作为防腐人,浓差腐蚀大家耳熟能详,浓差引起的定向扩散渗透以及粒子扩散运动造成的电位差引起的电化学腐蚀大家都能随口说出,今天要说的“温差腐蚀”、“冷壁效应”特别是冷壁效应可能对大多数防腐人来说是一个新名词,但如果你了解了这个新名词也许你心里很多疑问就会解开,很多难以分析的腐蚀难题也有了答案。 所谓的温差腐蚀,指的是当容器或设备出现温度差时,不同温度段的分子(离子)运动剧烈程度不同,而且遵循温度高的部位定向向温度低的部位传热,这就使设备内部形成了“温差传热动力”,对于固体来说温度的传递由分子间的碰撞来完成,对于流体来说温度的传递是由分子对流换热来完成。无论是分子碰撞还是对流换热,这势必会破坏浓度的平衡、电场的平衡,在热动力下,分子、离子的渗透力更为强劲,如渗透力大于漆膜抗渗力则意味着防腐失效;如渗透厚度超过道间厚度,则越是致密越是抗渗性好的涂层越容易出现道间起泡。 温差腐蚀的发生还与温度变化导致的基材、防腐涂层的热胀冷缩有关,热胀冷缩是一种形变,形变就意味着物体不能保持原来的形态(尺寸),这多出来的让其形变的力就是物体在受到温度变化后产生的内应力,而内应力的集中及消除往往会集中在物体的薄弱点或形变点(如两个端面的交界处),在应力集中的地方形变会更大,见缝插针的介质渗透起来会更加容易。 冷壁效应其实也是温差腐蚀中的一种,不过它多指没有隔热措施的密闭空间的内腐蚀。所谓的冷壁效应就是:介质与涂层的温度差大于涂层与基材的温度差时,腐蚀介质(液态或气态)被迫渗入涂层与基材之间且在低温基材上冷凝,从而形成腐蚀、起泡等防腐失效。 在正常情况下,介质在漆膜上的渗入与渗出是平衡的,而在温差动力下,热端造成的渗透力增强导致渗入速率远超过渗出速率,在渗入量及渗入动力的双重叠加下介质的渗透性增强,再在高温下作用下渗入却难渗出的气液介质体积膨胀,形成鼓包,而鼓包的过程也是卸压的过程,鼓包内的介质在低压下更易冷凝,这也是大家挑开鼓包后是一汪液体的原因。 了解了温差腐蚀、冷壁效应的原理,我们再来分析下如何防治这种腐蚀。这种腐蚀的根本原因是渗透,那么我们是不是可以: 1. 采用抗渗性强的材料做防腐涂层; 2. 采用加厚防腐涂层来加长渗透路径; 3. 采用鳞片状涂料来制造迷宫效应延长渗透路径。 实际上人们也是这么去探索的,比如用聚脲来加强抗渗性,比如用环氧云母中间漆来形成鳞片结构等等,但测试的结果虽有改善却并没有预测的那么好,温差腐蚀还是发生了。于是,聚脲在使用说明中添加了下面这段限制语句:避免将聚脲应用于存在10%温度梯度且无绝热措施的钢储罐上! 于是人们开始采用环氧玻璃鳞片来厚涂尝试此类防腐,因其能达到毫米级厚度且能衬布,所以效果还是不错的。不过对于强溶剂、含HF酸介质、空间不足的容器或通道等,玻璃鳞片就只能颓然退场了。 其实,大家只抓住了温差腐蚀是渗透性腐蚀这一要点,没有考虑这种腐蚀是由“温差”造成的!在温差缩小、抗渗性加强的情况下温差腐蚀是不是就会被弱化?比如温度梯度小于10%是不是就能用聚脲了?所以,任何防腐材料的选择和方案的设计都应紧扣腐蚀原因,从根本出手进行防治。如果在这种工况下有一种材料具有下述功能是否能弱化温差腐蚀呢? ü 涂层致密抗渗性强; ü 涂层热稳定性高温度变化时形变量小; ü 涂层导热性高,能迅速平衡内外温差; ü 涂层具有极强的化学、物理惰性,可耐受酸、碱、盐、有机物的腐蚀; ü 涂层可厚涂。 显然如果涂层具备上述优点,那么温差腐蚀是不是就会被较好的防治?但这种涂料真的有吗?答案是肯定的,志盛威华陶瓷涂料就具备以上性能!因为它是: 1.采用抗渗性强、化学惰性强、导热系数高的树脂作为成膜物; 2.采用鳞片形、化学惰性强、导静电、导热系数高的颜填料作为功能材料; 3.采用线膨胀系数小且热变形稳定的、导热系数高的颜填料作为防腐骨料; 4.采用不同性能的晶体陶瓷作为功能性调节材料。 作为志盛陶瓷涂料中的一员ZS烟气防腐涂料在脱硫浆液罐、高低温烟道、烟囱中成功替代玻璃鳞片被广泛应用这一业绩,就能充分说明陶瓷涂料在解决温差腐蚀的理论及应用的有效性。 并不是每一种腐蚀都被认知,不是每一种涂料都叫陶瓷涂料!关注我,一起研究、分享更多陶瓷涂料知识吧!
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