一建機(jī)電教材解讀：1H413071 設(shè)備及管道防腐蝕材料的性能

　　【摘要】環(huán)球網(wǎng)校一級(jí)建造師頻道為您提供一級(jí)建造師考試必備的復(fù)習(xí)資料和試題，供考生復(fù)習(xí)備考之用，本文為一建機(jī)電教材解讀：1H413071  設(shè)備及管道防腐蝕材料的性能，是考生必須要熟記和掌握的重點(diǎn)內(nèi)容。2015年的一級(jí)建造師考試將于9月19日至20日舉行，環(huán)球網(wǎng)校在此提醒廣大考生做好復(fù)習(xí)備考。祝廣大考生順利通過(guò)一級(jí)建造師考試！

　　1H413070 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。

　　1H413071 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(lèi)型和防腐方法;設(shè)備及管道防腐蝕材料類(lèi)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(lèi)型和防腐方法

　　(一)設(shè)備及管道腐蝕類(lèi)型

　　按照金屬腐蝕過(guò)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(lèi)。

　　(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?。例如，可以選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(guò)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(lèi)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(wú)機(jī)涂料、橡膠制品、無(wú)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(lèi))和樹(shù)脂基漆(成膜物質(zhì)為合成樹(shù)脂)兩大類(lèi)。它是通過(guò)一定的涂覆方法涂在金屬表面，經(jīng)過(guò)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(shù)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(guò)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(lèi)、酮類(lèi)、脂類(lèi)和苯類(lèi)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(wú)機(jī)鹽和濃度40%以下的堿、海水、土壤、鹽類(lèi)溶液以及酸性氣體等介質(zhì)腐蝕。但不耐油類(lèi)、醇類(lèi)、脂類(lèi)、烴類(lèi)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(shù)脂漆。具有優(yōu)良的耐酸、耐堿、耐溫性，原料來(lái)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(wú)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(lèi)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(shù)脂、煤瀝青、填料和固化劑組成。它綜合了環(huán)氧樹(shù)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(wú)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(wú)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)20年以上。

　　(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(guò)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(guò)低，橡膠會(huì)失去彈性。

　　用作化工襯里的橡膠是生膠經(jīng)過(guò)硫化處理而成的，經(jīng)過(guò)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(lèi)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(kāi)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(lèi)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(wú)機(jī)酸、堿類(lèi)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(lèi)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(shù)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。

　　(四)膠合劑

　　設(shè)備及管道防腐蝕工程中用到的膠合劑主要是指用在襯里施工中的各種膠泥。

　　1.酚醛膠泥。由酚醛樹(shù)脂為粘合劑，以酸性物質(zhì)為固化劑，加入耐酸填料，按一定比例拌合而成。

　　2.水玻璃膠泥。又稱硅質(zhì)膠泥，由水玻璃為粘合劑、氟硅酸鈉為固化劑和耐酸填料按一定比例拌合而成的。尤其耐強(qiáng)氧化性酸(硝酸、鉻酸等)的腐蝕。

　　3.呋喃膠泥。是由呋喃系樹(shù)脂為粘合劑，以酸性物質(zhì)為同化劑，加入耐酸填料按一定比例拌合而成的。

　　(五)金屬襯里材料

　　1.用作機(jī)電工程項(xiàng)目防腐的金屬襯里材料主要是鉛。鉛襯里適用于常壓或壓力不高、溫度較低和靜載荷作用下工作的設(shè)備;真空操作的設(shè)備、受振動(dòng)和有沖擊的設(shè)備不宜采用。鉛襯里常用在制作輸送硫酸的泵、管道和閥等。

　　2.鉛板、搪鉛母材的要求。表面質(zhì)量、化學(xué)成分及鉛板的外形尺寸等均應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《鉛及鉛銻合金板》GB 1470--2005。鉛板應(yīng)無(wú)砂眼、裂縫或厚薄不均勻等缺陷，應(yīng)光滑清潔，不得有污物、泥沙和油脂。

　　(六)金屬熱噴涂材料

　　用作金屬熱噴涂的材料主要是鋁與鋁合金、鋅與鋅合金。

　　1.鋁與鋁合金

　　(1)鋁的耐蝕能力主要取決于在給定環(huán)境中鋁表面的保護(hù)膜的穩(wěn)定性。因?yàn)殇X屬于自鈍化金屬，所以在中性和近中性的水中以及大氣中有很高的穩(wěn)定性。在氧化性的酸或鹽溶液中也十分穩(wěn)定。鋁在濃硝酸中的耐蝕性比鉻鎳不銹鋼還高c但鋁在非氧化性酸，如鹽酸、氫氟酸和氫硫酸中，因?yàn)檠趸X膜會(huì)被溶解而不穩(wěn)定。

　　(2)鋁對(duì)于破壞鈍化膜的陰離子C1-、F-、Br-、I-非常敏感，因而鋁在含鹵素離子的中性溶液中易發(fā)生小孔腐蝕。鋁在堿溶液中不穩(wěn)定，這是由于鋁上的膜溶解而形成可溶性的鋁酸鹽。鋁在大多數(shù)有機(jī)介質(zhì)中有良好的耐蝕性能，如在無(wú)水醋酸中具有較高的穩(wěn)定性。鋁對(duì)硫和硫化物有很好的耐蝕性。

　　2.鋅與鋅合金

　　鋅是電極電位比較低的金屬，將鋅與鋅合金噴涂在金屬表面既可以保護(hù)金屬基體，又可以起到犧牲陽(yáng)極的作用來(lái)防止金屬腐蝕。

　　三、設(shè)備及管道防腐蝕涂料的性能

　　(一)防腐蝕涂料的技術(shù)性能

　　1.液態(tài)涂料的技術(shù)指標(biāo)：涂料出廠時(shí)到未涂刷成膜時(shí)的指標(biāo)，常用的如固體含量、度、黏度、遮蓋力、外觀及顏色等;

　　2.涂膜的物理機(jī)械性能指標(biāo)：涂膜的一般基本性能指標(biāo)，如附著力、柔韌性、硬度、涂膜厚度、光澤、耐磨性等，還有涂膜的耐光性、耐熱性以及電絕緣性等;

　　3.涂膜的耐腐蝕耐介質(zhì)指標(biāo)：防腐蝕涂料的主要指標(biāo)，評(píng)價(jià)涂料的防腐蝕性能，如耐酸堿鹽的性能、耐水性、耐石油制品和化學(xué)品、耐濕熱性、耐鹽霧性能等。

　　(二)各類(lèi)防腐蝕涂料技術(shù)指標(biāo)

　　1.絕緣型防腐蝕涂料的絕緣涂層性能和防腐蝕性能的主要技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。

　　2.導(dǎo)靜電型防腐蝕涂料的主要技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。

　　四、金屬熱噴涂材料的性能

　　金屬熱噴涂材料性能應(yīng)符合《熱噴涂火焰和電弧噴涂用線材、棒材和芯材 分類(lèi)和供貨技術(shù)條件》GB/T 12608―2003。用于熱噴涂的線材其力學(xué)性能、表面性能及可使用性應(yīng)合格。

　　1.力學(xué)性能。線材的力學(xué)性能應(yīng)使線材在送進(jìn)和噴涂中不出現(xiàn)問(wèn)題。熱噴涂線材應(yīng)硬度適中，太硬的線材難以操縱、校直，并引起噴槍的重要零件，如送線輪、導(dǎo)管、導(dǎo)電管或噴嘴過(guò)快磨損。另一方面，過(guò)軟的熱噴涂線材可造成送進(jìn)困難。

　　2.表面性能。熱噴涂線材的表面一定要光滑，沒(méi)有腐蝕產(chǎn)物、毛刺和開(kāi)裂、縮孔、搭接和鱗片以及頸縮、焊縫和卷邊等缺陷。此外，應(yīng)除去影響熱噴涂材料性能或熱噴涂涂層性能的異物。

　　3.可使用性。線材應(yīng)以一整根纏繞在線軸、線盤(pán)上，或繞成線卷，或嵌入桶中。應(yīng)避免扭絞或急劇的彎曲。線材頭部應(yīng)扎牢，防止散開(kāi)。線材的起端應(yīng)作標(biāo)記以便于找到。線軸上線材的最外層距離線軸凸緣的邊緣至少應(yīng)有3mm。任一放松的單圈線材的直徑，應(yīng)不大于線軸外直徑的1.2倍，且應(yīng)不小于線軸的內(nèi)直徑。線材應(yīng)該沒(méi)有扭絞。散開(kāi)后的線卷放在地上應(yīng)保持平展。線卷散開(kāi)不影響正常使用。