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金屬高溫腐蝕原理及應對

金屬高溫腐蝕原理及應對

  • 分類:行業資訊
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  • 來源:
  • 發布時間:2019-01-26
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【概要描述】?在低溫下,金屬的腐蝕多是濕腐蝕,即液體電解質溶液中發生的腐蝕。在高溫狀態下,金屬是在干燥氣體和高溫氣體中產生的,最常見的腐蝕是高溫氧化腐蝕?,F代化的冶金工業、煉油和石化工業、航空航天工業、核電和火電工業、熱處理工業、汽車工業、紙漿和造

金屬高溫腐蝕原理及應對

【概要描述】?在低溫下,金屬的腐蝕多是濕腐蝕,即液體電解質溶液中發生的腐蝕。在高溫狀態下,金屬是在干燥氣體和高溫氣體中產生的,最常見的腐蝕是高溫氧化腐蝕?,F代化的冶金工業、煉油和石化工業、航空航天工業、核電和火電工業、熱處理工業、汽車工業、紙漿和造

  • 分類:行業資訊
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  • 來源:
  • 發布時間:2019-01-26
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    在低溫下,金屬的腐蝕多是濕腐蝕,即液體電解質溶液中發生的腐蝕。在高溫狀態下,金屬是在干燥氣體和高溫氣體中產生的,最常見的腐蝕是高溫氧化腐蝕?,F代化的冶金工業、煉油和石化工業、航空航天工業、核電和火電工業、熱處理工業、汽車工業、紙漿和造

紙等行業都大量存在著高溫氧化問題,高溫腐蝕防護的需求對涂料工業提出了全新的要求。

 (一)高溫氧化

    高溫氧化的第一步是氧吸附在金屬表面上隨后是氧化物形核和晶核長大,生成覆蓋金屬基體的連續氧化膜。膜厚的增加,微裂紋、宏觀裂紋和孔洞等缺陷就可能在膜中發展,而使氧化膜失去保護性。缺陷的存在也使氧可以很容易地到達金屬基體而引起進一步的氧化。

    氧化膜所提供的保護程度的一個重要參數是PB  (Pilling-Bedworth)比,即生成氧化物的體積與所消耗的金屬體積比.當PB比稍大于1時,耐氧化性最為理想。

  此外,保護性高的氧化膜應具有高熔點、低蒸氣壓,膨脹系數應接近于金屬的膨脹系數,還要具有良好的抗破裂高溫塑性、低電導率、對金屬離子和氧的低擴散系數等。

    金屬在高溫氣體中的腐蝕也是一個電化學過程,陽極反應是金屬離子化,它在膜與金屬界面發生,可以看作是陽極。陰極反應(氧的離子化)是在膜與氣體界面發生,那里相當于陰極。電子和離子(金屬離子和氧離子)在膜中兩極之間流動金屬基體的電化學反應

M十1/2 O?→MO,可以通顏個基本的、獨立的反應進行。

  陽極反應:      M→M2+十2e-

  陰極反應:     1/2 O?+ 2e- →O2-

    與低溫濕腐蝕相比,兩者較為相似。但是兩者還是有區別的,在電解質溶液中金屬與水結合為水合離子,氧變成O H-的反應也需要水或水合離子參加;在高溫腐蝕中,氧則直接離子化。

 (二)硫化

    除了高溫氧化腐蝕外,硫化也是高溫腐蝕的一種機理。硫化與含硫化合物污染的存在有很大關系。在煉油工業中,由于有機硫化合物如硫醇、多硫化物以及元素硫等,在所有原油中都以不同濃度存在著。在精煉過程中,它們都部分地轉化硫化氫。在260~288℃時,當有氫存在時硫化氫變得極具腐蝕性。提高溫度和硫化氫含量一般會導致更快的破壞速率。當溫度升高55℃時,硫化速率將會加倍。在火力發電廠的脫硫裝置中,煙道中存在著含SO2的酸性氣,.同時溫度高達140 ~180℃,需要使用特殊的襯里材料乙烯醋玻璃鱗片涂料。

 (三)碳化

    高溫下當金屬暴露在一氧化碳、甲烷、乙烷或其它碳氫化合物中時,會發生碳化。碳化通常只在815℃以上的溫度范圍時才會發生。在石化工業中,碳化比較普遍,比如乙烯裂解爐的爐管溫度高達1150℃

 (四)粉化

      金屬的粉化也是高溫腐蝕的一種形式,它與碳化有關,其腐蝕產物為細小的粉末,它們由碳化物、氧化物和石墨組成。腐蝕形態為局部點蝕或相對均勻的腐蝕破壞。金屬發生碳化的典型溫度區間是425一815℃。金屬粉化一般與富含一氧化碳和氫的氣流有關。

 (五)其它高溫腐蝕

      除了以上高溫腐蝕機理和現象外,還有氮化、氣態鹵素腐蝕和熔鹽腐蝕等,以及高溫腐蝕表面形成的燃灰或鹽的沉積,又會導致保護性表面氧化物的破壞和高速腐蝕。

   

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