金屬腐蝕與防護(hù)之防腐蝕設(shè)計(jì)(二)

（十一）防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干細(xì)則

(1)排液—防止液體停滯金屬結(jié)構(gòu)和設(shè)備的外形應(yīng)避免積水，減少易積水的間隙，凹槽和坑洼； 貯罐和容器的內(nèi)部形狀應(yīng)有利于液體排放；管道系統(tǒng)內(nèi)部要流線化，使流動(dòng)順暢；立式熱交換器的上端管束應(yīng)與管板平齊，臥式熱交換器最好向出口端稍傾斜，以避免殘留液體；不要使用容易吸收水分和液體介質(zhì)的絕緣、隔熱、包裝材料。

設(shè)備的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)避免積水

貯罐和容器應(yīng)有利于排液

立式熱交換器上端管束應(yīng)與管板平齊

(2)消除溫度不均和濃度不均

避免局部過熱：

被焊組件的厚度不要相差很大；

加熱盤管最好安裝在容器中心，不要緊靠 器壁；

和高溫氣體接觸的設(shè)備，要避免局部地區(qū)溫度偏低，即避免“冷點(diǎn)”。

避免焊接中產(chǎn)生局部過熱

加熱方式對(duì)器壁溫差的影響

避免高溫設(shè)備對(duì)周圍色構(gòu)件的熱影響

保溫時(shí)避免形成“冷點(diǎn)“

冷凝液引起腐蝕及設(shè)計(jì)改進(jìn)

轉(zhuǎn)化管的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

消除濃度不均：

為了使溶液中各部分的濃度和充氣情況趨向均勻，在必要時(shí)應(yīng)設(shè)置攪拌裝置；

在向容器中加入濃液時(shí)，加入管最好安裝在容器中心；

管殼式熱交換器的氣液交界面是腐蝕嚴(yán)重的部位，這里容易造成有害成分濃縮、溫度不均勻、高速氣流沖刷。如有可能，提高液面使管束完全浸沒，是保護(hù)管束的有效措施。

濃溶液的進(jìn)口管應(yīng)安裝在容器中心

加液管插入容器中心 減少飛濺

立式不銹鋼水冷器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

合成氨氣體再沸器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

(3)避免(或減少)電偶腐蝕影響

用絕緣材料把異金屬部件隔離；

降低異金屬部件之間的電位差異；

降低電偶對(duì)結(jié)合處環(huán)境的腐蝕性，保持干燥；

增加異金屬部件在溶液中的距離(不要靠得太近) ,使腐蝕電池溶液通路的電阻增加；

用非金屬涂料層把異金屬部件涂復(fù)，最常用的是油漆涂料。但要注意不僅涂復(fù)陽極性部件，陰極部件也要涂復(fù)。

用絕緣的方法防止電偶腐蝕

用封閉的方法防止電偶

措施：

(1)電偶結(jié)合鄣的位置距平臺(tái)(可能積水)不低于15CM

(2)在潮濕的一邊結(jié)合鄣向下

避免涂漆造成小陽極大陰極的電偶腐蝕電池

排液管

較厚的陽極性部件起陰極保護(hù)作用

(4)避免縫隙

選擇適當(dāng)?shù)穆?lián)接方式，對(duì)于不可拆卸聯(lián)接，只要允許，應(yīng)優(yōu)先選用；

當(dāng)設(shè)計(jì)中縫隙不可以避免時(shí)，可以采取適當(dāng)措施防止形成閉塞條件；

固體懸浮物質(zhì)的沉積是造成縫隙的另一個(gè)重要原因。為了防止固體物質(zhì)沉積，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮澄清和過濾的設(shè)施；

裝置停工時(shí)不要用易吸水材料包蓋設(shè)備；

熱交換器管子和管板的連接方式對(duì)很多腐蝕問題都有重要影響。

用焊接代替鉚接和螺紡聯(lián)接

選擇焊接工藝，避免縫隙

選擇正確的法蘭結(jié)構(gòu)
(a)螺絲擰緊焊接法蘭
(B)插座焊接法蘭
(C)插進(jìn)焊接法蘭
(D)凸緣焊接法蘭

墊片的尺寸要適宜

保持法蘭連接區(qū)干燥

增大間隙尺寸，消除閉塞自查報(bào)告條件

貯罐的支承

水平容器的支承

熱交換器管子和管的聯(lián)接

(5)減少?zèng)_刷(磨損)

改善流體的流動(dòng)狀態(tài)，減少湍流和渦旋的形成；

流速要適當(dāng)。

避免流動(dòng)方向突然改變，以減小流體的沖擊作用。

管道系統(tǒng)中流動(dòng)截面積不要突然改變，以避免擾動(dòng)流動(dòng)狀態(tài)。

減少氣體中夾帶的氣泡，懸浮固體物質(zhì)，除去氣體和蒸氣中的冷凝液滴，可以大大降低液流和氣流對(duì)設(shè)備的磨損。

避免流動(dòng)方向突然變化

避免截面突然變化引起湍流

從氣體中除去凝液，從液流除支空氣

除去液流中懸浮固體污物

減少泵吸入管中夾帶的空氣

避免流體的直接沖擊

(6)相對(duì)位置

注意設(shè)備之間的相互影響，避免腐蝕液體泄漏，腐蝕性氣流，振動(dòng)、高溫管道等造成的危害；

裝置和設(shè)備的選址要考慮到風(fēng)向、水流等環(huán)境條件帶來的腐蝕問題。

注意設(shè)備之間的相互影響

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（十二）襯里設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

(1)襯里設(shè)備的結(jié)構(gòu)必須方便襯里施工和維修，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單。

(2)設(shè)備尺寸應(yīng)當(dāng)留出足夠余量，特別是接管，以保證在襯里施工后其直徑能滿足工藝要求 的容積和流量。

(3)襯里設(shè)備的結(jié)構(gòu)必須有足夠的剛度和強(qiáng)度。

(4)設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要考慮襯里層增加的重量，特別是大型貯槽、容器、塔器襯磚板，增重是 很大的。

3.應(yīng)力影響和強(qiáng)度設(shè)計(jì)

A 應(yīng)力對(duì)腐蝕的影響

(1) 如果材料在使用環(huán)境中發(fā)生均勻腐蝕，一般將強(qiáng)度和腐蝕分開處理，根據(jù)強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)設(shè)備壁厚，再加上腐蝕裕量。

(2) 如果材料的使用環(huán)境屬于發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂(SCC)的特定環(huán)境，那么當(dāng)材料受到拉應(yīng)力時(shí)就可能發(fā)生SCC,導(dǎo)致嚴(yán)重的腐蝕問題。

B 消除殘余應(yīng)力影響的措施

(1)避免局部應(yīng)力集中

(2)考慮設(shè)備在運(yùn)行中因熱膨脹、震動(dòng)、沖擊 等原因可能引起的變形。

(3)用熱處理消除殘余應(yīng)力

(4)用表面噴丸、噴砂、錘打等方法消除表面拉應(yīng)力并引入壓應(yīng)力，也可以增加合金材料抵 抗應(yīng)力腐蝕破裂的能力。

(5)施加陰極保護(hù)可以使SCC不發(fā)生，已發(fā)生的裂紋停止生長(zhǎng)。

強(qiáng)度設(shè)計(jì)

SCC事故按應(yīng)力的分類

超高強(qiáng)度鋼在室溫純水中的應(yīng)力腐蝕 KI-tf曲線

幾種超高強(qiáng)度鋼的KIcc

腐蝕對(duì)疲勞性能的影響

避免應(yīng)力集中

消除應(yīng)力熱處理對(duì)焊接部伴應(yīng)力腐蝕破裂的影響 (154℃沸騰Mgcl 試驗(yàn))

消除應(yīng)力退火用裝置的布置

噴丸處理對(duì)oCr18Ni10不銹鋼應(yīng)力腐蝕破裂的抑制效果(42%沸騰Mgcl試驗(yàn))