耐化學(xué)品涂料應(yīng)用和選擇
2 耐浸泡狀態(tài)化學(xué)品介質(zhì)腐蝕的涂料或襯里的選擇建議
2.4 防腐設(shè)計與選材
①防腐措施出發(fā)點(diǎn)和常用的防腐蝕方法
金屬材料和非金屬材料的防腐蝕措施的出發(fā)點(diǎn)主要有四大方向。
第一大方向，改變、改善材料。變化材料的組成和組織結(jié)構(gòu)，如目前的特種金屬材料、合金、水泥緩蝕劑的加入等。
第二大方向，電化學(xué)方法。改變金屬材料與介質(zhì)體系的電極電勢，電化學(xué)保護(hù)原理，減少金屬陰極區(qū)面積等人為阻止陰極氧化、陽極鈍化都是利用了電化學(xué)的原理。
第三大方向，將腐蝕源和被保護(hù)材料隔開。金屬表面涂、鍍、滲、襯耐蝕材料；金屬或混凝土材料表面進(jìn)行防護(hù)油、涂料、襯里等保護(hù)都屬于這一類。該原理衍生出來的防腐方法是目前市場上使用最多的，也是本書介紹的重點(diǎn)。
第四大方向，不改變材料，也不人為增加界面層隔開腐蝕源和被保護(hù)材料，而是去改變腐蝕介質(zhì)和環(huán)境。改變外在腐蝕介質(zhì)，如改變其pH值、降低介質(zhì)溫度、降低介質(zhì)流速、降低介質(zhì)中氧含量、降低操作過程中應(yīng)力、介質(zhì)中緩蝕劑等。
根據(jù)以上出發(fā)點(diǎn)，防腐措施最常見分為：金屬材料防腐、電化學(xué)防護(hù)、無機(jī)材料防腐、有機(jī)材料防腐和復(fù)合材料防腐。更多的防腐蝕材料也見于金屬材料、無機(jī)材料、涂料、高分子塑料、復(fù)合材料等。
由以上四大方向衍生出來一系列的解決問題的方案。
1. 正確選材。不同材料在不同環(huán)境中，腐蝕的自發(fā)性和腐蝕速度都可能不同。在特定環(huán)境中，選用腐蝕自發(fā)性小，更重要的是選用腐蝕速度較小的材料，就可以使設(shè)備部件的使用壽命延長。這是廣泛使用的、簡便而行之有效的方法。但是要正確選材，不僅需要正確、完整的數(shù)據(jù)，也需要一定的腐蝕及防腐知識。
2. 鈍化。金屬表面生成鈍化膜后，腐蝕擴(kuò)散阻力變得很大，腐蝕實際上停止了。對可能鈍化的金屬可采取下列幾種方法促進(jìn)鈍化：（a）提高溶液的氧化能力，加入氧化劑。如鉻鎳不銹鋼在不含氧的硫酸中，在很大的濃度范圍內(nèi)是活化態(tài)，腐蝕較嚴(yán)重，但加入少量硫酸銅或硝酸等氧化劑，就可使不銹鋼轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)。又如鹽酸中加入氧化劑后，可以降低對鈦的腐蝕；（b）導(dǎo)入陽極電流，提高溶液電位。當(dāng)電位逐漸上升，腐蝕也逐漸上升，但到達(dá)鈍化區(qū)后，腐蝕電流突然下降，電位則直線上升，利用恒電位器，使電位保持在鈍化區(qū)，腐蝕率可保持很低的值。通電方向是以金屬設(shè)備為陽扱，所以這種保護(hù)法通稱陽極保護(hù)，適用于容易鈍化的金屬。工業(yè)上已用在處理硫酸、磷酸、碳酸氫銨液等的不銹鋼或碳鋼設(shè)備上；（c）合金化，金屬中加入容易鈍化的合金成分，當(dāng)加入量達(dá)到一定比例之后，便得到耐蝕性優(yōu)良的材料。如當(dāng)鐵鉻合金中的鉻大于12%，鐵硅合金中的硅大于14%，鎳銅合金中的鎳大于30%～40%時，就得到耐蝕性優(yōu)良的不銹鋼、高硅鐵、銅鎳合金或蒙耐爾合金等。它們在許多環(huán)境中比基體金屬鐵、銅更容易鈍化。在含鉻鋼中加入鎳，可擴(kuò)大鈍化范圍，還可提高機(jī)械性能，含鉻18%，鎳9%的不銹鋼是工業(yè)和民用中最廣用的合金。還可以在活性金屬中加入少量貴金屬，如不銹鋼和鈦在某些濃度和溫度的硫酸中是活性的，腐蝕嚴(yán)重，但加入少量的鈀或鉑(0.1%～0.15%)之后，就會使超電壓較低的微陰極増加，因此促進(jìn)了腐蝕電池的形成，陽極電流很快增大，迅即達(dá)到了鈍化區(qū)，使合金的耐蝕性增強(qiáng)；（d）表面鈍化，用成膜劑（鉻酸鹽、磷酸鹽、堿和硝酸鹽、亞硝酸鹽混合物等）處理金屬就能生成堅牢密實的鈍化膜。鋁經(jīng)過陽極處理之后形成的膜，比在大氣中生成的膜更為緊密。這類膜在不太強(qiáng)的腐蝕環(huán)境（大氣、水）中，有優(yōu)良的抗蝕能力。鋼鐵表面的發(fā)藍(lán)就是例子。也可采用表面合金化的方法，將易鈍化的成分（鉻、鋁、硅）滲入鋼鐵表面，表面層接觸氧化氣氛后很容易鈍化。它的抗高溫氧化能力和其它某些耐蝕性均高于底層金屬。
3. 緩蝕劑。緩蝕劑控制腐蝕的機(jī)理是由于促進(jìn)了電池的極化。緩蝕劑按其成分可分為無機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑。無機(jī)緩蝕劑有些使陽極過程減慢，有些使陰極過程減慢。所有促進(jìn)陽極鈍化的氧化劑（如鉻酸鹽、硝酸鹽、Fe3+）或陽極成膜劑（堿、磷酸鹽、硅酸鹽、苯甲酸鹽等），因為是在陽極反應(yīng)，促進(jìn)陽極極化，即為陽極型緩蝕劑。它的效果很好，但有危險。因為如劑量不夠時，膜就不完整，膜缺陷處暴露的陽極面積小，電流密度大，腐蝕更加集中了，容易穿孔。陰極型緩蝕劑則是在陰極反應(yīng)，促進(jìn)陰極極化。如鋅、鈣、鎂的化合物與陰極反應(yīng)產(chǎn)生的OH-生成不溶性的氫氧化物，形成陰極上的厚膜，就會阻滯氧的擴(kuò)散，增加濃差極化，使腐蝕速度減慢。脫氧劑（亞硫酸鈉、肼等）在氧去極化的中性、微酸性液中有效，對處于鈍態(tài)邊沿的不銹鋼則不利，因為破壞了鈍化過程。又如阻抑放氫過程的雜質(zhì)（硫、硒、砷、銻、鉍等化合物）使陰極活化極化增大，因而腐蝕減小。有機(jī)緩蝕劑是吸附型，吸附在金屬整個表面，形成幾個分子厚的不可見的膜，有些螯形劑則能在金屬表面生成一層金屬有機(jī)化合物。它可能使陰極和陽極反應(yīng)都受到阻滯。有機(jī)緩蝕劑的發(fā)展很快。常用品種有含氮化合物，如胺類、雜環(huán)化合物、長鏈脂肪酸化合物，含硫化合物（硫脲類）和含氧化合物（醛）等。緩蝕劑廣用于水、鹽水、油氣井、酸洗、煉油等體系。涂料中也加入緩蝕劑（紅丹、鉛酸鈣等），以防大氣腐蝕。氣相緩蝕劑（二環(huán)己胺亞硝酸鹽和碳酸鹽等）則用于密閉包裝內(nèi)，它的揮發(fā)性大，揮發(fā)后沉積在金屬表面上，形成有效的保護(hù)薄膜。緩蝕劑也有不利方面，如可能污染產(chǎn)品，特別是食品；可能在生產(chǎn)流程的這部分有利，進(jìn)入另一部分有害；還可能阻抑了需要的反應(yīng)，例如酸洗時，使去膜 速度降低到不適用的程度。
4. 陰極保護(hù)。從外部導(dǎo)入電流，方向是以被保護(hù)設(shè)備作為大陰極，這時一部分外電流進(jìn)入局部陰極，一部分進(jìn)入局部陽極。導(dǎo)入電流有兩種方式。一是利用外電源，體系中加入一塊導(dǎo)流電極（石墨、高硅鐵、廢鋼等）作為陽極。另一是將一塊電位較低的金屬（如比鐵電位低的鋅、鎂、鋁及其合金）與被保護(hù)的金屬設(shè)備連接，使兩者在電解液中構(gòu)成原電池。這時電位較低的金屬（鋅、鎂等）作為陽極會逐漸被腐蝕，所以也稱犧牲陽極。陰極保護(hù)廣泛用于地下管道及其它埋在土中的金屬設(shè)備、海船、港灣碼頭設(shè)備、水槽、水庫閘門、油、氣井等。陰極保護(hù)是一種既經(jīng)濟(jì)簡便又行之有效的方法。
5. 金屬鍍層。鍍一層或多層（二至三層）較耐腐蝕的金屬（如鉻、鎳、鉛等），可以保護(hù)底層的鋼鐵。鍍層一般很薄，只有幾十微米，因此不可免的存在微孔，當(dāng)溶液滲入微孔時，構(gòu)成了鍍層-底層腐蝕電池，鉻、鎳、鉛等成為陰極，反會加速鋼鐵的腐蝕。因此，電位比鐵高的鍍層（包括易鈍化的金屬如鉻、鈦、及貴金屬金、銀等）只適于腐蝕性較緩和的環(huán)境。不銹鋼、鈦、鎳、銀等的薄板襯里，因消除了微孔，則可用于各種強(qiáng)腐蝕環(huán)境。賤金屬保護(hù)層如電鍍或浸鍍鋅（白鐵皮），保護(hù)機(jī)理和前述鋅粉涂料相同。鍍層雖然有微孔，但鋅作為犧牲陽極，可保護(hù)底層鐵，它是陰極保護(hù)的另一形式。鐵鍍錫層（馬口鐵皮）廣用于食品工業(yè)中, 如作罐頭盒等。錫的標(biāo)準(zhǔn)電位比鐵高，但是在食品所含的有機(jī)酸中，錫的電位卻低于鐵，所以也屬陰極保護(hù)鍍層。
6. 涂料。涂料是應(yīng)用最廣泛的一種防腐手段。它通常由合成樹脂、植物油、橡膠漿液、溶劑等配制而成，覆蓋在金屬面上，干后形成薄層多孔的膜，雖然不能使金屬與腐蝕介質(zhì)完全隔絕，但使介質(zhì)通過微孔的擴(kuò)散阻力和溶液電阻大大增加，腐蝕電流下降。
7. 非金屬襯里。鋼鐵在非氧化性酸類和酸性鹽溶液中腐蝕嚴(yán)重，但許多非金屬卻有優(yōu)良耐蝕性。所以化工設(shè)備廣泛采用橡膠襯里、熱塑性塑料襯里、厚漿型涂層襯里、鱗片膠泥襯里、玻璃鋼/復(fù)合材料（纖維增強(qiáng)熱固性塑料）襯里、磚板襯里等，將腐蝕環(huán)境和金屬隔離開。有些設(shè)備也可全部用非金屬代替（如整體塑料設(shè)備、整體玻璃鋼設(shè)備等）。
8. 控制腐蝕環(huán)境。消除環(huán)境中直接或間接引起腐蝕的因素，腐蝕就會停止，但大多數(shù)環(huán)境（如大氣、海水、土壤等）是無法控制的，化工生產(chǎn)流程也不能任意更動。如果改變環(huán)境對于產(chǎn)品、工藝等不會造成有害的影響時，在個別情況下也可釆用這種方法，有時還是唯一有效的方法。如鍋爐水去氧，煉油和其它工藝中加堿調(diào)節(jié)pH值，溫度太高時冷卻降溫，工藝中采用緩和的介質(zhì)代替強(qiáng)腐蝕介質(zhì)等。上述采用緩蝕劑、電化學(xué)保護(hù)等也屬于控制腐蝕環(huán)境。
9. 改善設(shè)計?？刂聘g的工作應(yīng)從設(shè)計開始，設(shè)計人員應(yīng)該了解腐蝕的基本知識，以避免那些加速腐蝕的錯誤設(shè)計和加工處理方法。應(yīng)盡可能避免造成腐蝕電池的結(jié)構(gòu)因素，例如避免兩種不同金屬接觸和不同部位的濃度差別，消除不便排液的死角、縫隙，使溶液各部分濃度和含量均勻，避免各部位溫度和應(yīng)力的差別。如存在可以引起應(yīng)力腐蝕破裂的環(huán)境，那么對有殘余應(yīng)力的部件應(yīng)消除應(yīng)力或采取其他有效措施等。
耐蝕涂層或襯里應(yīng)用于化學(xué)品浸泡狀態(tài)的儲罐、設(shè)備及管道的內(nèi)表面防腐屬于典型的第三大方向的“6. 涂料”和“7. 非金屬襯里”。這也是化學(xué)品浸泡狀態(tài)的儲罐、設(shè)備及管道的內(nèi)表面防腐設(shè)計時采取最普遍、最廣泛的解決方案。
②耐腐蝕數(shù)據(jù)來源
最可貴的途徑是直接經(jīng)驗，但是直接經(jīng)驗總是有限，因此應(yīng)用最廣的方法還是査腐蝕手冊，常見的腐蝕手冊有：《腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊》（左景伊,左禹主編,1995年）、《材料的耐蝕性和腐蝕數(shù)據(jù)》（黃建中,左禹主編,2003年）、《Uhlig's Corrosion Handbook, Third Edition》(R. Winston Revie)等。北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院李曉剛教授主導(dǎo)的“國家材料環(huán)境腐蝕試驗與共享的規(guī)范化平臺”也積累了大量的腐蝕數(shù)據(jù)。當(dāng)然還有更多的零散的腐蝕數(shù)據(jù)手冊和案例數(shù)據(jù)庫散落在各個防腐蝕材料及設(shè)備廠家，筆者已經(jīng)整理統(tǒng)計了近20年的大量的材料應(yīng)用數(shù)據(jù)、案例數(shù)據(jù)以及大量實驗室耐腐蝕數(shù)據(jù)，期待有朝一日可以對外出版，造福整個行業(yè)。
但是由于“材料－環(huán)境”的組合幾乎是無限大，影響耐蝕性的因素是如此眾多。任何一本手冊也不可能將數(shù)據(jù)收集完備。它只包含主要的介質(zhì)和條件。當(dāng)選材者的特定環(huán)境與手冊所載有微小的、但卻有重要影響的差別時，這時就需要借助理論知識和經(jīng)驗的幫助。
數(shù)據(jù)中否定的結(jié)論是十分有用的，它可以使選材者在一瞥之下避免大量的浪費(fèi)。例如手冊記載不銹鋼在鹽酸中不耐蝕，鈦合金在甲醇中可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂等，那么就應(yīng)絕對避免這樣的組合（除非采取了有效措施）。如果手冊中數(shù)據(jù)缺乏或不充分，選材者還不能憑自己的經(jīng)驗作出決定時，就需要進(jìn)行腐蝕試驗。往往先進(jìn)行實驗室篩選或現(xiàn)場掛片試驗，取得初步結(jié)果后，再進(jìn)行實物或應(yīng)用試驗。
小試件試驗結(jié)果，金屬用均勻腐蝕率結(jié)合局部腐蝕的情況進(jìn)行評價，非金屬迄今還沒有很好的評定方法，對于塑料和橡膠，下列標(biāo)準(zhǔn)可供參考：
抗彎強(qiáng)度下降 <25%
重量或尺寸変化 <5%
硬度（洛氏M） <30%
滿足了上述條件，就認(rèn)為這種材料在試驗期限或更長一些時間內(nèi)是可用的。不論是金屬或非金屬，由于腐蝕情況可能隨時間變化，所以顯然短期試驗結(jié)果不及長期應(yīng)用經(jīng)驗可靠。另外，就環(huán)境而言，玻璃瓶和大設(shè)備的條件有差別，而且生產(chǎn)條件可能有波動。就材料而言，試件的小面積和設(shè)備大表面的復(fù)雜情況不可能一樣，而腐蝕主要和表面情況有重要關(guān)系。
舉個例子，說明由于試驗室和生產(chǎn)條件的差別所引起的結(jié)果誤差。試驗室的試驗結(jié)果表明，銅在不含氧的稀硫酸中有良好耐蝕性。但是作為盛稀疏酸的貯槽時，水線部位迅速產(chǎn)生腐蝕。這是因為酸內(nèi)雖沒有溶入氧，但水線處卻與空氣中的氧接觸。試驗室忽略了這個條件，所以就發(fā)現(xiàn)不了這一問題。不銹鋼是靠氧來維持有效的鈍化保護(hù)膜的。不銹鋼貯酸槽因為底部深，氧不易達(dá)到，因而可能產(chǎn)生腐蝕。在試驗室的淺容器中，試件各部分都能獲得較多的氧，因此發(fā)現(xiàn)不了上述生產(chǎn)中的問題，而顯示出較低的腐蝕率。上面例子說明，選材試驗必須緊密結(jié)合生產(chǎn)實際。
③如何正確進(jìn)行防腐選材
正確選材是最重要也是最廣用的防腐蝕方法。選材的目的是保證設(shè)備或物件能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有合理的使用壽命和最低的經(jīng)濟(jì)支出。因此，在任何一個“材料-環(huán)境”體系中，對材料的要求是：
1 化學(xué)性能或耐蝕性能滿足生產(chǎn)要求；
2 物理、機(jī)械和加工工藝性能等能滿足設(shè)計要求；
3 總的經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)越。
就第1項要求說，因為所有的設(shè)備、物件都是在一定環(huán)境中操作的，而所有的環(huán)境（除了個別情況）都具有不同程度的腐蝕性，因此，它是首先應(yīng)考慮的問題。過去和現(xiàn)在不斷發(fā)生大量設(shè)備事故，其中大部分（化工廠中占50%以上）事故是由腐蝕引起的，而其主要原因則是選材不慎。單靠一些數(shù)據(jù)往往還不夠，還需要充分考慮各種環(huán)境和設(shè)計因素。
就第2項要求說，看來似乎簡單，但是它和第1項有錯綜復(fù)雜的關(guān)系。所謂“防腐蝕工作必須從設(shè)計桌上開始”，就意味著正確選材是設(shè)計工作重要的一環(huán)。設(shè)計者應(yīng)該運(yùn)用腐蝕觀點(diǎn)來考慮設(shè)計，而搞腐蝕選材工作者則應(yīng)結(jié)合設(shè)計因素來考慮選材。如果忽視環(huán)境變化和設(shè)計因素對腐蝕的影響，就會引起設(shè)備意外或過早的腐蝕，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。如果熟悉這些因素的影響，并能靈活運(yùn)用，那么腐蝕問題會得到更妥善的解決。腐蝕是很復(fù)雜的現(xiàn)象，材料的品種和性能也十分繁雜，顯然正確選材也是一項復(fù)雜的任務(wù)。對一個良好的選材者的要求是，具有豐富的腐蝕基本理論知識，對材料的廣泛知識，必要的工程知識。解決現(xiàn)實問題的能力和豐富的實踐經(jīng)驗，理論知識固然重要，經(jīng)驗尤其可貴。對一個復(fù)雜的腐蝕問題，有時候需要從理論上深入考慮，有時候卻只需要一些幫識就可解決。但是要找到問題的癥結(jié)，卻必須對事物作細(xì)致的分析研究。
選材時首先應(yīng)詳細(xì)了解“材料-環(huán)境”體系的內(nèi)容，然后研究各項環(huán)境和設(shè)計因素，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)平衡。
④防腐設(shè)計
防腐設(shè)計中一般下列因素都要考慮。
1. 縫隙和死角的設(shè)計。選材時必須考慮縫隙的腐蝕特性。概括起來說，要避免縫隙腐蝕，或防止腐蝕介質(zhì)進(jìn)入縫隙，需要改進(jìn)安裝、連接和焊接方式，保證接頭處不滲透，或用焊料將縫隙焊滿，或用塑性填充，也可用加有緩蝕劑的涂料保護(hù)縫隙表面。
2. 電偶因素。選材時不應(yīng)只孤立地考慮一個設(shè)備或部件，而應(yīng)同時考慮與它連接的其它設(shè)備的材料。如果不同金屬互相接觸，就會構(gòu)成電偶，促進(jìn)陽極金屬的腐蝕。當(dāng)電位較低的金屬（如鐵）與電位較高的金屬（如銅）在電解液中相接觸時，鐵就成為陽極，加速腐蝕，而銅則反而得到保護(hù)。如果鐵單獨(dú)存在，腐蝕要小得多。兩種金屬電位的差距越大，陽極腐蝕越嚴(yán)重。當(dāng)溶液濃度變化時，電位也會變化。另一種情況，一些易鈍化的、易產(chǎn)生氧化膜的金屬，如鈦、鋯、鉻、鋁等在氧化環(huán)境中電位很高。在電動序中鉻的電位比鐵低，但在含氧的水溶液中由于生成了鈍化膜，電位接近銀，它實際上成了一個氧電極。當(dāng)它和鐵接觸，成為電池的陰極，加速了鐵的腐蝕。
3. 接觸因素。材料相互接觸可產(chǎn)生縫隙或電偶腐蝕，除此之外，還有其它不利因素。金屬和非金屬接觸也經(jīng)常促進(jìn)前者的腐蝕。含氯化物的絕緣材料如被水浸濕，與不銹鋼接觸時，會引起不銹鋼的應(yīng)力腐蝕破裂。
4. 雜散電流。雜散電流的來源有電車、發(fā)電設(shè)備、電解槽和陰極保護(hù)設(shè)備。遭受危害的是地下結(jié)構(gòu)，如管道、電纜、地下埋設(shè)和半埋設(shè)金屬設(shè)備等。設(shè)計地下結(jié)構(gòu)時，應(yīng)調(diào)查附近有否雜散電流的來源，如果有時，應(yīng)釆取適當(dāng)措施，如地下結(jié)構(gòu)用塑料或涂料絕緣，或用排流方法，將結(jié)構(gòu)直接或通過整流器與負(fù)電饋線連接，使結(jié)構(gòu)成為陰極（陰極保護(hù)）。
5. 應(yīng)力與載荷。許多設(shè)備都承受一定的外應(yīng)力與載荷，在制造、加工（特別是焊接）和熱處理過程中還會產(chǎn)生不同程度的局部殘余應(yīng)力，在特定環(huán)境中會發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，需要熱處理等相應(yīng)措施消除應(yīng)力。
6. 焊接和其它加工工藝。焊縫造成了縫隙腐蝕，焊接過程中焊縫附近的溫度達(dá)到了合金（如不銹鋼、鋁合金）的敏化溫度，引起晶間腐蝕，焊接過程中焊縫附近因受熱不均產(chǎn)生了熱應(yīng)力（殘余應(yīng)力）。
7. 腐蝕裕度和防腐措施。腐蝕率過大的材料一般不會選用，很小的不必考慮裕度，中等的則要考慮腐蝕裕度。薄的涂層和鍍層總是有微孔的，一般不宜用于嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境如鹽酸、硫酸中。涂層太厚則又容易脫落。襯磚的膠泥縫，特別是硅膠泥，也是多孔的，需要在鋼壁和磚之間加一層不滲透的耐蝕中間層。襯里設(shè)備不宜用于溫度劇變的環(huán)境，因為襯里材料和外殼金屬的膨脹系數(shù)差別大，很容易脫離開，使裂縫加大。陰極保護(hù)如“過保護(hù)”，會使兩性金屬遭受腐蝕，陽極保護(hù)如過鈍化或達(dá)不到鈍化電位時，也會加速腐蝕。緩蝕劑，特別是陽極緩蝕劑，如用量不夠或用法不適當(dāng)，會引起嚴(yán)重的孔蝕。
8. 材料和環(huán)境的其它有害反應(yīng)。除了腐蝕程度外，選材時還必須注意材料對環(huán)境的其它有害反應(yīng)，例如是否會染污產(chǎn)品質(zhì)量，影響工藝流程等。有些小量腐蝕產(chǎn)物能使產(chǎn)品的色、香、味變質(zhì)，即使腐蝕率很低，這在食品、醫(yī)藥、纖維、化妝品一類工業(yè)中通常也是不許可的。在食品和醫(yī)藥工業(yè)中絕對不容許有毒的腐蝕產(chǎn)物污染，如鉛和含鉛的材料就都不能使用。鋁的腐蝕產(chǎn)物色淺、無毒，即使腐蝕率較大，在輕工業(yè)中也被廣泛應(yīng)用。有些微量金屬離子可能使催化劑中毒，或引起生產(chǎn)過程中有害的副反應(yīng)，甚至發(fā)生火災(zāi)，爆炸等事故；在某些生化過程（如發(fā)酵）中可能毒害有益的微生物。在所有上述情況下，不論腐蝕率多么低，這樣的材料都不可選用。
9. 材料的物理、機(jī)械和加工工藝性能。對設(shè)計者來說，材料的重要物理、機(jī)械性能有：密度、熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、彈性模量、伸長率、沖擊強(qiáng)度、硬度、蠕變強(qiáng)度、疲勞極限等。這些數(shù)值在一般手冊中都可找到。強(qiáng)度是設(shè)計最重要的依據(jù)之一。但是應(yīng)該記住，所有設(shè)備部件都是在腐蝕環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)的，如采用手冊中的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（或稱名義強(qiáng)度，即在空氣中試驗的平均值），常常會發(fā)生過早的破壞，對于可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂或腐蝕疲勞的環(huán)境尤其如此。對物理、機(jī)械性能的要求隨所設(shè)計的設(shè)備部件特性而不同。如換熱設(shè)備要求材料具有高熱導(dǎo)率；運(yùn)動部件（如泵葉輪）要求高強(qiáng)和高硬度，如液體中含有固體顆粒，對耐磨損的要求更高；墊片和填充料要求有彈性和韌性；電解、電鍍設(shè)備和其它電器部件，有些要求良好的導(dǎo)電性，有些要求電絕緣性；也有些部件對光、聲、磁性能有一定要求。對于物理性能，有時也需要結(jié)合腐蝕一同考慮。以換熱器為例，非金屬材料除石墨外，熱導(dǎo)率很低，一般被排除在選材之外。但是金屬管道的最初傳熱系數(shù)雖很高，但由于沉積了腐蝕產(chǎn)物膜或水垢等，傳熱系數(shù)迅速下降，而且膜垢使管徑堵塞，輸送量減小。所以有些設(shè)計者寧愿采用玻璃管或加入石墨填料的氟塑料管，雖然材料的熱導(dǎo)率低得多，但沒有上述缺點(diǎn)，可以長期保持一定的傳熱系數(shù)，同時具有非常優(yōu)良的耐蝕性。加工工藝也不單純與制造設(shè)備有關(guān)，有些必須考慮對腐蝕的影響。特別是焊接，熱處理和冷加工等，不適當(dāng)?shù)募庸すに囃鶗饑?yán)重腐蝕。
10. 經(jīng)濟(jì)性。腐蝕本身是一項經(jīng)濟(jì)問題。選材的目的就是要選擇一種經(jīng)濟(jì)耐用的材料，也就是需要從材料價格、設(shè)備壽命、檢修周期、維護(hù)和檢修費(fèi)用、停產(chǎn)損失、廢品價值等方面綜合考慮，選擇符合最佳條件的材料。材料和設(shè)備的單價固然要考慮，但是由于生產(chǎn)周期縮短引起停產(chǎn)的損失可能更大得多。一般大型連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備總希望壽命長，檢修次數(shù)少，所以寧愿釆用成本高、耐腐蝕性強(qiáng)的材料（貴金屬和合金可以用作襯里）。但是，短期運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，例如，中間試驗設(shè)備和小型、間斷操作的設(shè)備以及一些容易更換的零部件，則可選用成本低、耐蝕性也較低的材料。當(dāng)然，大型設(shè)備也不是都認(rèn)為壽命越長越好，例如，設(shè)計一座橋梁的預(yù)期壽命是100年，設(shè)計一套化工設(shè)備則因為生產(chǎn)工藝在役期內(nèi)可能革新，預(yù)期壽命可以根據(jù)估計的更新周期適當(dāng)短些。在這種情況下，如設(shè)備的壽命超過更新周期，顯然也是浪費(fèi)。材料的來源是個現(xiàn)實問題。一種更好的材料如果不能及時到貨，那么，延誤開車生產(chǎn)所造成的損失通常比采用次等材料但卻能及時開車所造成的損失更大。因為后者是因設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期可能縮短造成了損失，但及時開車肯定能獲得更大的收益。由此看出，正確選材不僅需要有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識，還要有經(jīng)濟(jì)核算的觀點(diǎn)，熟悉各類材料和設(shè)備的市場動態(tài)。如能做好選材工作，顯然，就將從嚴(yán)重的腐蝕危害中挽回巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
⑤全生命周期的全面腐蝕控制考慮因素出發(fā)點(diǎn)的先后次序
全生命周期的全面腐蝕控制考慮因素順序如下。
1.首先：材料的耐腐蝕、耐溫、粘結(jié)性能滿足介質(zhì)環(huán)境工況以及現(xiàn)場的要求
這里面提到的耐腐蝕性能包括但不限于材料本身的耐腐蝕性能，還包括上文提到的腐蝕裕量、電偶考慮因素、動態(tài)載荷下的耐腐蝕性能等。耐溫性能也指的不是單純的耐溫性能，還包括需要考慮到實際工況的最高環(huán)境溫度、最低環(huán)境溫度、事故狀態(tài)溫度、溫差變化、溫差變化頻率、酸堿中和等化學(xué)反應(yīng)以及特殊工藝導(dǎo)致局部溫度等。有些防腐蝕材料的耐腐蝕和絕對耐溫都滿足要求，但在一定溫度下，與基材的粘結(jié)性能就下降，導(dǎo)致盡管可以耐腐蝕耐溫，但卻大面積脫落的失敗案例。
2. 其次：耐腐蝕材料的物理機(jī)械性能以及加工工藝性能滿足設(shè)計要求，具備可成型性、防腐蝕方案具備可操作可作業(yè)性
這里面提到的是不同的耐腐蝕材料有不同加工工藝要求，需要結(jié)合實際現(xiàn)場條件或者工況去判斷。有些材料需要高溫成型，而現(xiàn)場不具備這樣的條件；而有些材料現(xiàn)場根本不方便制作，必須要工廠化提前預(yù)制好整體設(shè)備或者部分構(gòu)件，再到現(xiàn)場去安裝或組裝。
3. 最后：總的經(jīng)濟(jì)效果最優(yōu)化
在滿足要求的情況下，成本越省越優(yōu)化。部分場合，要是一次性投入太高，幾乎相當(dāng)于整體更換好幾次的成本，這時候還不如去做合金、工程塑料等特殊整體方案。經(jīng)濟(jì)上的最高效最優(yōu)化才是節(jié)省社會資源創(chuàng)造最大效益的唯一正解。
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