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如何通过改进设计控制腐蚀

通过艾伦·凯尔
出版日期:2021年2月4日
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材料选择是控制腐蚀的关键参数,但我们不能忽视正确设计的重要性。

资料来源:Romica/Dreamstime.com

适当的设计以减少腐蚀是同样重要的选择的材料。在许多结构中,缺乏设计考虑是结构中最薄弱的环节腐蚀控制.设计师应该具备决定力学性能以及确保结构抗腐蚀所需的强度。对腐蚀过程的背景和坚实的理解也很重要。在选择材料时,设计者必须考虑特定的环境、使用和腐蚀控制参数。这些包括:

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设计规则

设计结构和部件以防止或控制腐蚀比等待设备在使用中出现故障更具成本效益。设计师和腐蚀工程师之间的密切沟通非常有益,并且应确保在可能存在腐蚀问题的应用中进行沟通。(有关设计过程的更多信息,请阅读设备设计过程中的腐蚀控制注意事项)以下是一些有助于防止腐蚀的关键设计规则:

调整壁厚

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因为腐蚀涉及到退化对于材料而言,这一过程不断地消耗材料并降低其厚度。因此,部分耐腐蚀设计需要考虑到这种减少(即,壁损)在管道、储罐等部位的厚度。一般的方法是使壁厚为结构预期寿命所需的两倍。然而,壁厚必须满足机械要求压力、压力和重量。

使用两倍壁厚的一般规则增加了额外的成本和重量。因此,应进行详细的财务比较,以便在这些备选办法中作出选择。如果有可靠且有效的腐蚀数据,则不需要遵循此规则监测系统例如,我们可能会对高立式容器的上部和下部区域使用不同的腐蚀裕量。

确保有足够的排水系统

储罐和其他储存容器的设计应使它们易于排水和清洁.因此,所有过渡段应平滑,水龙头的位置应确保油箱完全排空。

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尽量减少双金属腐蚀电池

避免电偶腐蚀尽可能在整个结构中使用类似金属,或通过绝缘不同材料避免电接触。(有关背景信息,请参阅电偶系列简介:电偶兼容性和腐蚀)更容易腐蚀的部件应易于更换。特殊零件(浪费者)也可用于吸引腐蚀,从而保护其他部件。避缝隙腐蚀,应使用密封件,并应调整泵上的压力垫圈防止液体渗入裂缝内。通过这种方式,可以避免裂缝和狭窄缝隙中存在积水。

避免使用不同的曝气池

差异曝气应该避免。对于浸没在水中的部件,应保证有足够的曝气造成钝化,这会减缓腐蚀。否则,应尽可能防止曝气。同样,对于暴露在大气中的结构,应确保易于排水和充足的空气供应,反之亦然多孔表面或有空腔的结构,应适当密封。

图1。描述不同曝气腐蚀的视频。

同时使用能抑制腐蚀问题的接头。例如,对接焊缝应该使用而不是搭接接头.在储罐和容器中,焊接应优先于铆接,也应优先于铆接桥梁预加载螺栓连接,但如果材料受到油漆或油漆的保护,则应避免焊接镀锌层。对焊缝进行后处理也是一种良好做法。它们可能喷砂清理并涂上胶带、油漆或热喷涂。

最小化温度梯度

热传输设备的设计应使表面温度变化尽可能小。应避免寒冷和热点。过热的斑点容易热电偶腐蚀而冷点会增强局部凝结,导致腐蚀。因此,热梯度应保持在最小值。

减少压力梯度

应力集中在组件暴露于腐蚀性介质时应避免,特别是使用易受腐蚀的材料时应力腐蚀开裂。因此,设计师应以简单的几何形状为目标,因为尺寸的突然变化可能会提供应力集中的位置。

独立的环境

应考虑周围环境,以尽量减少腐蚀的后果。这涉及到确保单独的系统不会损害其他系统的环境。例如,如果铜合金腐蚀,含水分的铜离子与铝部件接触,将导致电偶腐蚀。污染工厂或者,如果可能的话,环境应位于待保护结构的下风处,以便空气中不含有害杂质。

尽量减少管道系统中的湍流

在管道系统中,设计应确保气流具有最小湍流。湍流增强腐蚀,因此流动应该是层流的,结构的厚度应该足够大,以承受这种影响。弯曲的次数应该尽可能的少必须使急弯处变圆.在具有高速流体或悬浮固体的管道系统中,应避免出现急弯,以防止侵蚀腐蚀。(了解更多小贴士抗空化腐蚀和侵蚀腐蚀.)

关键是:避免异质性

正确设计的最一般规则是避免异构性。非均匀性包括不同的金属,不均匀的应力和温度分布。应避免尖锐的角,因为它们很难用均匀的厚度绘制。复杂的几何形状和狭窄的间隙阻碍了像绘画这样的表面处理,热喷涂喷砂清理; 增加成本;并使其难以清洁和干燥。应满足所有相关规范和标准。纵断面之间最小间隙的规则如中所示ISO 12944-3:2017

应规定零件和设备的测试和储存、操作和维护程序。(在本条中详细说明储存、运输和搬运期间的临时防腐)因此,我们可以看出,控制腐蚀的适当设计与材料选择同样重要。我们应该以简单设计为目标,尽可能避免异质性。

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写的艾伦·凯尔|艾伦·凯尔防腐有限责任公司管理顾问

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Alan Kehr在管道和钢筋涂料行业拥有40多年的经验,专注于涂料的研发、营销和技术服务。几十年来,Alan在3M的实验室和现场开始了他的职业生涯,成为世界公认的熔结环氧树脂(FBE)专家和环氧涂层钢筋,目前拥有三项创新FBE涂层化学专利。

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