呼市保温材料对高温腐蚀防护的需求

2019-12-27 16:27:11 261

在低温下,金属的腐蚀多是湿腐蚀,即液体电解质溶液中发生的腐蚀。在高温状态下,金属是在干燥气体和高温气体中产生的,常见的腐蚀是高温氧化腐蚀。现代化的冶金工业、炼油和石化工业、航空航天工业、核电和火电工业、热处理工业、汽车工业、纸浆和造

纸等行业都大量存在着高温氧化问题,高温腐蚀防护的需求对涂料工业提出了全新的要求。

 (一)高温氧化

    高温氧化的步是氧吸附在金属表面上随后是氧化物形核和晶核长大,生成覆盖金属基体的连续氧化膜。膜厚的增加,微裂纹、宏观裂纹和孔洞等缺陷就可能在膜中发展,而使氧化膜失去保护性。缺陷的存在也使氧可以很容易地到达金属基体而引起进一步的氧化。

    氧化膜所提供的保护程度的一个重要参数是PB  (Pilling-Bedworth)比,即生成氧化物的体积与所消耗的金属体积比.当PB比稍大于1时,耐氧化性为理想。

  此外,保护性高的氧化膜应具有高熔点、低蒸气压,膨胀系数应接近于金属的膨胀系数,还要具有良好的抗破裂高温塑性、低电导率、对金属离子和氧的低扩散系数等。

    金属在高温气体中的腐蚀也是一个电化学过程,阳极反应是金属离子化,它在膜与金属界面发生,可以看作是阳极。阴极反应(氧的离子化)是在膜与气体界面发生,那里相当于阴极。电子和离子(金属离子和氧离子)在膜中两极之间流动金属基体的电化学反应

M十1/2 O?→MO,可以通颜个基本的、独立的反应进行。

  阳极反应:      M→M2+十2e-

  阴极反应:     1/2 O?+ 2e- →O2-

    与低温湿腐蚀相比,两者较为相似。但是两者还是有区别的,在电解质溶液中金属与水结合为水合离子,氧变成O H-的反应也需要水或水合离子参加;在高温腐蚀中,氧则直接离子化。

 (二)硫化

    除了高温氧化腐蚀外,硫化也是高温腐蚀的一种机理。硫化与含硫化合物污染的存在有很大关系。在炼油工业中,由于有机硫化合物如硫醇、多硫化物以及元素硫等,在所有原油中都以不同浓度存在着。在精炼过程中,它们都部分地转化硫化氢。在260~288℃时,当有氢存在时硫化氢变得极具腐蚀性。提高温度和硫化氢含量一般会导致更快的破坏速率。当温度升高55℃时,硫化速率将会加倍。在火力发电厂的脱硫装置中,烟道中存在着含SO2的酸性气,.同时温度高达140 ~180℃,需要使用特殊的衬里材料乙烯醋玻璃鳞片涂料。

 (三)碳化

    高温下当金属暴露在一氧化碳、甲烷、乙烷或其它碳氢化合物中时,会发生碳化。碳化通常只在815℃以上的温度范围时才会发生。在石化工业中,碳化比较普遍,比如乙烯裂解炉的炉管温度高达1150℃

 (四)粉化

      金属的粉化也是高温腐蚀的一种形式,它与碳化有关,其腐蚀产物为细小的粉末,它们由碳化物、氧化物和石墨组成。腐蚀形态为局部点蚀或相对均匀的腐蚀破坏。金属发生碳化的典型温度区间是425一815℃。金属粉化一般与富含一氧化碳和氢的气流有关。

 (五)其它高温腐蚀

      除了以上高温腐蚀机理和现象外,还有氮化、气态卤素腐蚀和熔盐腐蚀等,以及高温腐蚀表面形成的燃灰或盐的沉积,又会导致保护性表面氧化物的破坏和高速腐蚀。