作為防腐人,濃差腐蝕大家耳熟能詳,濃差引起的定向擴散滲透以及粒子擴散運動造成的電位差引起的電化學腐蝕大家都能隨口說出,今天要說的“溫差腐蝕”、“冷壁效應(yīng)”特別是冷壁效應(yīng)可能對大多數(shù)防腐人來說是一個新名詞,但如果你了解了這個新名詞也許你心里很多疑問就會解開,很多難以分析的腐蝕難題也有了答案。 所謂的溫差腐蝕,指的是當容器或設(shè)備出現(xiàn)溫度差時,不同溫度段的分子(離子)運動劇烈程度不同,而且遵循溫度高的部位定向向溫度低的部位傳熱,這就使設(shè)備內(nèi)部形成了“溫差傳熱動力”,對于固體來說溫度的傳遞由分子間的碰撞來完成,對于流體來說溫度的傳遞是由分子對流換熱來完成。無論是分子碰撞還是對流換熱,這勢必會破壞濃度的平衡、電場的平衡,在熱動力下,分子、離子的滲透力更為強勁,如滲透力大于漆膜抗?jié)B力則意味著防腐失效;如滲透厚度超過道間厚度,則越是致密越是抗?jié)B性好的涂層越容易出現(xiàn)道間起泡。 溫差腐蝕的發(fā)生還與溫度變化導致的基材、防腐涂層的熱脹冷縮有關(guān),熱脹冷縮是一種形變,形變就意味著物體不能保持原來的形態(tài)(尺寸),這多出來的讓其形變的力就是物體在受到溫度變化后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,而內(nèi)應(yīng)力的集中及消除往往會集中在物體的薄弱點或形變點(如兩個端面的交界處),在應(yīng)力集中的地方形變會更大,見縫插針的介質(zhì)滲透起來會更加容易。 冷壁效應(yīng)其實也是溫差腐蝕中的一種,不過它多指沒有隔熱措施的密閉空間的內(nèi)腐蝕。所謂的冷壁效應(yīng)就是:介質(zhì)與涂層的溫度差大于涂層與基材的溫度差時,腐蝕介質(zhì)(液態(tài)或氣態(tài))被迫滲入涂層與基材之間且在低溫基材上冷凝,從而形成腐蝕、起泡等防腐失效。 在正常情況下,介質(zhì)在漆膜上的滲入與滲出是平衡的,而在溫差動力下,熱端造成的滲透力增強導致滲入速率遠超過滲出速率,在滲入量及滲入動力的雙重疊加下介質(zhì)的滲透性增強,再在高溫下作用下滲入?yún)s難滲出的氣液介質(zhì)體積膨脹,形成鼓包,而鼓包的過程也是卸壓的過程,鼓包內(nèi)的介質(zhì)在低壓下更易冷凝,這也是大家挑開鼓包后是一汪液體的原因。 了解了溫差腐蝕、冷壁效應(yīng)的原理,我們再來分析下如何防治這種腐蝕。這種腐蝕的根本原因是滲透,那么我們是不是可以: 1. 采用抗?jié)B性強的材料做防腐涂層; 2. 采用加厚防腐涂層來加長滲透路徑; 3. 采用鱗片狀涂料來制造迷宮效應(yīng)延長滲透路徑。 實際上人們也是這么去探索的,比如用聚脲來加強抗?jié)B性,比如用環(huán)氧云母中間漆來形成鱗片結(jié)構(gòu)等等,但測試的結(jié)果雖有改善卻并沒有預(yù)測的那么好,溫差腐蝕還是發(fā)生了。于是,聚脲在使用說明中添加了下面這段限制語句:避免將聚脲應(yīng)用于存在10%溫度梯度且無絕熱措施的鋼儲罐上! 于是人們開始采用環(huán)氧玻璃鱗片來厚涂嘗試此類防腐,因其能達到毫米級厚度且能襯布,所以效果還是不錯的。不過對于強溶劑、含HF酸介質(zhì)、空間不足的容器或通道等,玻璃鱗片就只能頹然退場了。 其實,大家只抓住了溫差腐蝕是滲透性腐蝕這一要點,沒有考慮這種腐蝕是由“溫差”造成的!在溫差縮小、抗?jié)B性加強的情況下溫差腐蝕是不是就會被弱化?比如溫度梯度小于10%是不是就能用聚脲了?所以,任何防腐材料的選擇和方案的設(shè)計都應(yīng)緊扣腐蝕原因,從根本出手進行防治。如果在這種工況下有一種材料具有下述功能是否能弱化溫差腐蝕呢? ü 涂層致密抗?jié)B性強; ü 涂層熱穩(wěn)定性高溫度變化時形變量。 ü 涂層導熱性高,能迅速平衡內(nèi)外溫差; ü 涂層具有極強的化學、物理惰性,可耐受酸、堿、鹽、有機物的腐蝕; ü 涂層可厚涂。 顯然如果涂層具備上述優(yōu)點,那么溫差腐蝕是不是就會被較好的防治?但這種涂料真的有嗎?答案是肯定的,志盛威華陶瓷涂料就具備以上性能!因為它是: 1.采用抗?jié)B性強、化學惰性強、導熱系數(shù)高的樹脂作為成膜物; 2.采用鱗片形、化學惰性強、導靜電、導熱系數(shù)高的顏填料作為功能材料; 3.采用線膨脹系數(shù)小且熱變形穩(wěn)定的、導熱系數(shù)高的顏填料作為防腐骨料; 4.采用不同性能的晶體陶瓷作為功能性調(diào)節(jié)材料。 作為志盛陶瓷涂料中的一員ZS煙氣防腐涂料在脫硫漿液罐、高低溫煙道、煙囪中成功替代玻璃鱗片被廣泛應(yīng)用這一業(yè)績,就能充分說明陶瓷涂料在解決溫差腐蝕的理論及應(yīng)用的有效性。 并不是每一種腐蝕都被認知,不是每一種涂料都叫陶瓷涂料!關(guān)注我,一起研究、分享更多陶瓷涂料知識吧!