除尘设备和管道一般用钢材制作。钢铁具有强度高、韧性好、制作方便、安装速度快等一系列优点,但是也存在弱点——容易腐蚀。腐蚀严重的设备不仅影响美观,还会直接影响设备性能及除尘系统的正常运行。尽管涂装有时被忽视,但它始终是除尘技术必须认真解决的一个重要环节。涂装技术包括除锈、涂料选择、涂装设计、施工等内容。
一、设备的腐蚀机理
1.设备在常温状态下的腐蚀
除尘系统通常在大气环境中使用。常温状态下,钢材受大气中水分、氧和其他污染物的作用而易被腐蚀。大气中的水分吸附在钢材表面上形成的水膜,是造成钢材腐蚀的决定因素,而大气的相对湿度和污染物的含量,则是影响大气腐蚀程度的重要因素。实验和经验都表明:在一定的温度下,大气的相对湿度如保持在60%以下,铁的大气腐蚀是很轻微的。但当相对湿度增加到某一数值时,铁的腐蚀速度会突然升高,这一数值称为临界湿度。
根据临界湿度的概念,大气可分为3类。
(1)干的大气 是指相对湿度低于大气腐蚀临界湿度的大气。 一般在金属表面上不能形成水膜。
(2)潮的大气 是指相对湿度高于大气腐蚀临界湿度的大气。一般在金属表面上形成用肉眼看不见的液膜。
(3)湿的大气 是指能在金属表面上形成凝结水膜的大气。潮的和湿的大气是造成金属腐蚀的基本因素。
根据所含污染物的数量差异,可将地域的大气分为4类。
(1)乡村大气 是指农村和小镇地区在大气中含有很少的二氧化硫和其他腐蚀性的物质。
(2)城市大气 是指工业不密集的地区,在大气中有一定的二氧化硫或有其他腐蚀的物质。
(3)工业大气 是指工业密集地区,在大气中有严重的二氧化硫或有其他腐蚀物质。
(4)海洋大气 是指海洋面上狭窄的海岸地带。在大气中主要含有氯化物质。海岸边的工业密集地区,受工业大气和海洋大气双重污染物的腐蚀。由于各地域大气中所含腐蚀物质成分和数量的不同,造成其对钢铁的腐蚀程度的速度也不同。
按地区对大气分类的方法,大致可估计出各地域的大气对金属的腐蚀情况,为考虑防腐蚀措施或方案时,提供一定的依据。
(1)城市大气腐蚀 城市大气中含有一定的二氧化硫或其他腐蚀物质。各地区的大气相对湿度,由于气候的不同差异。所以各地的城市大气对金属腐蚀的程度也是不同的。
空气中的氧气与金属在表面产生一层很薄的氧化膜,该膜能阻碍水和氧等物质的渗透,对金属具有一定的保护作用。随着膜厚度的增加腐蚀速度则渐渐减慢。在干燥的大气条件下,即使大气中含有少量的腐蚀物质,也不会对金属的腐蚀速度产生多大的影响。潮湿的大气是金属腐蚀的基本条件,纯净的潮湿大气,对金属腐蚀的影响并不严重,也无速度突变现象。当潮湿的大气中含有腐蚀性物质时,即使含量很低,如0.01%的 SOz,也会严重地影响金属腐蚀的速度,并使速度有明显的突变。
(2)工业大气腐蚀 在一般工业密集区的大气中,主要腐蚀物质是二氧化硫和灰尘,在化工工业区的大气中,除含有二氧化硫外,还可能含有HzS、Clz、HCI、NH3 和NO2 等气体腐蚀物质。在干燥的大气中,这些腐蚀物质的存在,对金属腐蚀的影响并不严重。但它会使大气的腐蚀临界湿度值降低,从而提供了加速腐蚀的机会。在潮湿大气中,这些腐蚀物质被金属表面的水膜溶解后,形成导电性能良好的电解质溶液,将严重地影响腐蚀的速度和程度。工业大气中常见的几种腐蚀性气体对金属腐蚀的影响。
①二氧化硫 在工业大气中普遍含有二氧化硫气体。它对金属腐蚀的影响最大,也是造成金属腐蚀的主要原因。二氧化硫在金属表面的催化作用下,被氧化成三氧化硫,并在金属表面的溶液中生成硫酸,而腐蚀金属。
②硫化氢 H2S在干燥的大气条件下,对金属的腐蚀影响并不大,一般只能引起金属的表面变色。即生成硫化膜。在潮湿的大气中,HS溶于金属表面的液膜后,使液膜酸化,导电度上升,形成了导电性能良好的电质溶液,对铁和镁腐蚀性较大,对锌、锡等由于形成硫化膜,腐蚀性并不大。
③ 氯气和氯化氢 Clz 和 HCI 在潮湿的大气中会使金属表面的液膜生成腐蚀性强的盐酸,对铁的腐蚀非常严重。
(3)海洋大气腐蚀 海水中含有约3.4%的盐,pH~8,呈微碱性,是天然良好的电解质溶液,能引起电偶腐蚀和缝隙腐蚀。在海面上和近海岸的工程,主要受海洋大气腐蚀,腐蚀程度主要取决于积聚在钢材表面上的盐粒或盐雾的数量。盐的沉聚量与海洋气候环境、距离海面高度及远近和暴露时间有关;沿海地带大气中含氯离子和钠离子量与离海距离有关。在海洋大气的盐分中,氯化钙和氯化镁是吸潮剂,易在钢材表面上形成液膜,特别是在空气达到露点时尤为明显。一般认为在无强烈风暴时,距离海边1.6km以外处,基本上对金属腐蚀影响不大。海洋大气与工业大气,虽然其环境与条件不同,但对金属的腐蚀较为严重。近海工业区因同时受海洋大气和工业大气的腐蚀,其腐蚀程度要比上述任何一种单独的大气腐蚀严重得多。在除尘系统涂装设计中应注意到这个问题。
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