金屬高溫腐蝕原理及應對

    在低溫下，金屬的腐蝕多是濕腐蝕，即液體電解質溶液中發(fā)生的腐蝕。在高溫狀態(tài)下，金屬是在干燥氣體和高溫氣體中產生的，最常見的腐蝕是高溫氧化腐蝕。現代化的冶金工業(yè)、煉油和石化工業(yè)、航空航天工業(yè)、核電和火電工業(yè)、熱處理工業(yè)、汽車工業(yè)、紙漿和造

紙等行業(yè)都大量存在著高溫氧化問題，高溫腐蝕防護的需求對涂料工業(yè)提出了全新的要求。

 (一)高溫氧化

    高溫氧化的第一步是氧吸附在金屬表面上隨后是氧化物形核和晶核長大，生成覆蓋金屬基體的連續(xù)氧化膜。膜厚的增加，微裂紋、宏觀裂紋和孔洞等缺陷就可能在膜中發(fā)展，而使氧化膜失去保護性。缺陷的存在也使氧可以很容易地到達金屬基體而引起進一步的氧化。

    氧化膜所提供的保護程度的一個重要參數是PB  （Pilling-Bedworth)比，即生成氧化物的體積與所消耗的金屬體積比.當PB比稍大于1時，耐氧化性最為理想。

  此外，保護性高的氧化膜應具有高熔點、低蒸氣壓，膨脹系數應接近于金屬的膨脹系數，還要具有良好的抗破裂高溫塑性、低電導率、對金屬離子和氧的低擴散系數等。

    金屬在高溫氣體中的腐蝕也是一個電化學過程，陽極反應是金屬離子化，它在膜與金屬界面發(fā)生，可以看作是陽極。陰極反應(氧的離子化)是在膜與氣體界面發(fā)生，那里相當于陰極。電子和離子(金屬離子和氧離子)在膜中兩極之間流動金屬基體的電化學反應

M十1/2 O₂→MO,可以通顏個基本的、獨立的反應進行。

  陽極反應:      M→M2+十2e-

  陰極反應:     1/2 O₂+ 2e- →O2-

    與低溫濕腐蝕相比，兩者較為相似。但是兩者還是有區(qū)別的，在電解質溶液中金屬與水結合為水合離子，氧變成O H-的反應也需要水或水合離子參加；在高溫腐蝕中，氧則直接離子化。

 (二)硫化

    除了高溫氧化腐蝕外，硫化也是高溫腐蝕的一種機理。硫化與含硫化合物污染的存在有很大關系。在煉油工業(yè)中，由于有機硫化合物如硫醇、多硫化物以及元素硫等，在所有原油中都以不同濃度存在著。在精煉過程中，它們都部分地轉化硫化氫。在260~288℃時，當有氫存在時硫化氫變得極具腐蝕性。提高溫度和硫化氫含量一般會導致更快的破壞速率。當溫度升高55℃時，硫化速率將會加倍。在火力發(fā)電廠的脫硫裝置中，煙道中存在著含SO2的酸性氣，.同時溫度高達140 ~180℃，需要使用特殊的襯里材料乙烯醋玻璃鱗片涂料。

 (三)碳化

    高溫下當金屬暴露在一氧化碳、甲烷、乙烷或其它碳氫化合物中時，會發(fā)生碳化。碳化通常只在815℃以上的溫度范圍時才會發(fā)生。在石化工業(yè)中，碳化比較普遍，比如乙烯裂解爐的爐管溫度高達1150℃

 (四)粉化

      金屬的粉化也是高溫腐蝕的一種形式，它與碳化有關，其腐蝕產物為細小的粉末，它們由碳化物、氧化物和石墨組成。腐蝕形態(tài)為局部點蝕或相對均勻的腐蝕破壞。金屬發(fā)生碳化的典型溫度區(qū)間是425一815℃。金屬粉化一般與富含一氧化碳和氫的氣流有關。

 (五)其它高溫腐蝕

      除了以上高溫腐蝕機理和現象外，還有氮化、氣態(tài)鹵素腐蝕和熔鹽腐蝕等，以及高溫腐蝕表面形成的燃灰或鹽的沉積，又會導致保護性表面氧化物的破壞和高速腐蝕。

     上面分析了高溫腐蝕的原理，北京澤馬新技術有限公司針對不同溫度、不同腐蝕物質、不同使用工況退出了不同的功能的防腐涂料。

     用于300-800℃區(qū)間防腐宏禹-9901A05高溫防腐涂料。A05高溫防腐涂料是應用IPN互傳網絡結構無機聚合物防腐涂料，所有填料均由耐熱、不燃的無機物組成。基料中含有大量-OH活性基團，它與填料中的活性組分及鋼鐵活性表面快速反應，生成三維結構的無機聚合物，將涂層與鋼鐵基體連成一體，形成具有電化學保護和物理屏蔽作用的耐熱防腐涂層，特別適用于工作在高溫，腐蝕環(huán)境下的鋼鐵結構的長效防護。主要適用于高溫鋼結構、高溫設備、蒸汽管道、石油裂解裝備、發(fā)動機部件及排氣管等高溫環(huán)境下防腐蝕作用。

主要特點

實現常溫下自固化。

防腐性能好，使用壽命長。

涂層硬度高，抗擦傷，抗沖擊。

耐老化，耐鹽霧，涂層與基體結合力強。

用于800-1750℃區(qū)間防腐宏禹-9901A07無機耐高溫防腐涂料。A07無機耐高溫防腐涂料是一種水基無機耐熱涂料，基料和填料均由耐熱、不燃的無機物組成。基料中含有大量OH活性基團，它與填料中的活性組分及鋼鐵活性表面快速反應，生成三維結構的無機聚合物，將涂層與鋼鐵基體連成一體，形成具有電化學保護和物理屏蔽作用的耐熱防腐涂層，特別適用于工作在高溫，腐蝕環(huán)境下的鋼鐵結構的長效防護。用于高硫腐蝕環(huán)境下的石化工程、電廠煙道、脫硫塔等設備的高溫防腐、防硫化、耐磨ZM-9901A24高溫耐磨耐蝕涂料。具有防腐、耐磨、抗沖擊性等復合功能；涂層與基材具有良好的附著力，涂層不易脫落；涂層使用壽命長，耐久性好，損壞的涂層可以方便地進行修補。

主要特點 

長效防腐：極好的耐蝕性及耐濕性，抗煙氣水蒸氣中H2S、SO2、等介質腐蝕。 

超強的附著力：涂層與基體結合力極強，涂料組合物中含有的金屬氧化物納米材料和稀土氧化物超微粉體，幫助涂層形成一個致密的界面過渡層，使其綜合熱力學性質與基體相匹配。

耐高溫：本產品的基料和填料均有耐高溫的無機物組成，耐熱600℃.，瞬間溫度800℃。

超級耐磨：多種組分組成的陶瓷功能填料，相互協同賦予了涂層優(yōu)異的耐磨、防腐性能。運用耐磨機理及相互協同的功能賦予了特別耐磨、增強涂層附著力，克服了因涂料固化體積收縮而產生的應力。 

使用壽命長：涂層使用壽命長，耐久性好，損壞的涂層可以方便地進行修補。在制備、涂裝和形成涂層過程中對環(huán)境無污染。

防止焦油附著 焦油通常是粘附在內壁，并不斷沉積，形成沉淀層。這種吸附力的大小決定于焦油與內壁之間的表面潤濕性。而本涂料云層交替排列的共聚物，使涂層表面呈現低的表面能和超低摩擦系數，可以使焦油與表面之間處于不潤濕狀態(tài)，有效防止焦油的附著。

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