达到要求,进而造成接地体附近的上层土壤中的氧含量比较大,最后导致接地体与氧气发生反应而腐蚀。同时有的接地装置中使用了腐蚀性比较强的降阻剂用来降低接地装置周围的电阻率,但是这类的降阻剂含有大量的各种各样的无机盐,会在很大程度上加速了接地装置中接地体的化学腐蚀。

3、接闪器的腐蚀及其原因

接闪器主要存在于建筑的顶部,并且常年暴露于空气中,因此最容易与空气中的一些成分发生反应而腐蚀,除了接闪器与空气中的氧气发生吸氧腐蚀以外,它的腐蚀还受到气候因素与大气中的污染物的影响,其中比较明显的就是降雨,由于降雨增大了大气中的相对湿度,使金属表面变湿,延长了湿润时间,同时因降雨冲刷作用破坏了腐蚀产物的保护性,这些因素都加快了金属的大气腐。还有大气污染物中的尘粒本身没有腐蚀性,同时也不溶解,但是一方面它能吸附腐蚀性物质,当溶解在水膜中时,促使了接闪器的腐蚀过程另一方面它落在接闪器表面上可能与金属表面间形成缝隙,易于水分凝聚,发生局部腐蚀。

三、防雷接地装置防腐的重要性

防雷接地装置是接闪器、下引线与接地体的总和,它能够将直击雷,感应雷或其它形式的雷的雷电流通过接地装置导入大地,从而保护相关的建构筑物、人员和设备。因此如果没有合理而良好的防雷接地装置,就不能有效地进行雷电防护。但是防雷接地装置发生腐蚀后,接地体表层因腐蚀而产生的一些物质能够在很大程度上降低接地体的性能,并且腐蚀之后接地体的电阻明显增大,当雷电流经引下线由接地装置入地时,入地点的地电位与跨步电压都会明显增大,这就在很大程度上危及到建筑物内的人身安全,同时也能够对设备造成反击,引起事故。

四、防雷接地装置防腐保护措施

1、涂防腐层保护法

这时比较常用的一种方法,并且随着科技的不断发展,市场上出现了合金钢钢材、镀锌钢钢材、环氧树脂涂层钢材以及不锈钢钢材等一系列钢材品种,于是防雷基地装置中接闪器可是使用这类的钢材,这样就可以在很大程度上通过防腐保护层使接闪器金属与空气的氧气以及大气污染物隔离开,进而在最大程度上降低接闪器的腐蚀速率。

2、正确选用接地体材料,优化施工工艺

在防雷接地装置接地体的防腐保护中接地体材料的选择比较关键,因为金属材料的耐腐蚀性不仅仅与材料所处的环境有关,同时还在很大程度上取决于金属本身的特性。因此在接地体设计中首先应该测量接地体所处环境的土壤对铜、钢和渡锌钢的腐蚀速度,然后按照接地体的使用年限去选择的导体材料,一般情况下不选择再生钢,通常选择耐腐蚀性比较好的金属合金,因为合金钢中的合金成分一方面能够通过对合金热力学稳定性的影响来改变接地体的耐腐蚀性能,同时在另外一个方面合金钢能够通过对腐蚀过程的极化性能的改变来影响腐蚀。并且在施工过程中接地体的埋深度必须要达到相关的要求,尽量避免将电极电位差较大的金属导体相连接或靠近,以减小腐蚀速度。在施工中必须要提高接地体的焊接质量,严格控制焊接口的长度与宽度,在最大程度上禁止出现假焊或者是虚焊的现象,最后还要对焊接口进行必要的防腐处理。还有对于回填土,不能使用碎石或者颗粒比较大的回填土,并且要分层夯实,在最大程度上降低土壤中氧气的含量。

3、实施阴极保护

所谓阴极保护就是在被保护金属表面通以足够大的阴极电流,进而使被保护金属表面阴极极化,从而在一定程度上防止被保护金属表面发生电化学腐蚀,它具有保护周期比较长、保护效果良好、施工十分方便等突出优点,并且在实践中一般采用牺牲阳极阴极保护法。牺牲阳极阴极法是在被保护的金属上连接电位比被保护金属更高的金属或合金作为牺牲的阳板,然后这类金属或者合金不断的溶解所产生的电流对被保护的金属进行阴极极化,达到保护的目的。并且在具体的施工中首先必须要对接地体所在地周围土壤环境进行调查收集完整的资料,然后根据周围的环境与被保护金属的对象来选择要牺牲的阳极的材料以及形状,一般来说在土壤环境中多用棒形阳极,还有为保证牺牲阳极在土壤中性能稳定,阳极四周要填充适当的填包料,填料应该有利于阳极产物的溶解,不结痂,减少不必要的阳极极化,进而改善阳极的工作环境。在防雷接地装置接地体采用牺牲阳极阴极保护后,一般可以延长延长接地体使用寿命30—40年。

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