金属管材防腐技术

对腐蚀性介质中的金属材料和产品，采用多种防腐技术，延长金属产品的使用寿命，保证工艺设备的安全平稳运行。

合理选择

这是预防和控制设备腐蚀最常用、最有效的方法之一。选材必须：①了解环境因素和腐蚀因素，包括介质类型、浓度、温度、压力、流动状态、杂质种类和数量、氧含量、是否有固体悬浮物和微生物;②研究相关数据;③根据实际情况进行模拟试验，获得可靠的选材数据。这样可以了解材料的耐腐蚀性和工艺特点;④综合考虑材料的耐腐蚀性和经济性;⑤考虑适当的防腐措施。

表面保护

对金属材料及其制品的表面进行处理，形成保护层，使金属表面与外部介质分离，防止两者相互作用，同时获得装饰外观。表面保护是防止或减少母材腐蚀最常用的方法。有两种常见的表面保护涂层：金属涂层和非金属涂层。

金属涂层

金属表面涂层有以下方法：

①扩散镀：又称表面合金化处理。通过热扩散，将耐腐蚀金属或合金渗入母材表面，与母材形成固溶体或金属间化合物。这种耐腐蚀的表面叫做渗透涂层。待镀件嵌入由惰性填料、待镀金属元素和卤化物活化剂组成的渗透箱中。在氢气或惰性气氛中，在规定的温度条件下保持一定时间，使渗入的金属与母材相互扩散，直至在母材表面形成合金涂层。耐腐蚀的渗透元素通常是锌、铝、铬、硅等，根据基材和耐腐蚀要求选择。例如，钢渗铝可以在其表面形成25%～30% Al含量的Fe-Al合金层，具有良好的抗氧化性和硫化性。

②喷镀：用压缩空气或惰性气体将熔融金属喷在金属制品表面，形成保护层。本方法常用于喷涂高熔点金属或耐火材料，或喷涂大面积工件及修补工件。喷镀的缺点是镀层与母材结合不良，镀层疏松。常用的喷涂方法有火焰喷涂、等离子喷涂等。

③电镀：用直流电从电镀液中电沉积金属，晶体作为阴极沉积在工件表面形成电沉积。电镀技术广泛应用于耐腐蚀、耐磨和装饰设备中。

此外，还有热浸镀、金属镀膜、真空镀膜、气相沉积、阴极溅射等表面保护技术。近年来，离子注入、激光非晶表面处理等新技术也在迅速发展。

非金属涂层

常用于提高产品的耐腐蚀性和装饰性。有机涂料包括涂料(含油漆)、塑料、橡胶等;无机涂料包括搪瓷、玻璃等。

化学转化膜也是一种非金属涂层。其方法是将工件通过电解或浸泡处理，放入特定的化学溶液中，使工件的金属表面产生一种涂层。化学转化膜的主要类型有磷酸盐膜、铬酸盐膜、氧化膜和阳极氧化膜。

在金属制品的运输和贮存中使用临时保护剂。涂层应防锈，使用前易于清除。常用的有油膜、可剥离塑料膜和挥发性缓蚀剂。

环境(介质)处理

改变腐蚀介质的性质，防止或减少金属产品或设备的腐蚀。这种方法只能在腐蚀介质体积有限的情况下使用。环境处理可分为两类：

消除或减少介质中有害成分的常用方法有：①除湿防尘，消除空气中含有的水蒸气、二氧化硫和粉尘等有害成分;②除氧是锅炉水处理的主要技术，能有效控制锅炉系统的水腐蚀;③脱盐，在精制前，将原油中所含的各种盐(如氯化镁)降低到合理水平，以减少精制设备的腐蚀。这是原油处理的一项重要工作。

在腐蚀介质中加入少量缓蚀剂，可显著降低腐蚀速率。有两种抑制剂：无机和有机。无机缓蚀剂包括硝酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸钾和其他氧化性缓蚀剂;磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等非氧化性缓蚀剂。有机缓蚀剂包括胺、醛、杂环化合物、咪唑啉和有机硫化物。这些缓蚀剂虽然化学结构不同，但在酸性介质中缓蚀率较大。缓蚀剂的缓蚀效果与腐蚀介质的各种参数和条件密切相关，应严格选择。一些抑制剂是有毒的，不能用于与食品制备相关的介质中。此外，气相缓蚀剂(如防锈纸)广泛应用于金属制品的防大气腐蚀。

电化学保护

根据电化学原理控制金属在电解液中的腐蚀称为电化学保护，包括阴极保护和阳极保护。

阴极保护有两种方法：牺牲阳极法和外加电流法。①牺牲阳极法是将电极电位比被保护金属设备的电极电位负的金属或合金连接起来，以防止或减少腐蚀。该方法设备简单，安装方便，无外接电源，无杂散电流干扰，保护效果好，应用广泛。牺牲阳极材料的要求是：其电极电位必须足够负，阳极极化率小;单位电耗大;自腐蚀小，电流效率高;材料来源充足，价格便宜，加工容易。安装方便，不污染环境。目前，牺牲阳极材料有三种：镁及其合金、锌及其合金、铝及其合金。②外加电流阴极保护法是利用外加电流使被保护金属的阴极极化，防止微电池的腐蚀，达到保护的目的。外加电流阴极保护系统由可控直流电源、辅助阳极和参比电极三部分组成。随着电子工业的飞速发展，外加电流阴极保护技术取得了长足的进步，并在许多领域取代了牺牲阳极法。外加电流阴极保护法在船舶和地下管道腐蚀防护中具有绝对优势。特别是采用恒电位仪自动调节和控制输出电位，使被保护设备往往处于最佳保护电位，且效果更为显著。

阳极保护将被保护的金属设备连接到直流电源的正极上，通过电流进行阳极极化，使电极电位向正方向移动，增加到一定值，金属将被钝化，从而大大降低腐蚀速率。阳极保护只能用于具有活化和钝化性能的金属。该技术已应用于接触硫酸、磷酸、有机酸、液肥等介质的生产设备。

防腐设计

防腐设计包括：

①合理选材;②防腐方法的选择;③防腐结构设计;④防腐强度设计;⑤根据防腐要求考虑加工方法;⑥提出正常生产中的防腐管理要求。防腐结构设计在防腐设计中占有重要地位。如果不从防腐的角度考虑结构设计，往往会引起机械应力和热应力的增大、管道内流体物质的停滞和集中、局部过热、电偶腐蚀等现象，加速腐蚀过程。通过改变设备部件的几何形状，确定合理的材料匹配和装配工艺，可以减少或防止腐蚀。