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序論:在您撰寫防腐蝕工程論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
對防腐蝕預制場地、成品和半成品堆放區及運輸過程標準化的目的,就是在保證質量、節約用地的基礎上盡可能地實現生產的連續性、便捷性,減少勞動力投入、減輕大體力勞動、提高施工效率,減少管理工作量,實現標準化程序管理防腐蝕施工環境、場地一般比較惡劣,雨、雪、霧、大風、灰塵、有毒有害揮發物都會影響到正常的施工進度、質量,如果能設計一整套滿足多變環境下正常防腐蝕需要的施工場地、轉運場地、臨時堆放場地,且不影響或者對其他關鍵工序影響甚微,將極大地降低成本、提高效率和效益、工程質量也會得到大幅提升。防腐蝕施工場地標準化沒有固定的形式,需要因地制宜,其功能實現是大體相同的。進、出場堆放點可以設置在同一區域不同位置上,方便實現裝卸、轉運功能,成品和半成品應設置在上風向,可避免灰塵帶來的二次污染、保證前處理和防腐蝕作業的環境符合要求。半成品堆放應分類并標準化標識,堆放時應用標準化的草繩、木方進行隔、墊、防止磕碰損傷防腐層;要有防止地面泥、業主方在防腐蝕工程中的標準化管理呂小鵬(中海石油煉化公司惠州煉化分公司,廣東惠州516086)摘要:防腐成本越來越高,工期要求越來越緊,管理難度越來越大,實現防腐蝕工程管理的標準化才是降低成本、提高效率,提升效益和保證質量的關鍵所在。關鍵詞:防腐蝕標準化;施工管理;設計;工場地設計水、油污二次污染的標準化措施:如加高材料堆放時距離地面的高度、硬化地面并遮蓋等等,二次污染往往給后續工作造成大面積的麻煩,增加相當大的工作量,必須要求承包商嚴格落實措施。除銹平臺應設置在相對高點,下風向,遠離其他作業區;最好是封閉式平臺,達到防雨、雪、霧的功能,內部可以設置通風、除濕、增溫裝置,以備趕工期間施工環境的改善。涂裝平臺應設置在除銹平臺的上風向,能有效減輕勞動強度,便于作業人員涂裝,遠離灰塵區域、無明火、無儲存易燃易爆區域,設置明顯防火、防爆提示。涂裝平臺應高于地面300-500mm,地面應無灰塵、無泥水存在,軌道要潔凈平整、無塌陷。
2防腐蝕施工標準化
2.1拋丸除銹防腐蝕預制流水作業線標準化
采用拋丸除銹防腐蝕作業線場地環境相對較好:污染小、灰塵少、勞動強度小、作業效率高、施工質量可靠、穩定,長期成本最低,是大規模防腐蝕施工的最佳選擇。標準化的重點在于:拋丸機操作程序標準化,廠房標準化、噴涂或輥涂施工標準化,防雨、露、霧、風、雪標準化程序,標識移植標準化管理細則,夜間作業程序標準化。業主方要協調、指導、幫助承包商安排好防腐蝕預制材料進場、出場的程序、確保整個施工期的平衡與平穩;指導承包商做好防污染、防雨、雪、霧、露等措施,尤其要注意鋼管類要配套管帽,以防止鋼丸進入鋼管內部難于清理;作業、轉運軌道要牢固、穩定、距離地面高度300-500mm以上;拋丸前必須采用噴碼或者油漆記號進行材料標識移植,地面應硬化或者潔凈無灰塵,預制鋼部件要清理焊疤、焊瘤、藥皮,拋丸除銹進、出口應設置廠房,廠房應能滿足多變天氣下的防腐蝕預制作業需要;如果沒有配備廠房,則要提前在良好天氣下督促承包商對進度進行超前安排,防止因天氣原因影響不能按時完成進度要求。
2.2高壓空氣噴砂除銹防腐蝕預制流水作業標準化
高壓空氣噴砂除銹防腐蝕現場環境非常惡劣,灰塵大、噪音大、預制管防護措施費用高、效率低、極易受天氣影響進度,嚴重影響周邊焊接、切割、安裝等預制工序。目前這種方式只適用于小工作量、受工作面條件及不能拋丸部件、有特殊要求一次完成的的防腐蝕施工,轉運、堆放成本較高、防腐蝕預制品二次清理費用高等等。這種作業方式需要標準化的地方有:采用銅礦渣等不易產生大量灰塵的磨料;設立半封閉式或封閉式噴砂環境;根據要求做好除塵、增溫、除濕措施;建設易于轉運的軌道、和遠離噴砂場地的堆放點,噴涂軌道高度300~500mm,且地面硬化且無灰塵、泥、水、油污等。
2.3手工現場防腐蝕作業的標準化
手工現場防腐蝕施工是非常難于管理的,現場手工施工存在環境復雜、條件眾多、施工難度強度較大、施工方法不統一等問題。針對這些問題,建立一個簡單、并符合各項施工條件、盡可能降低施工人員強度和難度的標準化施工方法是手工現場防腐蝕作業成功的關鍵,也就是標準化的施工習慣,解放各方的管理強度、幫助施工人員以標準化的施工方法解決復雜的、難以適應的各種管理條件,以簡單的方式解決復雜的施工問題,以簡單重復的方式解決大強度、大難度施工,且不易出現偏差,質量、進度均得到了有效的提升,還可以避免很多成本的浪費。手工現場的防腐蝕包括:補口、補傷作業,大面積涂裝作業。要形成三個標準要求:標準的作業工具、標準的作業程序、標準的作業結果。手工現場防腐蝕標準化的重點是:工裝、勞保標準化,施工工具標準化,打磨等表面處理效果標準化、補口補傷樣式標準化、涂裝方法標準化。
3結語
關鍵詞:建筑工程 防腐技術 施工 材料
中圖分類號:TU 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0745(2012)08-0188-01
防腐技術專業性強且系統學科,包括環境分析、材料選用、施工工藝改進、設計優化、使用與維護等內容,在應用過程中需要結合具體情況采取適當的防腐蝕措施。
一、建筑工程防腐技術的一般思路
做好防腐工作,一般要考慮以下幾點因素。第一,認真檢測工程中腐蝕性介質的化學成分、濃度、溫度以及作用范圍,并根據其腐蝕特點,選擇合適的建筑結構形式以及防腐做法。第二,防腐材料的選擇要因地制宜,不但要滿足工程耐腐蝕要求,而且要充分考慮紫外線、高低溫等自然因素造成的老化、變形等。第三,防腐方案應有整體性,注意細部構造,避免局部處理薄弱造成結構腐蝕。第四,防腐技術講究美觀性,一個沒有美的建筑是無法想象的,因此在整理好工程防腐技術方案后,一定要把美這個元素考慮在內。
二、建筑工程防腐蝕技術的一般內容
任何工程結構的最佳使用壽命是與合理的防腐蝕措施相對應的,而良好的防腐蝕措施是諸多因素綜合完成的。因此,當今工程結構的防腐蝕技術工作都是從以下幾個方面考慮和完成的:創造良好的工況環境,緩解腐蝕因素;合理選用相關工況條件下的防腐蝕材料,選擇經濟合理的防腐蝕方案;從防腐蝕角度考慮,合理技術結構;從防腐蝕角度,正確制定施工建造工藝,合理使用與維修保養。
三、建筑工程技術與施工中防腐策略
1.良好工程環境的創設。有效的防腐蝕技術需要建立在充分了解建筑物所處周邊環境的基礎上,全面分析能夠引起結構腐蝕的因素和引起腐蝕的基本原理。技術人員應充分了解生產工藝資料,周密考慮防腐蝕技術方案,才能有效地防止腐蝕損失。一般評定環境因素有化學物質、土壤、氣候、濕度等。設備和設施的正常運行與良好的工況環境也是分不開的,也是工程項目設計之初就應當考慮的問題,可以說防腐的好壞,很大程度上影響了設備和設施的使用壽命。然而人們很少事先考慮工況環境的好壞,即使考慮了,也因為工程造價較高,不能得以實現。建筑的腐蝕是一個漫長的過程,當人們看到它造成危害時,才進行改良工作已經晚了,從而造成許多不必要的浪費,這是我們在今后的項目工作中需要改進與避免的。
2.選擇合適的防腐蝕材料。(1)防腐蝕工程技術,首要是選用合適的耐腐蝕材料,耐腐蝕材料以經濟適用為基本原則,同時考慮耐腐蝕性能以及材料在施工過程中的可操作性,對于使用環境較惡劣的建筑物在選材時,通常采取物理、化學手段對材料進行處理,以達到最好的防腐蝕效果。(2)選用的材料要進行一些物理及力學性能的測試,看其是否達到要求。熔點、密度、熱導率、線膨脹系數、導電性、絕緣性和抗拉強度、屈服強度、沖擊強度、伸長率、蠕變極限等都是我們進一步篩選防腐材料的考慮因素。(3)材料在性能上滿足防腐的要求同時,還要遵從經濟廉價的原則,對于施工比較困難或造價昂貴的材料,如果能替換的情況下,可以考慮不予使用。一般防腐材料選擇標準有以下幾點:1)選擇耐腐蝕性能好的,不加或稍微進行防腐蝕處理即可滿足使用要求。2)不耐腐蝕材料經過特殊的防腐蝕處理可以達到防腐蝕要求。3)使用容易更換的零部件,用廉價不耐腐蝕材料制造,短期使用后進行更換。
3.選擇合理的防腐蝕方案防腐蝕措施有多種,在具體項目中,應根據實際的建筑物的使用環境、施工難易程度、建筑物結構、服役壽命等進行選擇決定。對于防腐蝕要求不高的建筑物,一般采取表面隔離措施的物理防腐蝕技術,因為該種方法最簡單、成本低。對于防腐蝕技術要求較高的建筑物,除了采取電化學保護外,還輔以表面隔離措施,甚至對結構材料本身進行處理。合理選擇防腐蝕方案還需要從經濟計量學角度做出經濟評價,諸如在工藝流程設計中、設備技術經濟評價中等方面,均要把防腐蝕方案考慮其中,反復對比計算來做出選擇。
4.結構合理性設計。在進行結構設計時,設計人員往往以經濟、美觀、重力學性能等方面為考慮點,忽略了建筑物的防腐蝕技術。一項好的防腐蝕工程結構設計除了應該滿足力學性能、美學要求以及經濟要求以外,還應充分利用結構的合理設計降低或者排除腐蝕發生。在結構設計和工藝建造過程中不注意防腐蝕要求,往往會引起或加速構建的腐蝕,特別容易引起局部腐蝕,例如,沖擊腐蝕、磨蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等。因此在設計時應遵從以下原則:一是預留腐蝕裕量。二是結構力求簡單。三是簡化主體,集中設計附件。四是避免死角。五是避免縫隙。六是避免沖刷。七是避免異種金屬接觸。八是避免溫差、氧濃差和氣差效應。九是避免應力集中。
5.擇高質量的施工隊伍?!皬妼⑹窒聼o弱兵”一個優秀的工程設計背后應該有一個高質量的施工隊伍,否則前期工作做的再好,施工隊無法達到設計的目的,一切都成為空談。不正確的操作可以使構件受力不當而破壞,同樣,不正確的維修和保養,也會加速構件的腐蝕破壞。人們在工程建造施工中,很少注意腐蝕問題,甚至不知道從防腐蝕角度去考慮應該如何考慮施工建造。工程建造完成后,還應有合理的使用要求和良好的維修保養。因此,工程防腐要有一個優秀設計的同時,還要有一個高質量的施工隊伍將想法轉化到實際。
四、結束語
建筑工程基礎設施結構主要是鋼結構、鋼筋混凝土結構,并以后者為主體,但是鋼筋混凝土結構并不能夠達到所有的期望值。建筑工程的設計人員應該重視腐蝕導致的危害,在建筑設計中結合具體情況采取適當的防腐蝕技術措施來避免腐蝕。本論文探討了環境、選材、防腐蝕措施等對于建筑防腐的重要性及具體的應用。
參考文獻:
[1]鄭維才.建筑防腐技術探討[J].山東建材,2001,(02).
[2]孫立雷.淺談工業建筑防腐設計與施工[J].山西建筑,2009,(18).
1.建筑工程防腐技術的一般思路
做好防腐工作,一般要考慮以下幾點因素。 第一,認真檢測工程中腐蝕性介質的化學成分、濃度、溫度以及作用范圍,并根據其腐蝕特點,選擇合適的建筑結構形式以及防腐做法。 第二,防腐材料的選擇要因地制宜, 不但要滿足工程耐腐蝕要求, 而且要充分考慮紫外線、高低溫等自然因素造成的老化、變形等。 第三,防腐方案應有整體性, 注意細部構造, 避免局部處理薄弱造成結構腐蝕。 第四, 防腐技術講究美觀性, 一個沒有美的建筑是無法想象的, 因此在整理好工程防腐技術方案后, 一定要把美這個元素考慮在內。
2.建筑工程防腐蝕技術的一般內容
任何工程結構的最佳使用壽命是與合理的防腐蝕措施相對應的,而良好的防腐蝕措施是諸多因素綜合完成的。 因此,當今工程結構的防腐蝕技術工作都是從以下幾個方面考慮和完成的:創造良好的工況環境,緩解腐蝕因素;合理選用相關工況條件下的防腐蝕材料,選擇經濟合理的防腐蝕方案;從防腐蝕角度考慮,合理技術結構;從防腐蝕角度,正確制定施工建造工藝,合理使用與維修保養。
3.建筑工程技術與施工中防腐策略
3.1 良好工程環境的創設
有效的防腐蝕技術需要建立在充分了解建筑物所處周邊環境的基礎上, 全面分析能夠引起結構腐蝕的因素和引起腐蝕的基本原理。技術人員應充分了解生產工藝資料,周密考慮防腐蝕技術方案,才能有效地防止腐蝕損失。 一般評定環境因素有化學物質、土壤、氣候、濕度等。 設備和設施的正常運行與良好的工況環境也是分不開的,也是工程項目設計之初就應當考慮的問題,可以說防腐的好壞,很大程度上影響了設備和設施的使用壽命。然而人們很少事先考慮工況環境的好壞,即使考慮了,也因為工程造價較高,不能得以實現。 建筑的腐蝕是一個漫長的過程,當人們看到它造成危害時,才進行改良工作已經晚了,從而造成許多不必要的浪費,這是我們在今后的項目工作中需要改進與避免的。
3.2 選擇合適的防腐蝕材料
(1)防腐蝕工程技術 ,首要是選用合適的耐腐蝕材料 ,它是建筑工程防腐技術的一個重要環節,關系到整個工程防腐技術的成功與否。 耐腐蝕材料以經濟適用為基本原則,同時考慮耐腐蝕性能以及材料在施工過程中的可操作性,對于使用環境較惡劣的建筑物在選材時,通常采取物理、化學手段對材料進行處理,以達到最好的防腐蝕效果。(2)在防腐工程中,由于選材不當造成的工程事故屢見不鮮,設計人員應予以重視。 選用的材料要進行一些物理及力學性能的測試,看其是否達到要求。 熔點、密度、熱導率、線膨脹系數、導電性、絕緣性和抗拉強度、屈服強度、沖擊強度、伸長率、蠕變極限等都是我們進一步篩選防腐材料的考慮因素。很多設計者由于經驗豐富而忽略了對以上因素的測試,導致材料用對了,但所用材料達不到理想效果。任何材料都會產生腐蝕,并對材料的力學性能和使用性能造成影響,只不過材料的敏感性反應不一樣而己。(3)材料在性能上滿足防腐的要求同時 ,還要遵從經濟廉價的原則,對于施工比較困難或造價昂貴的材料,如果能替換的情況下,可以考慮不予使用。 一般防腐材料選擇標準有以下幾點:1)選擇耐腐蝕性能好的,不加或稍微進行防腐蝕處理即可滿足使用要求。 2)不耐腐蝕材料經過特殊的防腐蝕處理可以達到防腐蝕要求。3)使用容易更換的零部件,用廉價不耐腐蝕材料制造,短期使用后進行更換??捎貌牧系男阅芘c經濟的綜合比較。將候選的各種材料從經濟角度作進一步綜合分析比較,選出既經濟又耐用的材料[2]。
3.3 選擇合理的防腐蝕方案
防腐蝕措施有多種,在具體項目中,應根據實際的建筑物的使用環境、施工難易程度、建筑物結構、服役壽命等進行選擇決定。 對于防腐蝕要求不高的建筑物, 一般采取表面隔離措施的物理防腐蝕技術,因為該種方法最簡單、成本低。對于防腐蝕技術要求較高的建筑物,除了采取電化學保護外,還輔以表面隔離措施,甚至對結構材料本身進行處理。 合理選擇防腐蝕方案還需要從經濟計量學角度做出經濟評價,諸如在工藝流程設計中、設備技術經濟評價中等方面,均要把防腐蝕方案考慮其中,反復對比計算來做出選擇。
3.4 結構合理性設計
在進行結構設計時,設計人員往往以經濟、美觀、重力學性能等方面為考慮點,忽略了建筑物的防腐蝕技術。 一項好的防腐蝕工程結構設計除了應該滿足力學性能、美學要求以及經濟要求以外,還應充分利用結構的合理設計降低或者排除腐蝕發生。在結構設計和工藝建造過程中不注意防腐蝕要求,往往會引起或加速構建的腐蝕,特別容易引起局部腐蝕,例如,沖擊腐蝕、磨蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等[3]。 因此在設計時應遵從以下原則:一是預留腐蝕裕量。 二是結構力求簡單。 三是簡化主體,集中設計附件。 四是避免死角。 五是避免縫隙。 六是避免沖刷。 七是避免異種金屬接觸。 八是避免溫差、氧濃差和氣差效應。 九是避免應力集中。
3.5 選擇高質量的施工隊伍
“強將手下無弱兵” 一個優秀的工程設計背后應該有一個高質量的施工隊伍,否則前期工作做的再好,施工隊無法達到設計的目的,一切都成為空談。不正確的操作可以使構件受力不當而破壞,同樣,不正確的維修和保養,也會加速構件的腐蝕破壞。人們在工程建造施工中,很少注意腐蝕問題,甚至不知道從防腐蝕角度去考慮應該如何考慮施工建造。工程建造完成后,還應有合理的使用要求和良好的維修保養。因此,工程防腐要有一個優秀設計的同時,還要有一個高質量的施工隊伍將想法轉化到實際。
關鍵詞:腐蝕,材料腐蝕,腐蝕控制
一般而言,金屬、混凝土、木材等材料受周圍環境介質的影響而發生的化學、電化學和物理等反應,而引起的變質和破壞統稱為腐蝕,其中也包括上述因素與機械因素、生物因素等的共同作用。金屬腐蝕的主要對象,其中尤以鋼鐵的腐蝕最為常見,危害、損害性極大。
一、腐蝕的概念及分類
(一)腐蝕的概念
腐蝕是材料與其環境間的物理化學作用引起材料本身性質的變化,如鐵的生銹是金屬腐蝕的普遍形式,又如氫氧化鈉破壞肌肉和植物纖維。材料的腐蝕是包括材料本身和環境介質兩者在內的一個具有反應作用的體系,腐蝕反應的場所,首先是材料和腐蝕性介質之間相界面處。材料包括金屬和非金屬材料,如碳鋼及其合金、有色金屬、塑料、混凝土和木材等,在一個腐蝕系統中,對材料行為起決定性作用的是化學成分、組織結構和表面形態。材料的周圍環境介質包括與其接觸的氣體、液體和固體以及周圍環境條件,如溫度、壓力、速度、光照、輻射、生物條件等。這個作用包括化學的、電化學的、機械的、生物的以及物理的作用。
采用科學的方法防止或者控制腐蝕的危害作用的工程,稱為腐蝕工程。
(二)材料腐蝕的分類及特征
材料腐蝕的現象和機理比較復雜,材料腐蝕的分類方法也有許多,根據不同的起因、機理和破壞形式而有各種方法。以下介紹幾種常用的分類方法。
1.按腐蝕機理分類
通常材料腐蝕按照腐蝕機理可以分為金屬化學腐蝕、金屬電化學腐蝕、結晶腐蝕、物理化學復合腐蝕。
(1)化學腐蝕:是指金屬表面與非電解質直接發生純化學反應而引起的破壞、其特點是在反應過程中沒有電流產生。如鋁在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中的腐蝕,鎂或鈦在甲醇中的腐蝕、物理化學復合腐蝕。
(2)電化學腐蝕:是指金屬表面與離子導電的介質發生化學反應而產生的破壞。在反應過程中有電流產生,腐蝕金屬表面上存在著陰極和陽極。陽極的反應是金屬原失去電子而成為離子狀態轉移到介質中,成為陽極氧化反應。陰極反應是介質中的去極化劑吸收來自陽極的電子,成為陰極還原過程。這兩個反應是相互獨立而又同時進行的,稱之為一對共軛反應。有陰陽極組成了短路電流,腐蝕過程中有電流產生。如金屬在潮濕大氣、海水、土壤及酸、堿、鹽溶液中的腐蝕均屬這一類。電化學腐蝕比較普遍,對金屬結構的危害比較嚴重。
(3)結晶腐蝕:是指因酸、堿、鹽等腐蝕介質侵入到建筑物或材料內部生成結晶鹽,由于結晶鹽的體積膨脹作用使建筑物或材料內部產生應力而引起的破壞現象。結晶腐蝕是工業廠房、非金屬設備常見的腐蝕類型。
(4)物理化學復合腐蝕:是指因機械與化學復合作用而引起的破壞現象。如火炮發射引起炮身管的腐蝕等。
2.按腐蝕破壞形式分類
按腐蝕破壞形式可分為全面腐蝕和局部腐蝕,局部腐蝕又可細化為小孔腐蝕(即點蝕)、應力腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、選擇性腐蝕、晶間腐蝕等。
(1)全面腐蝕:又叫均勻腐蝕,指腐蝕遍布于材料結構的整個表面上,其特征表現為金屬質量減少,壁厚減小,非金屬體積膨脹,韌或脆性能減退或失去。腐蝕雖然同樣發生在整個材料便面上,但各部分的微觀腐蝕速度實際上并不均等。
(2)小孔腐蝕:又稱為點蝕,在金屬表面上腐蝕成一些小而深的孔,蝕孔的深度大于直徑,嚴重的可將設備腐蝕穿透,蝕孔上部往往被腐蝕產物覆蓋。不銹鋼和鋁合金在海水中受到的破壞就是小孔腐蝕的典型實例。
(3)應力腐蝕:是指在機械應力(外載荷或內部殘余應力)和腐蝕介質的共同作用下,金屬材料發生的腐蝕破壞。如應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞等。
(4)電偶腐蝕:電位不同的金屬或合金互相接觸,并在一定介質中所發生的的電化學腐蝕稱為電偶腐蝕。電偶腐蝕造成負電位的金屬或合金部件加速腐蝕破壞,破壞一般集中在連接部位附近。
(5)縫隙腐蝕:由于金屬表面的縫隙內滯留介質引起的電化學腐蝕破壞稱為縫隙腐蝕。
(6)選擇性腐蝕:多元合金在腐蝕介質中,較活潑的先溶解,因而造成材料強度而大大下降,這稱之為選擇性腐蝕。如黃銅脫鋅等屬此類腐蝕。
(7)晶間腐蝕:是指腐蝕破壞沿著晶粒邊界進行,使晶粒之間失去合力,使材料喪失強度。
(8)磨損腐蝕:是由于機械因素(湍流、漩渦、流體沖擊、空化作用、微振摩檫等)和腐蝕介質共同作用造成的腐蝕破壞,其特征是形成密集的凹坑或溝槽。免費論文,腐蝕控制。。
(9)氫損傷:是指氫進入金屬內部造成的腐蝕破壞,它包括氫脆、氫鼓泡、氫破裂、氫腐蝕等。免費論文,腐蝕控制。。
3.按環境狀態分類 按產生腐蝕的環境狀態,可以將腐蝕分為自生環境中的腐蝕和工業環境介質中的腐蝕,其中自生環境中的腐蝕又可分為大氣腐蝕、土壤腐蝕、淡水腐蝕、海水腐蝕、微生物腐蝕;工業環境介質中的腐蝕分為酸性溶液腐蝕、堿性溶液腐蝕、熔鹽腐蝕、液態金屬腐蝕、特殊工業介質腐蝕等。
事實上,在工業設備或建筑的實際腐蝕行為中,普遍存在的是兩種或多種腐蝕類型共同作用,所采用的控制方法也往往不局限于單一方法措施,而是包括選材、選型、表面控制、環境介質控制等綜合防腐蝕體系。
(三)腐蝕因素
材料的腐蝕是一個復雜的物理化學過程,所涉及的影響因素也很多,總結起來,可以分為內部因素、外部因素、內外結合因素三大類,內部因素指涉及到材料自身的材質、結構、性能等因素;外部因素指環境因素,如溶液酸堿度、介質溫度、壓力、速度、應力、雜散電流、土壤含水量、溶液雜質等;內外結合因素指涉及到材料和環境相互作用影響的因素,如埋地管道的管地電位等。
二、金屬腐蝕控制方法
腐蝕控制技術涉及面廣,內容也十分豐富。材料防腐蝕的基本原則是:針對腐蝕產生的原因和影響腐蝕的各種因素,從實際出發,以預防為主和進行重點保護,防止或減少腐蝕而造成的經濟損失。在生產實踐中應用最多的腐蝕控制技術可歸納為以下幾類。
(1)合理選材。根據不同介質、操作條件、材料的性質等,選用合適的金屬或非金屬代用材料。
(2)表面覆蓋層。表面覆蓋層是在金屬表面采用涂刷、噴涂、貼襯、參透、施鍍等方法覆蓋上耐腐蝕性較好的金屬或非金屬層,將金屬表面與介質隔離以減緩金屬的腐蝕。這是多數防腐蝕工程施工中使用的方法,因其簡便實用,噴涂或刷涂防腐涂料是工業設備、設施在線不停產進行防腐施工的主要措施。
(3)電化學保護。電化學保護是利用電化學原理來減緩金屬的腐蝕速度。電化學保護分為陰極保護和陽極保護。陰極保護就是將被保護金屬進行外加陰極極化以減緩或防止金屬腐蝕,它分為犧牲陽極法和外加電源法。陽極保護是對被保護金屬進行陽極極化以減緩或防止金屬腐蝕。
(4)添加緩蝕劑。添加緩蝕劑是向介質中添加少量能夠阻止或減緩金屬腐蝕的物質以保護金屬材料。緩蝕劑不改變介質的性質,往往用量很小,大多在1%左右,但效果顯著,緩蝕劑根據存在狀態可分為液態緩蝕劑、氣態緩蝕劑、固態緩蝕劑。免費論文,腐蝕控制。。
(5)金屬表面轉化。金屬表面轉化是用化學和電化學的方法將金屬表面進行氧化、磷化、鈍化轉化等,在金屬表面形成一層保護層,隔離金屬基體與腐蝕介質,以減緩金屬的腐蝕。
參考文獻
1、張清學、呂今強主編,腐蝕施工管理及施工技術.北京:化學工業出版社,2005
2、吳濤主編,施工項目經理工作手冊.北京:地震出版社,1999
3、胡士信主編,陰極保護工程手冊.北京:化學工業出版社
【關鍵字】水電站,金屬結構,埋件,防腐蝕,方法
中圖分類號:[TM622] 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
某水利樞紐是以防洪、通航、發電為主要效益的特大型水利工程。大壩及電站建筑中有大量的閘門、攔污柵、門機、鋼管、鐵塔及門槽埋件等,這些上萬噸金屬結構件長期露裸在水中或暴露在大氣環境下,受到泥砂、水流、水生物、大氣等各種介質的腐蝕與磨損,破壞防腐涂層及金屬體,影響結構物強度和正常運行。該水利樞紐金屬結構物及埋件腐蝕按運行工況及所處環境主要分為水下腐蝕磨損與氣蝕、水面干濕交替腐蝕、大氣腐蝕等。在工程建造和運行管理上,不同腐蝕環境下的水工金屬結構物及埋件采用了相適應的防腐蝕方法和維護措施,取得了比較好的防腐蝕成效。
二.水下腐蝕磨損與氣蝕環境下金屬結構物及埋件的防腐蝕
1.有(無)機涂層
該水利樞紐的水下鋼結構在20世紀80年代制造安裝和投運初期時采用了紅丹防銹漆涂層加氯化橡膠鋁粉漆涂層進行防腐蝕,其防腐蝕性能并不理想,以后不再采用。工程建設后期,對處于靜水中或小流速環境下的閘門采用了熱噴涂鋅層覆蓋加有機涂料封閉的方法, 10多年的運行檢查顯示,復合保護涂層的底層基本完好,防腐蝕抗蝕效果比較理想。大壩泄水檢修門曾采用玻璃鋼層防腐蝕,但是門體棱邊的玻璃鋼層容易產生暴裂和破損。
部分弧形工作閘門、檢修門及攔污柵采用過無機富鋅類涂料層防腐蝕,但運行1至2a后就出現了較多的銹斑。隨后,樞紐閘門的防腐蝕改用無機富鋅類涂料做底涂層,采用抗磨蝕性好的環氧類涂料做面涂層,耐蝕性及防腐蝕效果比較好。
2.熱噴涂金屬層
金屬結構物經過熱噴鋅層覆蓋后,其耐腐蝕性得到提高,但鋅層的抗磨蝕性差,采用抗磨蝕性好的環氧類涂料做面涂層封閉后,其綜合防腐蝕性能明顯提高。噴鋅層的耐腐蝕性效果在于鋅層必須與金屬基體以及鋅層與涂料封閉層牢固結合。因此,金屬結構物熱噴鋅層覆蓋前的預處理采用噴射鋼砂或剛玉砂、石英砂除銹,除銹程度和表面粗糙度應達到Sa25至30級,對表面預處理與熱噴鋅層、涂料層封閉的工序間隔時間以及環境溫度、濕度、熱噴涂工藝、噴涂層厚度等都應進行嚴格控制。
3.環氧金剛砂涂層
處在高速水流區的金屬結構物表面采用環氧金剛砂涂層保護,其抗磨蝕性能較突出,運行8至10a后,涂層有效覆蓋率仍在95%以上。環氧金剛砂涂層防腐蝕的成本適中,比較適合在弧形閘門迎水面、水輪機葉片、座環、導葉等處使用。
4.熱噴碳化鎢層
熱噴碳化鎢層加改性環氧液滲透保護的防腐蝕方法主要適用于水輪機葉片或葉片緣,也可用于其他高速水流區的金屬結構物表面,其特點是耐磨性極好、抗氣蝕性強,但是造價較高。
5.熱噴金屬層與有(無)機涂層防腐蝕比較
環氧金剛砂涂層、熱噴碳化鎢層以及高效防腐蝕性涂層的施工成本都較高,環氧類涂料層防腐蝕的成本相對較低,一般用于檢修周期較短、使用年限要求不高的攔污柵等。攔污柵檢修周期通常為10a左右,檢修時需要做門形矯正、斷柵條的檢修、滑塊等支撐件更換以及柵體的防腐蝕。因此,金屬結構物采用有(無)機涂料層,其8至10a的有效保護期能夠滿足防腐蝕要求。
該水利樞紐對水下閘門體采用環氧富鋅類涂料或無機富鋅類涂料做底涂層、環氧云鐵類涂料做中間涂層,面涂層采用改性耐磨環氧類涂料或底涂層采用重防腐蝕環氧涂料+面涂層重防腐蝕環氧厚漿型涂料保護,經過5至8a運行后觀察,金屬表面的防腐蝕涂料層保存面積仍達85%以上。該水利樞紐水下腐蝕磨損與氣蝕環境下金屬結構物及埋件的現行防腐蝕保護方案如表1。
表一 金屬結構物水下防腐表
三.大氣環境下金屬結構物防腐蝕
該水利樞紐大氣環境下的金屬結構物主要有門機、橋機、清污機、啟閉機、主變壓器外殼以及高壓線塔、開關站鋼構件、鋼結構橋梁等。露天環境下的金屬結構物受到太陽光、大氣濕度、降水量、風塵以及大氣中腐蝕物質等的綜合因素影響,主要產生均勻腐蝕。金屬結構物材質、形狀和環境的不同,也會產生斑狀腐蝕和縫隙腐蝕。
1.露天環境下的金屬結構物防腐蝕主要采用防腐耐候性涂料。這些金屬結構物的防腐蝕工程大多數需要在設備現場施工,受環境條件限制,涂裝前的金屬表面除銹處理一般采用手工機械方法。因此,這些設備的金屬表面手工除銹應徹底,特別是那些形狀起伏突變、深凹隱藏的易銹結構部位更要除銹干凈。
2.該水利樞紐大氣環境下金屬結構物的現行防腐蝕材料以有機涂料為主。大部分金屬結構物外表采用底涂環氧富鋅涂料、中涂環氧云鐵防銹涂料、面涂丙烯酸聚胺醋涂料,防腐時效可以達到10年。在門機、清污機等設備上使用環氧類涂料作底涂和丙烯酸聚胺醋涂料作面涂后防腐蝕效果良好,運行5年后,無脫皮、無起泡、無粉化,涂層完好、色感飽滿。
3.環氧類涂料、特別是環氧富鋅涂料作為底涂層具有良好的附著力,與金屬面接合力好;丙烯酸聚胺醋涂料用作面涂,涂料價格適中,耐候保色性好,能夠起到很好的大氣環境下的金屬結構防腐蝕作用,而且金屬設備表面的裝飾效果也很好。氯化橡膠涂料用作面涂層也有較好的耐候性,且價格也較低。大氣環境下金屬結構物防腐蝕匯總表(見表2)。
表二大氣環境下金屬結構物防腐表
四.結論
1.水下腐蝕磨損環境下金屬結構物的防腐蝕主要采取涂層保護方式
高速水流區的金屬結構物使用環氧金剛砂涂層防腐蝕保護,具有極好的抗沖磨耐腐蝕效果,防腐蝕成本也適中。熱噴碳化鎢層保護具有很好的抗沖磨耐腐蝕效果,可用于水輪機葉片表層保護,也可在一些高速水流區、不易更換維修的閘門平面軌道鋼板等金屬結構物上使用。
2.靜水中或小流速環境下的閘門體宜采用熱噴鋅加涂料封閉的防腐蝕方法,也可以采用底涂層無機富鋅或環氧富鋅涂料、面涂層耐磨環氧類涂料的防腐蝕方法。
3.大氣環境下金屬結構物的防腐蝕以有機涂料層為主。金屬結構物外表采用底涂層環氧富鋅涂料、中涂層環氧云鐵防銹涂料、面涂層丙烯酸聚氨酯涂料的保護方法能夠取得比較好的防腐蝕和設備裝飾效果。
4.金屬表面預處理直接影響到金屬結構物涂層的防腐蝕效果,除銹程度和表面粗糙度宜達到Sa25或St3級標準,表面預處理與熱噴鋅層、涂料封閉層施工工序的間隔時間、施工環境溫度與濕度、熱噴涂工藝、噴(刷)涂層厚度等應嚴格控制。此外,水下金屬結構物防腐蝕的有機涂層干膜總厚度一般不應小于250μm。
五.結束語
水電站金屬結構物防腐是水水電站管理工作中一項重要內容,防腐工作不合格能直接影響到水利工程的安全。防腐工作的操作過程要嚴格控制,要按照金屬結構物所處環境選擇相適宜的材料和方法。
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關鍵詞 埋地管道;腐蝕機理;影響因素;對策;
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
管道是流體長距離輸送的主要方式之一,多為隱蔽工程( 地下或水下),屬半永久性金屬設施。對于埋地管道來說,腐蝕是威脅其長期安全運行的主要因素。管道腐蝕問題遍及國民經濟和國防建設的各個部門,大量的管道、構件和閥門等因腐蝕而損壞報廢,既給國民經濟帶來巨大損失,也給生產生活造成極大的困難,為了防止或減緩腐蝕速度,有必要大力深入研究腐蝕的原理和應對措施。
一、管道腐蝕機理分析
地下管道的腐蝕按照“腐蝕”的定義,是指物質與環境作用所發生的破壞。具體到地下管道,就外部環境而言,是管道材料與土壤環境介質發生的化學、物理化學、電化學作用,導致管道的局部或整體的破壞。作為管道的材料,主要有金屬(鑄鐵、鋼、鋼筋)和混凝土等,特別是鋼鐵材料,主要是經受電化學腐蝕,而混凝土則受到化學、物理化學腐蝕。此外,管道內部的腐蝕是發生在管道材質與所運送的介質(氣、水等)之間的化學、電化學作用,由于介質的不同,其腐蝕情況也有很大差別。 埋地管道一般用于輸送油、氣,常遇到的腐蝕介質是硫化氫、二氧化碳、有機硫化物、鹽、地層水、礦物質及氧等。硫化氫水溶液是弱酸,二氧化碳的腐蝕是困擾世界石油工業、同時也是困擾國內油氣工業發展的一種常見的腐蝕,臺面狀腐蝕是腐蝕過程最嚴重的現象。關于它的腐蝕機理,一般都認為是溶解在水中的二氧化碳和水反應生成碳酸,而后再和金屬離子發生反應使之被腐蝕,這一機理也很好地解釋了水化學作用和在現場一旦發生上述過程時,局部腐蝕會突然變得非常嚴重等現象。另外氧腐蝕原理氧腐蝕是最普通的一種腐蝕,凡有空氣、水、水蒸氣存在的場合均會發生氧腐蝕。腐蝕過程中鐵、氧和水化合形成鐵銹。氧腐蝕的速率受水中溶解氧含量影響,隨著水中溶解氧含量的增加腐蝕速率也增加??偟膩碚f:除去氧腐蝕,其他基本都屬于酸和金屬離子的化學反應。
二、影響管道腐蝕的因素
1.影響硫化氫腐蝕的因素影響硫化氫腐蝕的因素有硫化氫質量濃度、酸堿值、溫度、壓力、液體烴類等。含硫天然氣腐蝕性的決定因素是天然氣中硫化氫的分析,而不僅是硫化氫的含量。
2.影響二氧化碳腐蝕的因素主要有壓力、溫度及水的組成。在一定溫度下,隨著二氧化碳分壓增加,溶液酸堿值下降;隨著溫度的升高,二氧化碳溶解度下降,溶液酸堿值上升。天然氣中的二氧化碳引起的腐蝕類型是深坑型腐蝕和沖蝕,隨著二氧化碳分壓的增加腐蝕加劇。含硫天然氣中的二氧化碳會加速硫化氫對鋼質管道的腐蝕。
3.土壤腐蝕的影響因素土壤腐蝕性不是由單一指標決定的,必須綜合考慮多種因素。影響埋地鋼質管道腐蝕速度的因素是多方面的,而且各種因素的交互作用也比較復雜。通常有以下幾個因素。
①使用材料通常為碳鋼:碳鋼的成分對土壤腐蝕的影響不大,但材料本身的相結構和組織變化(如焊縫及熱影響區)對土壤腐蝕則比較敏感。
②土壤溫度:土壤溫度會提高會加速土壤腐蝕電化學反應中陰極的擴散過程和離子化過程。土壤溫度還對土壤的電阻率、鹽、空氣、水含量、微生物活動產生影響。土壤溫度每升高1攝氏度 ,土壤的電阻率將提高約百分之二;過高的溫度還將促進鋼質管道的防護層材料老化;溫度升高,微生物活動增強,也會使腐蝕作用增大??梢?,土壤溫度并不能作為一個評價土壤腐蝕的獨立指標,但它能改變土壤的物化性能,從而影響土壤的腐蝕性。
③土壤的氧化還原電位:土壤的氧化還原電位是一個綜合反映土壤介質氧化還原強度強弱的指標。土壤的氧化還原電位較高時,土壤的氧化性強,加速鋼質管道的腐蝕,反之腐蝕減慢。土壤的透氣性好時,氧含量較高,土壤處于強氧化條件。由此可見管道埋地時回填土夯實程度也影響著土壤的腐蝕性。土壤的氧化還原電位愈低,土壤中微生物對鋼質管道的腐蝕作用將愈強。有時土壤氧化還原電位值與土壤中微生物的數量有很好的對應關系,這是仍在研究的課題。但這對于有機質高的土壤介質微生物腐蝕性的預測,還是有參考價值的。
④微生物腐蝕:亦稱細菌腐蝕,是指細菌在特定的條件下,參與埋地鋼質管道的腐蝕過程。厭氧的硫酸鹽還原菌容易在酸堿值為6-8、透氣性差的土壤中和污染海域的海底污泥中繁殖。其生活過程中,需要氫或某些還原物質將硫酸鹽還原成硫化物,影響土壤腐蝕的因素還有雜散電流、鹽含量、水與空氣的含量、氣候條件、土壤的排水能力和引起覆蓋層破壞的土壤能力等??傊?,影響土壤腐蝕性的因素很多,影響的途徑各不相同,而且它們之間多數存在著交互作用,并可能隨時間而變化。
三、埋地管道腐蝕應對措施
采用涂層材料進行防腐蝕的理論依據是管道金屬如果與周圍土壤環境接觸隔離,則不會發生腐蝕。雖然靠涂料自身對腐蝕控制不是盡善盡美的,但正確使用時還是非常有效的,但是如果對管道進行涂層和陰極保護的聯合保護將會使防護更為有效。當涂層被使用的時候,合適的選擇和使用涂層能對大多數管道表面提供必要的保護,管道如果涂覆完好可以使保護超過99%,如加上陰極保護則可以實現完全保護。各種類型的涂料性能和限制條件、特性和如何施工不相同,但是作為埋地系統金屬管道的涂層類型材料應具有以下理想特性:有效的電絕緣體;有效的阻水能力;施工性能:涂層在管道上的施工可以通過某一種方法,它不會明顯的影響管道的性質并且具有最小的缺陷;抵抗針孔隨時間發展的能力;與管道表面良好的附著力;抵抗正常的加工、保管(紫外線降解)和安裝的能力:抗陰極剝離性:由于許多管道被陰極保護,涂層與陰極保護必須相容。需要的陰極保護量與涂層的質量和完整性是直接成比例的,陰極保護的陰極可能驅使水通過涂層而且使針孔周圍的粘接界面有剝離的趨勢,沒有涂層能完全抵御陰極保護引起的損害,當要求大電流時,可能產生雜散電流和干擾問題;容易修補:由于不存在絕對完整的管道涂層,我們希望能夠進行一些現場修補以及焊接區域的現場涂裝。檢查相容性和遵循生產商的說明?,F場修補永遠不會像原始涂層那樣好,應該進行徹底的檢驗。O磅對環境無毒害作用。根據環境和健康標準,一些涂層材料一直被限制、約束或禁止使用。石棉毛氈和含有溶劑的底漆已經要求由玻璃鋼和改性溶劑取代,因健康和環境的原因要求消除一些致癌物質。這些是影響目前管道涂層變化的主要因素。
除上面的特點外,選擇管道涂層時還應該考慮管道所處的環境、輸送介質情況和造價等因素。為管道工程項目選擇涂層體系時,設計的最重要的特征是涂層穩定性。為此需要的是涂層化合物在管道安裝后和穩定的回填后具有高電阻值,而且隨著時間的推移電阻損失很少。管道涂層遭遇破壞的一個主要原因是不當使用。不當使用的高質量材料是毫無用處,因此管道涂層的質量不僅僅體現在它的施工質量上。對施工單位的評價,應考慮下面幾點:經驗;信譽;可靠性;嚴格遵守涂料生產商的產品說明書;現代化施工設備;質量控制。
結束語
總之, 要正確地選擇、實施管道防腐蝕工程,需要盡可能地了解以下兩方面的情況:
①所用涂料特性及限制條件等;
②實地調查管道工程所處的各種條件以及管道加工制作信息。
只有全面地了解這些信息,在選擇合適的保護涂層體系時,才能夠提出切實有效的方法,并提出完備的施工說明書和檢查項目。在有效實施后確保達到最好的涂層效果。
參考文獻
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關鍵詞:激光熔覆,LY11CZ,Al-Y-Nb合金,微觀組織形貌,腐蝕性能
0 引言鋁及鋁合金具有比強度高、耐腐蝕性好等優點,是航天、航空和石油化工等工業領域廣泛使用的材料。LY11CZ很長時間被用于制造飛機螺旋槳葉片,葉片表面上出現損傷時,必須通過一些表面處理技術進行修復。除了考慮螺旋槳葉片所要求的高強度、高耐疲勞性,對于沿海的機場,飛機主要在海洋濕氣環境下飛行,還必須考慮表面修復后的耐腐蝕性。選擇一種合適的表面處理技術對螺旋槳葉片進行修復,對節省裝備維護費用,提高裝備使用壽命具有很重要的意義。
激光熔覆是用激光作熱源,在材料表面熔覆一層具有特殊性能的合金層。。合理選擇熔覆合金和激光處理工藝,可以得到高硬度、高耐磨性和高抗蝕性的表面層[1]。激光熔覆技術作為一種高速高效的表面處理技術,在防腐蝕工程方面有極大的運用前景[2]。
本文以激光熔覆技術作為飛機葉片表面損傷的修復方法,研究熔覆層的微觀組織形貌與耐腐蝕性能。
1 激光熔覆實驗1.1 試驗材料1.1.1 基材
基材為LY11CZ,取自飛機螺旋槳葉片,化學成分(質量分數):Si0.7,Fe0.7,Cu3.8~4.8,Mn0.4~0.8,Mg0.4~0.8,Ni0.1,Zn0.3,Ti0.15,余量為Al。試樣尺寸為50×50×5(mm),表面用粗砂紙打磨,并用丙酮清洗。
1.1.2 熔覆材料
釔作為稀土元素具有很多獨特的性質,添加少量的釔能極大的影響材料的組織與性能。將釔添加在鋁粉中作為熔覆材料具有很多積極作用,主要表現在3個方面:①變質作用。激光熔覆過程其實是一個熔鑄過程,而釔以及其他一些稀土元素可以有效減小鋁合金的枝晶間距,細化鑄態晶粒。②凈化作用。由于稀土元素具有很高的化學活性,與H2、Fe、S等雜質元素具有很強的化學親和力,可以與各種雜質元素形成化合物,因而能消除H2、Fe、S和過剩游離態Si等有害雜質的影響。③微合金化作用。稀土元素與Al及其合金元素能發生微合金化作用,對鋁合金能起到一定的改性作用。由于稀土元素在純鋁中溶解度很小,添加釔元素對純鋁強度作用很小。
鈮與鋁可以形成無限固溶體。將少量鈮作為變質劑加入到熔覆材料中,可以起到細化晶粒和改善組織。在激光熔覆形成熔池的瞬間,高熔點的鈮成顆粒狀分布在熔池中,可以增加晶核的數量,并阻礙晶核的長大,起到細晶強化作用,改善材料的鑄造工藝性能。
因此,熔覆材料選擇為Al-Y-Nb合金粉末,其中Y為4%、Nb為2%,余量為Al。粉末混合均勻,經粘結劑浸潤后干燥備用。
1.2 試驗設備及儀器采用JHM-1GX-200B型Nd:YAG脈沖激光器。其波長為1.06μm,最大輸出功率為300W,最大工作電流400A,脈沖寬度(0.1~15)ms,最大單脈沖能量60J,激光束發散角小于15mrad,能量不穩定度小于±5%。組織形貌及耐腐蝕性分析主要采用4XB-TV金相顯微鏡完成。HXS-1000數字式智能顯微硬度計測試熔覆層顯微硬度。
1.3 試驗方法
采用正交實驗法,進行單道激光熔覆試驗。鋁材表面易氧化,反射率高,試驗過程中,用同軸的氬氣流進行保護。
表5 正交試驗表及硬度測試
Table 1 Orthogonal experiment table and test of micro-hardness