制藥設備與工程設計第3章設備材料及防腐蝕復習進程

第3章設備(shèbèi)材料及防腐蝕——了解(liǎojiě)材料第一頁，共129頁。更正(gēngzhèng)AntonievanLeeuwenhoek,1632.10.24－1723.08.26荷蘭(hélán)顯微鏡學家、微生物學的開拓者，生卒均于代爾夫特。RobertHooke，1635.7.18—1703.3.3出生于英格蘭南部威特島的弗雷施瓦特。他在力學、光學、天文學等諸多方面都有重大成就。第二頁，共129頁。第3章設備(shèbèi)材料及防腐蝕第1節(jié)材料(cáiliào)的性能第2節(jié)黑色金屬材料(cáiliào)第3節(jié)有色金屬材料(cáiliào)第4節(jié)非金屬材料(cáiliào)第5節(jié)設備材料(cáiliào)的腐蝕與防護第6節(jié)設備材料(cáiliào)的選擇第三頁，共129頁。第1節(jié)材料(cáiliào)的性能GMP對設備及管路材質的要求凡是水、氣系統(tǒng)中的管路、管件、過濾器、噴針等都應采用優(yōu)質(yōuzhì)奧氏體不銹鋼材料；選用其他材料必須耐腐蝕、不生銹。第四頁，共129頁。第1節(jié)材料(cáiliào)的性能力學性能(xìngnéng)物理性能(xìngnéng)化學性能(xìngnéng)加工工藝性能(xìngnéng)第五頁，共129頁。一.力學性能強度(qiángdù)硬度塑性沖擊韌性第六頁，共129頁。1.強度強度(qiángdù)的定義強度(qiángdù)的分類第七頁，共129頁。①強度(qiángdù)的定義材料的強度(qiángdù)是指材料抵抗外加載荷而不致失效破壞的能力。第八頁，共129頁。②強度(qiángdù)的分類按材料所抵抗外力作用(wàilìzuòyònɡ)的形式分按材料所處環(huán)境溫度分第九頁，共129頁。A.按材料所抵抗(dǐkàng)外力作用的形式分抵抗(dǐkàng)靜止外力的靜強度抵抗(dǐkàng)沖擊外力的沖擊強度抵抗(dǐkàng)交變外力的疲勞強度第十頁，共129頁。低碳鋼拉伸應力—應變(yìngbiàn)曲線常用拉伸試樣(圓截面):標距長度：l=10d或5d施加拉伸載荷F，記錄(jìlù)F—l曲線;或(=F/A)—(=l/l)曲線。dlFF第十一頁，共129頁。材料(cáiliào)的力學性能實驗室第十二頁，共129頁。電子(diànzǐ)拉力試驗機第十三頁，共129頁。實驗(shíyàn)過程第十四頁，共129頁。實驗過程(guòchéng)分解第十五頁，共129頁。實驗(shíyàn)結果第十六頁，共129頁。實驗結果(jiēguǒ)分析第十七頁，共129頁。低碳鋼拉伸(lāshēn)應力—應變曲線:四個階段：彈性階段：卸載后變形可恢復。屈服階段：變形迅速增大，材料似乎失去抵抗變形的能力。強化(qiánghuà)階段：恢復抵抗變形的能力。頸縮階段：到k點發(fā)生斷裂。sopesybk頸縮k'e

彈性

屈服

強化

頸縮第十八頁，共129頁。疲勞(píláo)破壞指金屬材料在小于屈服(qūfú)極限的循環(huán)載荷長期作用下發(fā)生破壞的現象。在疲勞斷裂時，不產生明顯的塑性變形，斷裂是突然發(fā)生的，具有很大的危險性。第十九頁，共129頁。疲勞斷裂引起的空難達每年(měinián)100次以上國際民航組織(ICAO)發(fā)表的“涉及金屬疲勞斷裂的重大飛機失事調查”指出：80年代(niándài)以來，由金屬疲勞斷裂引起的機毀人亡重大事故，平均每年100次。Int.J.Fatigue,Vol.6,No.1,2004第二十頁，共129頁。疲勞(píláo)對工程技術的影響工程實際中發(fā)生的疲勞斷裂破壞，占全部力學破壞的50-90%，是機械、結構失效的最常見(chánɡjiàn)形式。因此，工程技術人員必須認真考慮可能的疲勞斷裂問題。第二十一頁，共129頁。B.按材料(cáiliào)所處環(huán)境溫度分常溫下抵抗外力(wàilì)的常溫強度高溫下抵抗外力(wàilì)的高溫強度低溫下抵抗外力(wàilì)的低溫強度第二十二頁，共129頁。溫度(wēndù)的影響及“蠕變”通常隨著溫度升高，金屬(jīnshǔ)的強度降低而塑性增加。金屬(jīnshǔ)材料在高溫長期工作時，在一定應力下，會隨著時間的延長，緩慢并且不斷地發(fā)生塑性變形，稱為“蠕變”現象。第二十三頁，共129頁。2.硬度硬度是指固體材料對外界物體機械作用的局部抵抗能力。硬度是反映材料彈性、強度與塑性(sùxìng)等的綜合性能指標。第二十四頁，共129頁。3.塑性材料的塑性是指材料受力時，當應力超過屈服點后，能產生顯著(xiǎnzhù)的變形而不即行斷裂的性質。塑性∝可加工性﹠避免突然斷裂第二十五頁，共129頁。4.沖擊韌性材料的抗沖擊能力常以使其破壞所消耗的功或吸收的能除以試件的截面面積來衡量(héngliáng)，以αk表示，單位j/c㎡。理解：材料在外加動載荷突然襲擊時的一種及時并迅速塑性變形的能力。第二十六頁，共129頁。二.物理性能密度、熔點、比熱容、熱導率、線膨脹系數、導電性、磁性(cíxìng)、彈性模量與泊松比。第二十七頁，共129頁。三.化學(huàxué)性能耐腐蝕性抗氧化性第二十八頁，共129頁。1.耐腐蝕性金屬和合金對周圍介質，如大氣、水氣(shuǐqì)、各種電解液侵蝕的抵抗能力叫做耐腐蝕性。第二十九頁，共129頁。2.抗氧化性在熱加工的高溫(gāowēn)條件下抵抗氧化性介質氧化的能力。氧化性介質如水蒸氣、CO2、SO2等。第三十頁，共129頁。四.加工(jiāgōng)工藝性能可鑄性可鍛性焊接(hànjiē)性可切削加工性第三十一頁，共129頁。1.可鑄性指液體金屬(jīnshǔ)的流動性和凝固過程中的收縮和偏析傾向。偏析：合金凝固時化學成分的不均勻析出。常用金屬(jīnshǔ)材料中，灰鑄鐵和錫青銅鑄造性較好。第三十二頁，共129頁。2.可鍛性指金屬承受壓力加工而變形(biànxíng)的能力，塑性好的材料，鍛壓所需外力小，可鍛性好?？删勑浴靥嫉暮俊T鐵是脆性材料，不能鍛壓加工。第三十三頁，共129頁。3.焊接性指能用焊接(hànjiē)方法使兩塊金屬牢固的連接，且不發(fā)生裂紋，具有與母體材料相當的強度，這種能熔焊的性能稱焊接(hànjiē)性。低碳鋼具有優(yōu)良的焊接(hànjiē)性。第三十四頁，共129頁。4.可切削(qiēxiāo)加工性指金屬(jīnshǔ)易于刀具的切削?；诣T鐵和碳鋼都易于切削。第三十五頁，共129頁。第2節(jié)黑色金屬(hēisèjīngshǔ)材料碳鋼與鑄鐵(zhùtiě)奧氏體與不銹鋼第三十六頁，共129頁。一.碳鋼與鑄鐵(zhùtiě)鐵碳合金鐵(95%~)碳(0.05%~4%)雜質元素(1%左右)第三十七頁，共129頁。一.碳鋼與鑄鐵(zhùtiě)含碳量純鐵(~0.02%)鋼(0.02%~2%)鑄鐵(2%~)第三十八頁，共129頁。一.碳鋼與鑄鐵(zhùtiě)碳鋼鑄鐵(zhùtiě)第三十九頁，共129頁。1.碳鋼碳鋼的耐腐蝕性能碳鋼的分類與編號碳鋼的品種(pǐnzhǒng)及規(guī)格第四十頁，共129頁。A.碳鋼的耐腐蝕性能碳鋼在大氣和水中易生銹,但它對諸多環(huán)境,如堿性溶液(róngyè)、各類氣體、液態(tài)金屬、有機液體等的耐腐蝕性良好。第四十一頁，共129頁。B.碳鋼的分類(fēnlèi)與編號碳鋼的分類(fēnlèi)碳鋼的編號第四十二頁，共129頁。a)碳鋼的分類(fēnlèi)按用途分建筑鋼結構鋼彈簧鋼軸承鋼工具鋼特殊性能鋼按含碳量分低碳鋼中碳鋼高碳鋼按脫氧方式分鎮(zhèn)靜鋼沸騰鋼按品質分普通鋼優(yōu)質鋼高級優(yōu)質鋼第四十三頁，共129頁。b)碳鋼的編號(biānhào)普通(pǔtōng)碳素鋼優(yōu)質碳素鋼高級優(yōu)質鋼第四十四頁，共129頁。鐵碳合金的組織(zǔzhī)結構金屬(jīnshǔ)的組織與結構在1500倍顯微鏡下觀察到的顯微組織，即金屬(jīnshǔ)的金相組織。金相組織結構直接影響金屬(jīnshǔ)材料的性質。細片狀石墨(shímò)：次之粗片狀石墨：差球狀石墨：強度最好45第四十五頁，共129頁。純鐵在不同(bùtónɡ)溫度下的晶體結構46第四十六頁，共129頁。47第四十七頁，共129頁。純鐵的同素異構轉變(zhuǎnbiàn)γ-Feα-Fe910℃（面心立方(lìfāng)晶格）（體心(tǐxīn)立方晶格）固態(tài)下鐵原子重新排列48第四十八頁，共129頁。鐵與碳的相互(xiānghù)關系和碳鋼的基本組織鐵碳關系：固溶態(tài)，化合態(tài)，混合態(tài)固溶：元素于固態(tài)下相互溶解(róngjiě)，保持溶劑晶格原來形式。

（1）鐵素體（F）體心立方晶格（α-Fe）+C鐵素體

（固溶體）塑性(sùxìng)好，強度低。49第四十九頁，共129頁。（2）奧氏體（A）面心立方(lìfāng)晶格+C奧氏體

（固溶體）—韌性(rènxìnɡ)好，強度高。50第五十頁，共129頁。——鐵碳關系之二：化合態(tài)C+Fe→Fe3CFe3C稱為滲碳體。性能特點:.硬，脆；.在一定條件下可以(kěyǐ)分解（3）滲碳體（C）游離(yóulí)石墨+鐵。滲碳體的作用：少量滲碳體散布在鐵素鐵中（總含c量﹤2%）成為碳素鋼。提高(tígāo)了強度和硬度，可軋制成鋼材。51第五十一頁，共129頁。鐵碳合金(héjīn)中含碳量﹥2%時，部分碳以石墨形式存在于其中，即所謂鑄鐵。組織結構特點——性能特點：石墨性軟、強度極低，相當于鑄鐵中存在許多孔洞。鐵碳關系(guānxì)之三——游離態(tài)52第五十二頁，共129頁。碳鋼中雜質(zázhì)對其性能的影響1）.錳(Mn)來源——在冶煉過程中加入錳鐵。作用——鋼材中錳含量(hánliàng)高于0.8%時，即為合金元素存在——提高強度。是有益元素。2）.硫(S)來源——礦石和焦炭。存在形式：FeS。作用——FeS的熔點低于鋼材熱加工開始溫度，它過早熔化，導致工件開裂，稱為熱脆性。有害元素！53第五十三頁，共129頁。3).磷(P)來源——礦石。作用——溶于鐵素體，使鋼材常溫下脆性增加，塑性、韌性下降，即所謂“冷脆性”。有害元素！4）.氫(H)來源——鋼由高溫(gāowēn)奧氏體冷至常溫時，氫的溶解度降低，來不及到鋼的表面逸出而積聚，并產生高壓力，在鋼材內產生“白點”?！鞍c”——裂紋源有害元素！54第五十四頁，共129頁。

鋼的熱處理熱處理工藝實例：※縫紉用鋼針在火上燒，再慢慢冷下來后變軟；※泵軸調質—內韌外硬；※扁鏟淬火(cuìhuǒ)—提高硬度和韌性；※容器焊后退火—消除內應力；……熱處理工藝(gōngyì)曲線：55第五十五頁，共129頁。（1）常用(chánɡyònɡ)熱處理工藝緩慢加熱，保溫一定時間后隨爐冷卻（曲線1）--退火；空氣中冷卻（曲線2）--正火；作用：①降低硬度(yìngdù)，增加塑性，改善機械性能；②使組織均勻化，消除內應力。56第五十六頁，共129頁。緩慢加熱，保溫一定時間淬火劑中冷卻（曲線3）；淬火劑:水，鹽水---用于碳鋼；油---用于合金鋼。作用：提高硬度(yìngdù)、強度和耐磨性。淬火(cuìhuǒ)第五十七頁，共129頁。淬火后再進行(jìnxíng)一次較低溫度的加熱與冷卻。作用：消除內應力，穩(wěn)定組織，滿足技術要求?；鼗鹩址譃椋旱蜏鼗鼗穑?50～250）；中溫回火（300～450）；高溫回火（500～680。淬火+高溫回火稱為調質(diàozhì)處理。效果：強度、塑性、韌性均提高?；鼗?huíhuǒ)第五十八頁，共129頁。（2）化學熱處理--將零件放在化學介質中進行加熱-保溫-冷卻(lěngquè)的過程。使零件表面改性。方式：滲碳，滲氮，滲鉻，氰化等。59第五十九頁，共129頁。①普通(pǔtōng)碳素鋼含P、S等有害雜質較多（S≤0.055%P≤0.045%)常用有：Q215-A,Q235-A,Q235-A.F#Q235-B,#Q235-C,Q275式中:Q—普通碳鋼，“屈服”的拼音首位字母(zìmǔ)。235——材料屈服點（MPa)A,B,C,D——鋼材質量等級，越后越高。F——沸騰鋼第六十頁，共129頁。①普通(pǔtōng)碳素鋼依據國家標準GB221-2000,牌號中化學元素——化學符號或漢字表示；產品用途、冶煉和澆鑄(jiāozhù)方法——漢字或漢語拼音字母表示。例如：沸騰鋼——F或沸灰口鑄鐵——HT或灰鐵鑄鋼——ZG鍋爐鋼——g或鍋容器鋼——R或容第六十一頁，共129頁。①普通(pǔtōng)碳素鋼普通(pǔtōng)碳素鋼——Q235-A,F沸騰鋼類別(lèibié)為A鋼材屈服點(MPa)屈服點屈字的拼音首位字母第六十二頁，共129頁。②優(yōu)質(yōuzhì)碳素鋼含硫、磷等雜質較少，均0.04%，雜質少，組織均勻，表面質量好。常用有：08,10,15,20,20g,20R,30Mn,40Mn等。式中數字--含c量的萬分數(fēnshù);g--鍋爐鋼；R--容器鋼；Mn---含錳元素約1%。第六十三頁，共129頁。例：優(yōu)質(yōuzhì)碳素鋼——08F20R沸騰鋼含碳量為0.08%；容器(róngqì)鋼含碳量為0.2%第六十四頁，共129頁。③高級(gāojí)優(yōu)質鋼磷硫雜質(zázhì)極少P,s含量≤0.03%。表示法：如20A第六十五頁，共129頁。低合金(héjīn)鋼——16MnR16——含碳量0.16%；Mn——合金(héjīn)元素；R——容器鋼。特殊性能鋼——1Cr18Ni91——含碳量0.1%（千分數）；Cr,Ni——主要合金(héjīn)元素；18——含鉻量18%；9——含鎳量9%。66第六十六頁，共129頁。C.碳鋼的品種(pǐnzhǒng)及規(guī)格鋼板(gāngbǎn)鋼管型鋼鑄鋼和鍛鋼第六十七頁，共129頁。a.鋼板薄鋼板(gāngbǎn)：0.2mm~4mm厚鋼板(gāngbǎn)：4mm~6mm;6mm~30mm;30mm~60mm冷軋、熱軋第六十八頁，共129頁。b.鋼管無縫鋼管(wúfèngɡānɡɡuǎn)有縫鋼管水、煤氣管分鍍鋅（白鐵管）和不鍍鋅（黑鐵管）。第六十九頁，共129頁。c.型鋼圓鋼(yuánɡānɡ)：軸方鋼：軸、梁扁鋼：槳葉角鋼：支架工字鋼：梁槽鋼：限位梁第七十頁，共129頁。d.鑄鋼(zhùɡānɡ)和鍛鋼具有較好的鑄造性和鍛壓性，方便鑄、鍛成型(chéngxíng)。符號：ZG第七十一頁，共129頁。2.鑄鐵鐵+(2.5～4.0%)碳+Si、Mn、P、S等雜質典型(diǎnxíng)的脆性材料，抗拉強度低，但具有良好的鑄造性、耐磨性、減震性和切削加工性。價格便宜第七十二頁，共129頁。2.鑄鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵(qiúmò-zhùtiě)高硅鑄鐵高鎳鑄鐵第七十三頁，共129頁。A.灰鑄鐵如HT150-330,HT200-400HT---灰鑄鐵第一個數字---抗拉強度（MPa)第二個數字---抗彎強度（MPa)特點：斷口呈灰色，石墨呈片狀；質脆，耐磨，抗壓不抗拉，可鑄性好，易切削；吸音減振，某些(mǒuxiē)介質中耐腐蝕性好。第七十四頁，共129頁。B.球墨鑄鐵(qiúmò-zhùtiě)如QT450-10.QT---球墨鑄鐵450---抗拉強度（MPa)10----延伸率（%）特點：碳以球狀石墨(shímò)存在，可鑄性好，易切削；強度高，較好的塑性和韌性。第七十五頁，共129頁。二.奧氏體不銹鋼不銹---耐大氣腐蝕；耐酸---耐酸及強腐蝕性介質的腐蝕。常用品種(pǐnzhǒng)：鉻不銹鋼---如1Cr13,2Cr13,0Cr13等。第一個數字---含碳量的千分數；Cr13---含鉻13%。組織成分:鉻固溶于鐵素體的晶格中形成固溶體。第七十六頁，共129頁?！安讳P”的原因(yuányīn)在氧化性介質中，鉻能生成一層穩(wěn)定而致密的氧化膜，對鋼材起保護作用。鉻的作用：能提高耐腐蝕性能。實際鉻不銹鋼的平均(píngjūn)含鉻量≥13%。能提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強度、硬度和耐磨性，而塑性、韌性降低。用作受載荷大的耐蝕零件，如軸類，活塞桿、螺栓、浮閥等。第七十七頁，共129頁。碳的作用(zuòyòng)---與鉻生成碳化鉻(Cr23C6)，消耗(xiāohào)大量的鉻。為保證耐腐蝕性能，不銹鋼中碳含量越低越好。第七十八頁，共129頁。鉻鎳不銹鋼常用鉻鎳不銹鋼:0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti式中0---含碳量的千分數；（見表1-5）Cr18---含鉻量18%左右；Ni9---含鎳量9%左右。通常以鉻鎳平均含量“18-8”標志這種鋼。組織特征：C、Cr、Ni固溶于奧氏體晶格(jīnɡɡé)中，是單一的奧氏體組織。第七十九頁，共129頁。第3章設備(shèbèi)材料及防腐蝕第3節(jié)有色金屬(yǒusèjīnshǔ)材料第八十頁，共129頁。第3節(jié)有色金屬(yǒusèjīnshǔ)材料非鐵金屬：鐵以外的金屬，也稱有色金屬。有色金屬有很多優(yōu)越的特殊性能(xìngnéng)，但價格比較昂貴。名稱代號銅T黃銅H青銅Q鋁L鉛Pb鑄造合金Z軸承合金Ch第八十一頁，共129頁。第3節(jié)有色金屬(yǒusèjīnshǔ)材料鋁及其合金(héjīn)Al銅和銅合金(héjīn)Cu鈦及其合金(héjīn)Ti鎳及其合金(héjīn)Ni鉛及其合金(héjīn)Pb第八十二頁，共129頁。一.鋁及其合金(héjīn)變形(biànxíng)鋁合金鑄造鋁合金第八十三頁，共129頁。一.鋁及其合金(héjīn)密度小，體輕；導電、導熱性好。不產生火花(huǒhuā)；塑性高，強度低；易冷加工，可焊，可鑄；耐低溫；一定的耐腐蝕性；不污染食物。第八十四頁，共129頁。1.變形(biànxíng)鋁合金工業(yè)(gōngyè)純鋁防銹鋁第八十五頁，共129頁。a.工業(yè)(gōngyè)純鋁工業(yè)高純鋁：耐腐蝕——L01，L02（濃硝酸(xiāosuān)設備）；工業(yè)純鋁：耐腐蝕、防污染、抗硫化—L1，L2，L4（換熱器，塔，儲罐，深冷設備等）。第八十六頁，共129頁。b.防銹鋁防銹鋁：鋁鎂合金or鋁錳合金——LF，耐潮濕大氣的腐蝕，足夠塑性，強度比純鋁高。用來制造深冷設備、分離(fēnlí)塔、容器、換熱器等。第八十七頁，共129頁。2.鑄造(zhùzào)鋁合金鑄造(zhùzào)鋁：鋁和硅的合金——ZL鑄鋁的鑄造(zhùzào)性、流動性較好，表面能夠生成Al2O3、SiO2保護膜，所以耐腐蝕性較好。泵，閥門，離心機、氣缸、活塞等硬幣第八十八頁，共129頁。二.銅和銅合金純銅銅合金第八十九頁，共129頁。1.純銅（紫銅(zǐtóng)）特性：1）塑性好，導電性好，導熱好；2）低溫下保持較高塑性和沖擊韌性；3）耐低濃度酸。用場：深冷裝置、密封墊片、管材、熱交換器。常用材料(cáiliào)：T2，T3，T4，TUP（用磷脫氧的無氧純銅）。第九十頁，共129頁。2.銅合金黃銅白銅(báitóng)青銅第九十一頁，共129頁。a.黃銅(huánɡtónɡ)銅與鋅的合金(héjīn)。特性：鑄造性能好；較高的力學性能；易切削加工；可焊接；耐蝕性較好；有應力腐蝕開裂傾向?；こＳ貌牧希篐80,H68,H62等。銅含量(hánliàng)%代號92第九十二頁，共129頁。b.白銅(báitóng)簡單白銅：銅鎳合金，鎳的含量≤50%復雜白銅：銅鎳合金，加入(jiārù)錳、鐵、鋅……白銅是工業(yè)銅合金中耐腐蝕性能最好的。與海水接觸的管道第九十三頁，共129頁。c.青銅(qīngtóng)常用材料(cáiliào)：錫青銅（銅錫合金）——鑄造錫青銅用場較多。特點：良好的耐腐蝕性，耐磨性。用場：泵殼，軸承，渦輪，閥門等。第九十四頁，共129頁。三.鈦及其合金(héjīn)特點(tèdiǎn)：1）密度不大而強度高；2）耐腐蝕性能近乎或超過不銹鋼；3）耐熱。用場：航空工業(yè)，海水淡化系統(tǒng)。第九十五頁，共129頁。第4節(jié)非金屬材料無機(wújī)非金屬材料有機非金屬材料第九十六頁，共129頁。一.無機(wújī)非金屬材料化工陶瓷化工搪瓷輝綠巖鑄石(zhùshí)玻璃第九十七頁，共129頁。1.化工(huàgōng)陶瓷特點(tèdiǎn)：1）良好的耐腐蝕性能；2）足夠的不透性、耐熱性；3）一定的機械強度；4）性脆易裂，導熱性差。用場：化工陶瓷設備及管道，管件等。第九十八頁，共129頁。2.化工(huàgōng)搪瓷含高硅的瓷釉經900℃煅燒，密著在金屬胎表面而成。特點：1）優(yōu)良(yōuliáng)的耐腐蝕性能；2）優(yōu)良(yōuliáng)的電絕緣性能；3）易碎裂。用場：搪瓷設備，如反應釜、儲罐、換熱器、塔、閥門等。第九十九頁，共129頁。二.有機(yǒujī)非金屬材料工程塑料涂料(túliào)不透性石墨第一百頁，共129頁。1.工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)高分子合成樹脂+填料——提高力學性能；增塑劑——降低硬度和脆性；穩(wěn)定劑——延緩老化(lǎohuà)；固化劑——加快固化速度。第一百零一頁，共129頁。1.工程塑料(ɡōnɡchénɡsùliào)特點(tèdiǎn)：1）良好的耐腐蝕性能；2）一定的機械強度；3）密度不大；4）價格較低。第一百零二頁，共129頁。2.涂料(túliào)高分子膠體的混合物溶液。用途：設備防腐常用(chánɡyònɡ)涂料：防銹漆；底漆；大漆；環(huán)氧樹脂漆；酚醛樹脂漆。第一百零三頁，共129頁。3.不透性石墨(shímò)各種樹脂侵汲石墨，消除孔隙而成。特點：較高的化學穩(wěn)定性和良好(liánghǎo)的導熱性，熱膨脹系數小，耐溫度急變性好；不污染介質；加工性能好，相對密度??；力學性能較低，性脆。用場：腐蝕性強的換熱器；泵，管道，機械密封環(huán)，爆破片等。第一百零四頁，共129頁。第5節(jié)設備材料(cáiliào)的腐蝕與防護金屬(jīnshǔ)的腐蝕金屬(jīnshǔ)腐蝕損傷與破壞的形式金屬(jīnshǔ)設備的防腐蝕措施第一百零五頁，共129頁。一.金屬(jīnshǔ)的腐蝕金屬遇到干燥氣體(qìtǐ)或非電解質溶液發(fā)生的腐蝕。特點：1）腐蝕產物在金屬表面；2）腐蝕過程中無電流產生。第一百零六頁，共129頁。一.金屬(jīnshǔ)的腐蝕腐蝕產物特性：1）致密而穩(wěn)定，與金屬結合牢固——鈍化膜——鈍化作用(zuòyòng)；2）不穩(wěn)定，與金屬結合不牢固——脫落——活化作用(zuòyòng)。第一百零七頁，共129頁。一.金屬(jīnshǔ)的腐蝕金屬(jīnshǔ)腐蝕的評定方法：1）質量變化評定法——試驗測定，單位表面、單位時間腐蝕引起的質量變化量。2）腐蝕深度評定法——用每年金屬(jīnshǔ)厚度的減少量表示腐蝕速度。第一百零八頁，共129頁。一.金屬(jīnshǔ)的腐蝕化學腐蝕(fǔshí)電化學腐蝕(fǔshí)電化學腐蝕(fǔshí)的過程第一百零九頁，共129頁。1.化學(huàxué)腐蝕金屬(jīnshǔ)的高溫氧化鋼的脫碳氫脆氫腐蝕第一百一十頁，共129頁。B.鋼的脫碳溫度(wēndù)＞700℃時——脫碳作用。脫碳反應：Fe3C+O2=3Fe+CO2Fe3C+CO2=3Fe+COFe3C+H2O=3Fe+CO+H2力學性能下降。第一百一十一頁，共129頁。C.氫脆以原子狀態(tài)侵入(qīnrù)鋼材內部，聚集，使鋼變脆。與氫在鋼中的溶解度成正比。第一百一十二頁，共129頁。D.氫腐蝕(fǔshí)——發(fā)生(fāshēng)化學反應：Fe3C+2H2=3Fe+CH4第一百一十三頁，共129頁。D.氫腐蝕(fǔshí)危害：1）甲烷在晶界聚集，成為裂紋源；2）甲烷在鋼材(gāngcái)表面鼓泡，降低力學性能；3）滲碳體還原為鐵素體，體積減小，產生組織應力，促進裂紋擴展。又提供氫和甲烷聚集條件，加重氫侵蝕——鋼材(gāngcái)組織成為網格。第一百一十四頁，共129頁。發(fā)生(fāshēng)電化學腐蝕必備條件：同一金屬中有不同電位的組織成分或存在不同電位的金屬；陽極和陰極互相(hùxiāng)連接；陽極和陰極同處在連通的電解液中。第一百一十五頁，共129頁。二.金屬腐蝕損傷(sǔnshāng)與破壞的形式均勻腐蝕(fǔshí)局部腐蝕(fǔshí)點腐蝕(fǔshí)晶間腐蝕(fǔshí)應力腐蝕(fǔshí)第一百一十六頁，共129頁。二.金屬腐蝕(jīnshǔfǔshí)損傷與破壞的形式危險性較小，壁厚有保證(bǎozhèng)即可。危險性較大，隱蔽；穿孔泄漏；