金属腐蚀与防护之防腐蚀设计(二)
（十一）防腐蚀结构设计的若干细则
(1)排液—防止液体停滞金属结构和设备的外形应避免积水，减少易积水的间隙，凹槽和坑洼； 贮罐和容器的内部形状应有利于液体排放；管道系统内部要流线化，使流动顺畅；立式热交换器的上端管束应与管板平齐，卧式热交换器最好向出口端稍倾斜，以避免残留液体；不要使用容易吸收水分和液体介质的绝缘、隔热、包装材料。
设备的外形结构应避免积水
贮罐和容器应有利于排液
立式热交换器上端管束应与管板平齐
(2)消除温度不均和浓度不均
避免局部过热：
被焊组件的厚度不要相差很大；
加热盘管最好安装在容器中心，不要紧靠 器壁；
和高温气体接触的设备，要避免局部地区温度偏低，即避免“冷点”。
避免焊接中产生局部过热
加热方式对器壁温差的影响
避免高温设备对周围色构件的热影响
保温时避免形成“冷点“
冷凝液引起腐蚀及设计改进
转化管的结构改进
消除浓度不均：
为了使溶液中各部分的浓度和充气情况趋向均匀，在必要时应设置搅拌装置；
在向容器中加入浓液时，加入管最好安装在容器中心；
管壳式热交换器的气液交界面是腐蚀严重的部位，这里容易造成有害成分浓缩、温度不均匀、高速气流冲刷。如有可能，提高液面使管束完全浸没，是保护管束的有效措施。
浓溶液的进口管应安装在容器中心
加液管插入容器中心 减少飞溅
立式不锈钢水冷器的结构改进
合成氨气体再沸器的结构改进
(3)避免(或减少)电偶腐蚀影响
用绝缘材料把异金属部件隔离；
降低异金属部件之间的电位差异；
降低电偶对结合处环境的腐蚀性，保持干燥；
增加异金属部件在溶液中的距离(不要靠得太近) ,使腐蚀电池溶液通路的电阻增加；
用非金属涂料层把异金属部件涂复，最常用的是油漆涂料。但要注意不仅涂复阳极性部件，阴极部件也要涂复。
用绝缘的方法防止电偶腐蚀
用封闭的方法防止电偶
措施：
(1)电偶结合鄣的位置距平台(可能积水)不低于15CM
(2)在潮湿的一边结合鄣向下
避免涂漆造成小阳极大阴极的电偶腐蚀电池
排液管
较厚的阳极性部件起阴极保护作用
(4)避免缝隙
选择适当的联接方式，对于不可拆卸联接，只要允许，应优先选用；
当设计中缝隙不可以避免时，可以采取适当措施防止形成闭塞条件；
固体悬浮物质的沉积是造成缝隙的另一个重要原因。为了防止固体物质沉积，在设计时应考虑澄清和过滤的设施；
装置停工时不要用易吸水材料包盖设备；
热交换器管子和管板的连接方式对很多腐蚀问题都有重要影响。
用焊接代替铆接和螺纺联接
选择焊接工艺，避免缝隙
选择正确的法兰结构
(a)螺丝拧紧焊接法兰
(B)插座焊接法兰
(C)插进焊接法兰
(D)凸缘焊接法兰
垫片的尺寸要适宜
保持法兰连接区干燥
增大间隙尺寸，消除闭塞自查报告条件
贮罐的支承
水平容器的支承
热交换器管子和管的联接
(5)减少冲刷(磨损)
改善流体的流动状态，减少湍流和涡旋的形成；
流速要适当。
避免流动方向突然改变，以减小流体的冲击作用。
管道系统中流动截面积不要突然改变，以避免扰动流动状态。
减少气体中夹带的气泡，悬浮固体物质，除去气体和蒸气中的冷凝液滴，可以大大降低液流和气流对设备的磨损。
避免流动方向突然变化
避免截面突然变化引起湍流
从气体中除去凝液，从液流除支空气
除去液流中悬浮固体污物
减少泵吸入管中夹带的空气
避免流体的直接冲击
(6)相对位置
注意设备之间的相互影响，避免腐蚀液体泄漏，腐蚀性气流，振动、高温管道等造成的危害；
装置和设备的选址要考虑到风向、水流等环境条件带来的腐蚀问题。
注意设备之间的相互影响
选择适当的位置十分重要
（十二）衬里设备的结构设计要求
(1)衬里设备的结构必须方便衬里施工和维修，结构应尽可能简单。
(2)设备尺寸应当留出足够余量，特别是接管，以保证在衬里施工后其直径能满足工艺要求 的容积和流量。
(3)衬里设备的结构必须有足够的刚度和强度。
(4)设备基础设计要考虑衬里层增加的重量，特别是大型贮槽、容器、塔器衬砖板，增重是 很大的。
3.应力影响和强度设计
A 应力对腐蚀的影响
(1) 如果材料在使用环境中发生均匀腐蚀，一般将强度和腐蚀分开处理，根据强度要求设计设备壁厚，再加上腐蚀裕量。
(2) 如果材料的使用环境属于发生应力腐蚀破裂(SCC)的特定环境，那么当材料受到拉应力时就可能发生SCC,导致严重的腐蚀问题。
B 消除残余应力影响的措施
(1)避免局部应力集中
(2)考虑设备在运行中因热膨胀、震动、冲击 等原因可能引起的变形。
(3)用热处理消除残余应力
(4)用表面喷丸、喷砂、锤打等方法消除表面拉应力并引入压应力，也可以增加合金材料抵 抗应力腐蚀破裂的能力。
(5)施加阴极保护可以使SCC不发生，已发生的裂纹停止生长。
强度设计
SCC事故按应力的分类
超高强度钢在室温纯水中的应力腐蚀 KI-tf曲线
几种超高强度钢的KIcc
腐蚀对疲劳性能的影响
避免应力集中
消除应力热处理对焊接部伴应力腐蚀破裂的影响 (154℃沸腾Mgcl 试验)
消除应力退火用装置的布置
喷丸处理对oCr18Ni10不锈钢应力腐蚀破裂的抑制效果(42%沸腾Mgcl试验)
