如何预防侵蚀腐蚀
2020-12-21 14:03:49
作者：Vince 来源：腐蚀与防护
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一些预防侵蚀腐蚀的工程方法
设计修改管道以确保最小的流体湍流现象。
尽可能增加泵吸入管的直径（以减少气泡形成），以及其他管道和管道的内径。
减少吸入管的长度以减少压降。
重新设计系统以减少流体流动速率和湍流现象。
减少侧管接头的数量。
定期进行适当的维护工作来控制接头处的流体泄漏情况，特别是吸入侧接头泄漏；使用适当的接头密封和包装。
控制颗粒污染物，湿气和气泡的进入。
使用过滤器或调节器（离心机）以尽量减少流体中的污染物。
根据需要安装流体冷却器。
让流体沉降在沉淀池中，这样可以去除水和空气，并且可以分离污泥和乳液（如果有的话）。
选择与环境兼容的耐侵蚀腐蚀材料。
使用涂料和其他表面处理技术。
考虑采用阴极保护的防腐蚀方法
当我们采用上述解决方案或者组合时，我们需要考虑解决方案的整体影响以及长期性能影响和成本效益。
其他建议
确保系统属于层流流动，粗糙的内部表面和内部的局限促进了湍流现象的发生，层流可以避免流动方向的突然变化。
进水管和回水管应放置在不会撞到水箱壁的地方。
如果需要，可以使用挡板。
管道和配件的对齐必须准确。
承受粒子撞击的挡板应易于更换。
磁性插头可用于分离流体中的铁和钢颗粒。
可在压缩空气系统中使用集水器，以便将水分从压缩空气中分离出来，以控制系统部件的侵蚀腐蚀。
使用涂层应该考虑的因素
涂层选择的因素主要包括以下几个方面：
粒子撞击的严重程度；
撞击角度；
环境腐蚀性；
能够提供侵蚀保护；
造成侵蚀的颗粒大小；
决定涂层工艺适用性的温度；
其他基材特性；
施加涂层的技术选择应该基于以下考虑之上：
基材属性；
所需的涂层厚度；
涂布前是否需要遮盖基材；
经济性和一次性施加的成本；
涂层测试
1.根据ASTM G76进行的耐腐蚀性测试；
2.泰伯磨损模拟试验的耐磨性测试；
3.沙粒喷射试验用于砂粒的抗侵蚀性；
4.水射流侵蚀测量；
5.弹性测试，如微穿透和冲击测试；
6.涂层厚度的均匀性；
7.根据ASTM G32的抗气蚀性能；
9.涂层的粘合强度；
10.涂料密度；
11.涂层膜的硬度等；
碳化物和氮化物涂层
应用于一些精密零部件上的涂层主要包括：
1碳化钨涂层
碳化钨通常用于抗氧化性和耐侵蚀腐蚀等方面。这种类型的涂层一般都是通过火焰喷涂技术进行施加，例如，在金属上沉积碳化钨作为多孔涂层。部分孔隙通过使用陶瓷或聚合物进行填充。
高速氧燃料技术也被用于将碳化钨涂覆到部件表面上。高温下的超音速气流用于在部件基板上形成较厚的沉积物。这种涂层可以进行磨光和精加工成超细抛光层。
等离子涂层技术也可用于涂敷硬质碳化钨和陶瓷型涂层。在这种技术中，氩气通过电弧部分电离，产生热气流火焰。碳化钨粉末或陶瓷粉末被注入热气体火焰。根据需要涂覆的部件的构造，可以通过电子控制器或机器人控制等离子体涂布枪进行涂敷。
碳化钨涂层主要在极端侵蚀条件下（且具有较高温度）提供防腐蚀保护。
2碳化铬涂层
碳化铬涂层主要在极高温度下用于防腐蚀。
3氮化钛涂层
氮化钛涂层主要用于飞机和航天器的低角度侵蚀保护。
陶瓷涂层
1氧化铝陶瓷涂层以及氧化铬陶瓷涂层已经被用作轻金属合金腐蚀防护的经济选择。
2氧化锆陶瓷主要用于一些高温应用中，例如热燃气涡轮机叶片的尖端以预防腐蚀。
3金属陶瓷涂层可用于控制汽轮机的腐蚀以及处理乙烯气体的压缩机的结垢问题。
4硬化的铝陶瓷涂层可用于减少水环境中的硬质颗粒侵蚀。
5特殊配方的陶瓷涂层对化学和其他加工行业在较高温度下处理的化学品具有较好的抗腐蚀性。
6聚合物-铝-陶瓷涂层现在广泛被用于航空领域中。它们为铝合金表面提供雨水侵蚀保护，它们还可以替代硬质阳极氧化层。这类涂层能够有效防止雨滴腐蚀和侵蚀，此外，它们还可以用作密封涂料使用。光滑、空气动力学密封的陶瓷铝涂层可以代替镉镍的扩散涂层，用于涂覆飞机的气路部件。
7金属-铝-陶瓷涂层系统可以代替钢表面的镉镀层，在高酸性的化学环境中提供腐蚀保护，例如酸性二氧化硫SO2气体环境。它们还可以用作高强度钢和铝合金的涂层。
8二硫化钼（MoS2）同样可用于侵蚀防护和防卡塞应用。金属填充聚合物涂层则一般用于铝和镁合金表面的侵蚀和腐蚀保护。
陶瓷填充环氧体系
环氧树脂是通过混合不同类型的原料来建立所需性能的环氧树脂固化体系，例如：
● 薄膜强度
● 附着力
● 固化时间
● 柔韧性
● 防水
● 耐磨性
● 耐化学性
环氧基团和含有胺基的分子必须一起反应，才能形成热固性交联树脂体系。
带有陶瓷填料的环氧树脂可用作化学加工行业的涂料，以保护容易受到严重腐蚀的表面。这种涂层的环氧树脂粘合剂中含有硬质陶瓷颗粒，因此属于一种具有优异耐化学性和机械性能的陶瓷复合材料。涂层中的这些硬质陶瓷颗粒与流体中夹带的污染物摩擦，不会被侵蚀，从而确保涂层和基材具有的较长的使用寿命。
1. 局限性
陶瓷填充环氧涂料的局限性在于其应用方法存在问题。它通常不适用于喷雾系统的应用。此外，环氧树脂和所使用的固化剂可能对皮肤有一定的腐蚀性或粘性。因此，在处理环氧树脂和涂料时应使用丁腈橡胶手套（手套内最好再佩戴防护霜和棉手套）。
2. 应用
环氧树脂还可用于航空航天，石油和天然气，化工，汽车和其他关键加工行业的高温耐腐蚀应用中。填充在环氧树脂中的陶瓷微球体为金属基材提供了高强度、卓越的附着力、良好的耐腐蚀性和耐磨性。
这些环氧树脂体系也可用于海洋应用中，例如可以用来减少压舱水和水箱的侵蚀。在泵组件上应用专有的环氧涂料配方，管道和阀门的内部表面通过确保平滑的流动来减少因侵蚀和局部湍流而造成的损失，从而提高泵送效率。专门配制的环氧树脂系统还可涂覆在高温下仍然浸泡在化学品中的部件。
陶瓷金属复合材料也可用于恢复高价值的腐蚀和侵蚀的金属部件，例如腐蚀的发动机，齿轮箱，轴承，缸体，衬垫，外壳和法兰等。
聚氨酯和其他涂层
聚氨酯涂层主要用于涂覆飞机的前缘区域。它们能够有效防止雨水侵蚀以及沙粒侵蚀。此外，它们还可以抵抗磷酸酯液压油以及某些除冰化学品的腐蚀。一些专门配制的聚氨酯涂料也用于人行道应用中。
对于化学和石油化工行业中所需的极端耐化学性要求，可以考虑应用氟橡胶聚合物涂层（如乙烯三氟乙烯（ECTFE））。
气穴涂层
在许多流体处理系统中，气蚀还伴随着正常的颗粒侵蚀进而导致金属损失。应用于金属部件上的聚氨酯或环氧树脂柔性涂层可以通过吸收由气泡破裂和压力波动释放的能量来减少气蚀引起的腐蚀。
总结
上述提及的这些系统工程方法对于解决工业上一些关键设备资产的侵蚀腐蚀问题至关重要。设计修改可以最大限度地减少流动中的湍流，以减少大多数情况下的侵蚀和气穴现象。选择合适的涂层则可以最大限度地减少因侵蚀腐蚀而造成的表面损伤，这有助于提高设备的使用寿命。
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