锅炉的腐蚀与防护 1 锅炉的腐蚀与防护 金属腐蚀概论 锅炉系统中常见的腐蚀形式 锅炉腐蚀的影响因素及防止方法 给水系统的除氧 停炉腐蚀与保护 2 锅炉的腐蚀与防护 第一节 金属腐蚀概论 1 、腐蚀对锅炉的危害 腐蚀:材料与环境发生反应而引起材料的破坏或变质。
2 、腐蚀:材料与环境发生反应而引起材料的破坏或变质。 金属腐蚀: 金属腐蚀:金属的表面和周围介质发生化学或电化学作用而遭到 破坏的现象。
破坏的现象。 金属腐蚀的分类: 3、金属腐蚀的分类: 按腐蚀原理:化学腐蚀、电化学腐蚀; 按腐蚀原理:化学腐蚀、电化学腐蚀; 按形态:均匀腐蚀、局部腐蚀; 按形态:均匀腐蚀、局部腐蚀; 金属腐蚀比较直观实用的分类方法是根据金属腐蚀破坏形态来分类: 金属腐蚀比较直观实用的分类方法是根据金属腐蚀破坏形态来分类: a、全面腐蚀 b、电偶腐蚀 c、孔蚀 d、缝隙腐蚀 e、选择性腐蚀 f、晶间腐蚀 g、磨损腐蚀 h、应力腐蚀破裂 i、腐蚀疲劳 j、氢损伤 3 锅炉的腐蚀与防护 4 锅炉的腐蚀与防护 晶间腐蚀 奥氏体和铁素体不锈钢特有的一种腐蚀形式 在晶界及附近区域发生选择性腐蚀 主要危害——使金属破碎、强度丧失 主要危害 5 锅炉的腐蚀与防护 应力腐蚀裂纹形貌特征 6 锅炉的腐蚀与防护 4、化学腐蚀 化学腐蚀: 化学腐蚀:金属与周围介质发生化学反应而引起的金属腐 蚀。
特点:腐蚀过程中没有电流产生。 特点:腐蚀过程中没有电流产生。
例如: 例如:蒸汽对锅炉过热器管的腐蚀 2Me + O2 Fe2O3 Fe3O4 Fe 2MeO Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe 570℃以下 570℃以上 7 锅炉的腐蚀与防护 5、电化学腐蚀 电化学腐蚀:金属在电解质溶液中, 电化学腐蚀:金属在电解质溶液中,由于金属表面发生原 电池作用而引起的腐蚀。 例如:氧腐蚀, 电池作用而引起的腐蚀。
例如:氧腐蚀,酸性腐蚀 金属在潮湿环境或在水中,易发生这类腐蚀。 金属在潮湿环境或在水中,易发生这类腐蚀。
+ - 石墨 碳钢 海水 石墨和碳钢构成的腐蚀原电池 8 锅炉的腐蚀与防护 碳钢的电位低,构成了腐蚀电池的阳极, 碳钢的电位低,构成了腐蚀电池的阳极,也称负极产生了 氧化反应失去了电子: 氧化反应失去了电子: Fe Fe2++2e 石墨的电位高,构成了腐蚀电池的阴极,也称正极, 石墨的电位高,构成了腐蚀电池的阴极,也称正极,产生 了还原反应,得到了电子: 了还原反应,得到了电子: O2+2H2O+4e 4OH- 特点:两个不同的电极反应在不同的区域( 特点:两个不同的电极反应在不同的区域(微阳极和微阴 上进行,而且有电流流过金属本身,在微电池中, 极)上进行,而且有电流流过金属本身,在微电池中,阳 极过程就是金属的腐蚀过程。 极过程就是金属的腐蚀过程。
9 锅炉的腐蚀与防护 1) 2) 3) 1) 2) 3) 6、腐蚀的共同特性: 腐蚀的共同特性: 从热力学角度, 从热力学角度,腐蚀过程是晶界由不稳定向稳定转变 的自发过程; 的自发过程; 绝大多数的腐蚀过程都是化学、电化学过程; 绝大多数的腐蚀过程都是化学、电化学过程; 绝大多数的腐蚀发生在与介质接触的金属的表面。 绝大多数的腐蚀发生在与介质接触的金属的表面。
腐蚀危害: 7、腐蚀危害: 缩短锅炉使用寿命,造成经济损失; 缩短锅炉使用寿命,造成经济损失; 引起事故,影响锅炉安全运行; 引起事故,影响锅炉安全运行; 增加水中金属离子含量,引起受热面结垢。 增加水中金属离子含量,引起受热面结垢。
10 锅炉的腐蚀与防护 三、电化学基本知识 1、电极电位 金属表面和溶液之间存在的电位差称为 Fe+ Fe+H2O Fe2+。 H2O +2e 2、气体电极 平衡电位(可逆),非平衡电位(不可逆) ),非平衡电位 3、平衡电位(可逆),非平衡电位(不可逆) 原电池: 4、原电池:化学能转换为电能的系统 腐蚀电池: 腐蚀电池:由原电池引起的金属电化学腐蚀 电动势: 5、电动势:原电池两极间的最大电位差 极化:电位差降低,减缓腐蚀; 6、极化:电位差降低,减缓腐蚀; 去极化:使极化作用减小,加速腐蚀; 去极化:使极化作用减小,加速腐蚀; 保护膜:阻碍金属腐蚀的保护膜、7、保护膜:阻碍金属腐蚀的保护膜、8、腐蚀速度的两种表示方法 11 锅炉的腐蚀与防护 第二节 锅炉系统中常见的腐蚀形式 溶解氧 一、溶解氧腐蚀 原理: 原理:铁和氧发生电化学腐蚀 特征: 特征:出现小鼓包 二、二氧化碳腐蚀 二氧化碳腐蚀 原理: 原理:酸性物质引起氢去极化腐蚀 特征:金属均匀变薄 特征: 二氧化碳腐蚀 氧 + 二氧化碳腐蚀 特征:没有腐蚀产物, 特征:没有腐蚀产物,腐蚀速度很快 12 锅炉的腐蚀与防护 三、沉淀物下的腐蚀 碱性腐蚀 发生原因 发生部位 腐蚀特征 NaOH 锅炉管壁 均匀减薄 酸性腐蚀 MgCl2、CaCl2、、、少数炉管上 有明显凹坑 防止方法:防止炉管上形成沉淀物、防止方法:防止炉管上形成沉淀物、控制水质 四、水蒸气腐蚀 产生条件: 产生条件:450℃以上 ℃ 13 锅炉的腐蚀与防护 五、应力腐蚀 特点: 特点:应力和腐蚀介质共同作用 锅炉应力腐蚀主要有:应力腐蚀破裂、碱脆、锅炉应力腐蚀主要有:应力腐蚀破裂、碱脆、氢脆和腐蚀 疲劳。
疲劳。 1、应力腐蚀破裂 、应力腐蚀破裂。
一、混凝土裂缝产生的主要原因
(1)大风高温天气,温度高,空气干燥,蒸发过快,混凝土养护不足,表面蒸发过快,造成混凝土拌合物失水,表面形成不规则的塑性收缩裂缝;
(2)混凝土墙体结构,由于环境温度突然降低,拆模后保温措施不到位,造成混凝土降温速度较快,冷缩造成内外温差裂缝;
(3)混凝土板面结构,混凝土坍落度过大,再加上浇筑过程中,过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥浆层,由于拌合物沉降受到钢筋阻挡形成顺筋裂缝;
(4)混凝土配合比设计时,浆骨比偏大和砂率偏大,混凝土本身收缩变大,抵抗开裂的能力减弱,增大开裂几率;
二、混凝土裂缝的控制
混凝土裂缝的产生是单一因素或者多种因素共同作用的结果,因此必须采取多种措施加以控制。
(一)混凝土配制
(1)对于大体积混凝土应采用水化热低的水泥,采用双掺技术减低混凝土温升;
(2)选用与混凝土原材料适应性好的外加剂;
(3)选用含泥量和泥块含量低的骨料;
(4)在满足施工的条件下,采用低坍落度、低砂率、低浆骨比。
(二)搅拌技术措施
(1)确保称量精确;
(2)依据理论配合比,严格控制用水量;
(3)保证混凝土拌合物搅拌均匀性。
(三)混凝土的运输
(1)混凝土运输前应倒转灌,放净水,运输过程中不得加水;
(2)混凝土运输过程中保持2~5转/min的转速,保证混凝土的匀质性;
(3)根据工地远近、浇筑方式、浇筑方式和交通状况,合理安排运输车辆。
(四)混凝土浇筑
浇筑针对不同的混凝土结构,有针对性的采用相应的浇筑工艺,采取切实可行的措施,制定详细的浇筑施工方案。
大体积混凝土应:
(1)合理安排的浇筑顺序,避免过大的高差和侧面长期暴露;
(2)高温天气,控制混凝土入模温度,采取分层浇筑,减小浇筑厚度,有利于混凝土散热;
(3)在混凝土中埋设降温水管,通入冷水降温;
(4)注意控制钢筋位置,防止钢筋位移造成混凝土保护层过大而开裂。
浇筑薄形板面时,养护措施尤为重要:
(1)在浇筑前,应将基层和模板充分湿润,严禁在浇筑时,往混凝土中私自加水;
(2)浇筑时移动混凝土布料管布料,防止混凝土布料过于集中;
(3)浇筑后,应充分振捣,避免过振或漏振,其标准是,混凝土充满模板,不在显著下沉,表面泛浆,无气泡溢出;
(4)混凝土振捣完后,先用木刮刮平,静停30min,让混凝土充分下沉,再覆盖薄膜;不便于及时覆盖薄膜时,应在混凝土终凝前进行二次抹压,使混凝土面层再次充分达到密实。
(五)混凝土的养护措施
(1)在浇筑完后,立即采取措施养护措施,防止混凝土失水,混凝土终凝后,洒水养水应以保持混凝土处于湿润状态为宜,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护。
(2)蓄水养护,对大面积楼板可采用此方法。
(3)冬期浇筑混凝土后,应采用适宜可行的养护方法,对混凝土保温,如蓄垫法养护、覆盖式养护、暖棚法养护、电热法养护等。
新装修的雪白墙壁上突然出现了细小的裂缝,黒黒的细缝在白墙上显得格外刺眼,让业主十分的恼火。
那么为什么墙面上会出现细缝呢?该怎么去应对呢? 新屋墙面裂缝是较为常见的装修通病。原因有多种,可能墙体砌得太薄,可能是墙体水泥粉刷完未干透就上水泥漆,也可能是原建筑结构问题,也有可能是顶层住宅屋内过于闷热等等。
最好能与装修公司或施工人员一同找出原因所在。 当然,如果裂缝太多无法一一重新修补,还有一较好的补救方法,可以到市场上去买油漆专用的亚麻布,将亚麻布用白胶贴至墙体,然后待干透后涂上水泥漆,这样的话,一般可以保证墙体不再有裂缝,且起到坚固墙体的作用。
墙面开裂大部分是由于墙体的水泥出现裂缝,或墙体“保温板”的接缝开裂而造成的,或是新旧墙搭接处出现裂缝,或是水电工开槽后线槽与原墙连接处开裂,大部分不是装修的质量问题,而是建筑上无法克服的缺陷。为了追求最好的装饰效果,可以用装修来弥补建筑缺陷: 1、如大面积出现裂缝的话,将开裂处墙面基底凿成“U”型状,“U”型槽间距大于20CM以上,并对凿好的基底进行凿毛处理,再挂钢丝网。
2、在将墙面基底处理干净后,先在墙面上贴上一层的确良布、牛皮纸或报纸,利用纤维的张力,来保证乳胶漆漆膜的完整。这种办法比较简单易行,但效果一般。
3、将墙面表面的保温板去掉,或将水泥墙面除去,在保温层外面先安装一层石膏板或“五厘板”,然后在上面做乳胶漆。这种做法可以将不规则的裂纹全部去除,裂缝的地方一般就是板材之间的接缝,比较好处理。
但这种办法造价较高、施工难度大。
要看是什么裂缝,若是粉刷裂缝的话没有问题;要是结构裂缝(梁裂缝)的话,要先找出梁开裂的原因,才好确定处理办法。
从照片来看,粉刷裂缝的可能性要大一些。另外,若是结构裂缝的话,要先对裂缝宽度变化进行观测,一般是每天早、中、晚三次,观测的时候还要记录当时的温度;同时,还要对建筑进行沉降观测,一般每周一次。
对于结构裂缝的处理要根据产生裂缝的原因进行。只要不是设计的梁的强度不满足使用要求或施工质量不满足设计要求就好办,只要加钢板网重新粉刷就可;若不是就要举行加固处理。
因为在焊接的过程中,金属件之间的熔池(焊条融化的铁水)和金属件没有相互衔接。
焊接件中最常见的一种严重缺陷。金属的焊接性中包括了两大类的问题:一类是焊接引起的材料性能变坏,使焊件失掉了材料原来特有的性能,如不锈钢焊后失掉其耐蚀性等;另一类是在焊接接头或其附近的母材内产生裂纹和气孔等缺陷。
分类裂纹影响焊接件的安全使用,是一种非常危险的工艺缺陷。焊接裂纹不仅发生于焊接过程中,有的还有一定潜伏期,有的则产生于焊后的再次加热过程中。
焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同,可以有不同的分类方法。按裂纹形成的条件,可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。
热裂纹多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界(见界面)分布的特征;但有时也能在低于固相线的温度下,沿quot;多边形化边界quot;形成。热裂纹通常多产生于焊缝金属内,但也可能形成在焊接熔合线附近的被焊金属(母材)内。
按其形成过程的特点,又可分为下述三种情况。结晶裂纹产生于焊缝金属结晶过程末期的quot;脆性温度quot;区间,此时晶粒间存在着薄的液相层,因而金属塑性极低,由冷却的不均匀收缩而产生的拉伸变形超过了允许值时,即沿晶界液层开裂。
消除结晶裂纹的主要冶金措施为通过调整成分,细化晶粒,严格控制形成低熔点共晶的杂质元素等,以达到提高材料在脆性温度区间的塑性;此外,从设计和工艺上尽量减少在该温度区间的内部拉伸变形。液化裂纹主要产生于焊缝熔合线附近的母材中,有时也产生于多层焊的先施焊的焊道内。
形成原因是由于在焊接热的作用下,焊缝熔合线外侧金属内产生沿晶界的局部熔化,以及在随后冷却收缩时引起的沿晶界液化层开裂。造成这种裂纹的情况有二:一是材料晶粒边界有较多的低熔点物质;另一种是由于迅速加热,使某些金属化合物分解而又来不及扩散,致局部晶界出现一些合金元素的富集甚至达到共晶成分。
防止这类裂纹的原则为严格控制杂质含量,合理选用焊接材料,尽量减少焊接热的作用。多边化裂纹是在低于固相线温度下形成的。
其特点是沿quot;多边形化边界quot;分布,与一次结晶晶界无明显关系;易产生于单相奥氏体金属中。这种现象可解释为由于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件,使晶体内形成大量的空位和位错,在一定的温度、应力作用下排列成亚晶界(多边形化晶界),当此晶界与有害杂质富集区重合时,往往形成微裂纹。
消除此种缺陷的方法是加入可以提高多边形化激活能的合金元素,如在Ni-Cr合金中加入W、Mo、Ta等;另一方面是减少焊接时过热和焊接应力。冷裂纹根据引起的主要原因可分为淬火裂纹、氢致延迟裂纹和变形裂纹。
淬火裂纹产生在钢的马氏体转变点(Ms)附近(见过冷奥氏体转变图)或在200℃以下的裂纹,主要发生于中、高碳钢,低合金高强度钢以及钛合金等,主要产生部位在热影响区以及焊缝金属内。裂纹走向为沿晶或穿晶。
形成冷裂纹的主要因素有:①金属的含氢量偏高;②脆性组织或对氢脆敏感的组织;③焊接拘束应力(或应变)。氢致延迟裂纹焊接过程中溶于焊缝金属内的氢向热影响区扩散、偏聚,特别是在容易启裂的三轴拉应力集中区富集,引起氢脆,即降低金属在启裂位置(或裂纹前端)的临界应力,当此处的局部应力超过此临界应力时,就造成开裂。
这种裂纹的形成有明显的时间延迟的特征,其原因在于氢扩散富集需要时间(孕育期)。产生此种裂纹的条件是存在着氢和对氢敏感的组织,同时又有较大的拘束应力。
因此,它常产生在严重应力集中的焊件根部和缝边,以及过热区。防止的措施包括:①降低焊缝中的含氢量,例如采用低氢焊条,严格烘干焊接材料等;②合理的预热及后热;③选用碳当量较低的原材料;④减小拘束应力,避免应力集中(见金属中氢)。
氢致延迟裂纹变形裂纹这种裂纹的形成不一定是因为氢含量偏高,在多层焊或角焊缝产生应变集中的情况下,由于拉伸应变超过了金属塑性变形能力而产生。再热裂纹产生于某些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金焊后的再次高温加热过程中。
其主要原因一般认为当焊后再次加热到 500~700℃时,在热影响区的过热区内,由于特殊碳化物析出引起的晶内二次强化,一些弱化晶界的微量元素的析出,以及使焊接应力松弛时的附加变形集中于晶界,而导致沿晶开裂。因此,这种裂纹具有晶间开裂的特征,并且都发生在有严重应力集中的热影响区的粗晶区内。
为了防止这种裂纹的产生,首先在设计时要选择再热裂纹敏感性低的材料,其次从工艺上要尽量减少近缝区的内应力和应力集中问题。层状撕裂主要产生于厚板角焊时,见附图。
其特征为平行于钢板表面,沿轧制方向呈阶梯形发展。这种裂纹往往不限于热影响区内,也可出现在远离表面的母材中。
其产生的主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布,使钢板沿板厚方向塑性低于沿轧制方向,另外由于厚板角焊时在板厚方向造成了很大的焊接应力,所以引起层状撕裂。通常认为片状硫化物夹杂危害。
对于半刚性基层,裂缝往往不是由交通荷载作用引起的。
水泥稳定碎石基层由于水分蒸发及温度变化的影响,很容易产生裂纹,在承受荷载之前,就已经存在大量的微细裂纹和孔洞。因此,实际上它是在带有裂纹的状态下承受交通荷载作用的,基层的温缩和干缩是引起裂缝的内因。
对于反射裂缝的形成,是由于面层底部的拉应力超过沥青混凝土极限强度所致。在基层开裂后,由于基层失去抵抗拉应力的作用,就在开裂位置将应力传递给面层,造成面层在裂缝处的应力集中。
如果此时再加上偏荷载主拉应力(或剪应力)的作用,其应力值就有可能超过材料的极限强度,面层随之开裂。偏荷载作用的主拉应力(或剪应力)是促成反射裂缝形成的原因。
因此,路面反射裂缝主要是由于基层开裂后的水平与垂直位移引起的。
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