腐蚀控制设计手册 - 建筑书籍

腐蚀控制设计手册

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发布时间：2011-09-07
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资料分类：建筑工程
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　　本手册从腐蚀控制系统工程管理的需求出发，全面地、系统地阐述了产品、设备或建设工程项目在加工、装配、贮存、运输、使用、维护、维修过程中所遭遇的制造或使用工作环境和周围环境协同作用而发生的化学、电化学变质、退化或破坏的现象；提出了控制腐蚀要从设计开始，贯穿了设计、制造、使用、维护、维修全过程，进行全员、全方位的系统化控制的设计思想、原则及设计指南、材料和表面工程技术选择、制造过程控制以及贮存、运输、使用、维护、维修过程中的控制原理和控制技术。全书内容丰富、图文并茂、信息量大，是我国第一本全面、系统、深入地进行腐蚀控制系统设计、制造、使用的实用科技手册。
　　本手册可供各种产品研制、设计、制造、检验、贮运、维护、维修、供应、教学等部门的设计师、工程师们使用；也可供相关专业的工程技术人员、大学生、研究生、博士生和教师参考。
第1章腐蚀学概论与系统控制学1
11腐蚀定义1
12腐蚀学概论3
121微观腐蚀学4
122宏观腐蚀学4
123电化学腐蚀理论4
124金属氧化理论8
13腐蚀环境11
131周围外界环境11
132使用工作环境11
133总体环境12
134局部环境13
135具体环境14
14腐蚀分类15
141按被腐蚀的材料分类15
142按腐蚀机理分类15
143按腐蚀环境分类15
144按腐蚀介质的分类19
145按腐蚀形态分类20
146工业上常见腐蚀类型20
15常见腐蚀形态20
151均匀腐蚀20
152电偶腐蚀，也称接触腐蚀22
153点腐蚀24
154晶间腐蚀25
155缝隙腐蚀28
156选择性腐蚀30
157生物和微生物腐蚀32
158应力腐蚀开裂33
159氢损伤（又名氢脆）35
1510腐蚀疲劳37
1511磨蚀38
1512高温腐蚀41
1513非金属材料的腐蚀42
16腐蚀危害45
１61腐蚀造成损失45
162腐蚀引发事故46
163腐蚀原因分析48
17腐蚀控制系统工程学50
171研究过程51
172腐蚀调查结果52
173认识和技术上的准备54
174腐蚀控制系统工程学的形成54
175腐蚀控制系统工程纲要55
176腐蚀控制系统工程设计原则58
177腐蚀控制设计细则举例59
参考文献63
第2章腐蚀故障与启迪65
21前言65
22航空腐蚀故障66
221高强度钢（18Ｍn2CrMoBA）机身框架的氢致开裂66
222高强度钢（30CrMnSiA）压气机盘的“镉脆”69
223高强度钢（30CrMnSiA）螺栓的“镉脆”断裂72
224高强度钢（40CrNiMoA）襟翼滑轨的氢致开裂74
225高强度钢（40CrNiMoA）主联杆腐蚀诱发断裂75
226高强度钢（40CrNiWA）连接螺钉氢脆断裂78
227高强度钢（40CrNiMoVA）传动轴腐蚀疲劳断裂79
228超高强度钢（30CrMnSiNi2A）主起落架腐蚀疲劳断裂81
229超高强度钢（30CrMSiNi2A）起落架螺桩蚀腐后断裂86
2210超高强度钢（40CrMnSiMoVA）主起活塞杆氢致开裂88
2211超高强度钢（30CrMnSiNi2A）机翼主梁腐蚀疲劳断裂90
2212超高强度钢（30CrMnSiNi2A）摇臂腐蚀疲劳断裂94
2213不锈钢（Cr17Ni2）压气机转子叶片点腐蚀叠加应力腐蚀断裂96
2214马氏体不锈钢（1Cr11Ni2W2MoV）一级压气机叶片点蚀萌生应力腐蚀
断裂102
2215奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)波纹管氧化失效103
2216奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)加力总管晶界氧化诱发疲劳断裂而失效107
2217渗碳钢（18Cr2Ni4WA）液压泵斜盘氧化损伤断裂108
2218渗碳钢（12Cr2Ni4A）齿轮早期麻点剥落110
221950CrVA弹簧钢氢损伤断裂113
2220H62黄铜接头应力腐蚀开裂115
2221铝合金叶片剥蚀损伤折断117
2222铝合金(LY12C2、LD2)空调部件冲蚀失效119
2223镁合金（ZM5）活门支架应力腐蚀断裂122
2224高温合金（GH2036）涡轮盘榫齿晶间腐蚀引发断裂124
2225高温合金（GH36）涡轮盘应力腐蚀断裂133
2226高温铸造合金（K9、K17G）涡轮叶片热腐蚀失效135
2227某机的反流割断器有机气氛腐蚀导致操纵失灵139
23腐蚀故障引发的思考140
23146个腐蚀故障的启示140
23227个腐蚀故障的再启示144
233一点结论146
参考文献147
第3章防腐蚀密封设计148
31概述148
32密封防腐蚀设计的基本要求149
33密封通用要求150
331密封表面准备150
332有效密封形状和尺寸151
34密封剂及其选用原则153
341密封剂153
342适宜供密封防腐蚀用的各类密封剂的特性154
343密封剂的分类选择156
35密封设计标注及典型密封设计158
351密封符号与标注158
352密封标注示例158
353密封工艺对密封设计的影响159
354排水设计160
36典型结构件防腐蚀密封设计161
361外表皮铆接﹑胶接铆接﹑焊接结构防腐蚀密封设计161
362可卸口盖防腐蚀密封设计162
363外表蒙皮与气动有关结构防腐蚀密封设计162
364整体油箱防腐蚀密封设计162
365金属蜂窝结构件防腐蚀密封设计164
366金属胶接结构防腐蚀密封设计165
367轮胎舱内钣金结构防腐蚀密封设计165
368紧固件防腐蚀密封设计166
369电缆、电器装置防腐蚀密封设计167
3610隔热结构防腐蚀密封设计168
3611复合材料件防腐蚀密封设计168
附件一波音公司典型组合件的密封设计168
参考文献184
第4章防腐蚀结构设计185
41概述185
411腐蚀影响因素185
412防腐蚀结构设计的职责186
413防腐蚀结构设计的一般性原则187
414防腐蚀结构设计的具体原则188
42合理的结构构型设计189
421合理构型设计的通用原则189
422介质流动管道及容器内腔的设计191
423避免冷热不均诱发腐蚀的设计193
424结构组合件的装配设计195
425合理设计连接结构196
43通风与侵蚀介质排除的设计202
431通风设计202
432排水设计202
44预防电偶腐蚀的设计210
441概述210
442电偶腐蚀的控制原理211
443电偶腐蚀控制一般原则212
444具体措施212
445腐蚀敏感性分类214
45预防应力作用下的腐蚀断裂224
451概述224
452应力的作用和影响225
453预防应力腐蚀的设计230
454防止零、部件腐蚀疲劳的设计233
附录欧洲空间局（ESA）标准ESA PSS01736（19815）抑制应力腐蚀开裂
材料的选择233
参考文献243
第5章阴极保护的原理及应用244
51金属腐蚀的电化学原理244
511从热力学和动力学两方面来看腐蚀反应244
512腐蚀反应的热力学246
513电位pH平衡图250
514腐蚀的电化学机理259
515原电池和腐蚀电池265
516腐蚀速度的图解分析法270
517腐蚀过程的阴极反应272
518阳极Ei曲线278
519土壤中的腐蚀问题283
52阴极保护原理285
521应用原理286
522电化学机理287
523保护准则288
524牺牲阳极290
525电位分布291
53牺牲阳极保护法294
531一般要求294
532制造方法298
533阳极输出电流299
534设计参数302
535铝阳极和锌阳极的重量和数量的选择302
536钢的保护电流密度302
537牺牲阳极法阴极保护的应用303
538带状牺牲阳极的应用303
54强制电流法阴极保护304
541强制电流用的辅助阳极304
542铂和镀铂阳极305
543铁素材料309
544铅材料310
545碳素材料312
546碳素回填料313
547活性金属314
548柔性阳极315
549结语316
55阴极保护技术的实际应用317
551可采用阴极保护的构筑物317
552装置的类型317
553阴极保护系统的设计320
554外加电流装置321
555埋地构筑物的阴极保护322
556电站或炼油厂海水冷却水循环水系统的保护328
557海洋构筑物329
558船舶330
559贮罐331
5510管道的内保护331
5511经济性331
5512应用实例332
56杂散电流腐蚀及其对策333
561直流杂散电流腐蚀机理334
562交流杂散电流腐蚀334
563控制方法334
57阴极保护干扰336
571评价干扰的方法337
572防止和降低干扰的方法338
58阴极保护测量仪表339
581基本要求339
582直流指示仪表原理339
583仪表类型340
参考文献347
第6章耐蚀材料及选择应用349
61前言349
611选材依据350
612设计选材原则351
62不锈钢352
621马氏体不锈钢354
622铁素体不锈钢357
623奥氏体不锈钢361
624双相不锈钢367
625沉淀硬化不锈钢370
626不锈钢适用和不适用环境372
63铸铁、碳钢及低合金钢373
631铸铁373
632碳钢和低合金钢383
64有色金属及合金394
641铝和铝合金394
642镁及镁合金400
643铜及铜合金402
644钛和钛合金405
65耐热钢与高温合金408
651耐热钢与铁基高温合金408
652镍基高温合金412
653钴基高温合金414
654粉末高温合金415
655金属间化合物415
66通用高分子材料417
661聚氯乙烯417
662聚乙烯418
663聚丙烯419
664环氧树脂419
665酚醛树脂420
666呋喃树脂422
67特种高分子材料422
671氟碳材料与涂料422
672聚苯硫醚424
673氯化聚醚426
674聚酰亚胺426
68无机非金属材料427
681硅酸盐玻璃427
682硅酸盐陶瓷427
683硅酸盐水泥428
684结构陶瓷耐火材料430
685碳素材料431
69复合材料431
610非金属材料对金属的腐蚀433
6101腐蚀类型433
6102腐蚀气氛源434
6103气氛腐蚀作用438
6104气氛腐蚀产物441
6105气氛腐蚀的影响因素443
6106预防措施448
HB/Z 32—82中华人民共和国航空工业部标准有机材料挥发气氛对锌、镉镀层的
腐蚀与防护指南451
参考文献455
第7章金属电镀层性能及适用范围456
71概述456
72单金属镀层459
721锌镀层459
722镉镀层462
723铜镀层466
724镍镀层468
725铬镀层470
726铅镀层475
727锡镀层476
728银镀层479
729钯镀层481
7210铑镀层482
73合金镀层483
731金和金合金镀层483
732铜锌合金镀层486
733铜锡合金镀层487
734铅锡合金镀层488
735镉钛镀层489
736镍镉扩散镀层492
737其他合金镀层495
74化学镀496
75复合镀层499
751耐磨复合镀层501
752抗氧化复合镀层502
753自润滑复合镀层503
76电刷镀层504
参考文献507
第8章有机涂层及其典型应用508
81概述508
811涂料的组成508
812涂料的分类509
813涂料的命名与编号510
814防腐蚀涂装系统设计程序511
82有机涂料用漆料和颜料512
821漆料512
822颜料519
83不同材料表面涂层系统524
831钢铁零件涂层系统524
832铜合金零件涂层系统524
833铝合金零、部件涂层系统525
834镁合金零件涂层系统526
835钛合金零件涂层系统527
836碳纤维增强树脂基复合材料零、部件涂层系统527
837玻璃钢表面涂层系统529
838塑料表面涂层系统529
839本质材料涂装531
8310玻璃、人造革、橡胶用涂装531
84不同行业用途的涂装体系531
841耐大气腐蚀涂装体系531
842汽车涂装体系534
843航空涂装体系539
844船舶及海洋工程涂装体系543
845钢结构桥梁涂装体系553
846埋地钢管与贮罐的涂装体系563
847重型机械用涂料582
848海洋防污涂料584
849重防蚀涂料586
8410零件制造过程中使用的涂料590
参考文献592
第9章热喷涂与热浸涂层594
91概述594
911火焰喷涂594
912电弧喷涂596
913等离子喷涂597
914气体爆燃式喷涂（爆炸喷涂）598
915超音速火焰喷涂599
916激光喷涂600
917热喷涂工艺比较601
918热浸镀604
92耐腐蚀涂层604
921金属涂层604
922陶瓷涂层610
93耐磨耐蚀涂层611
931耐撞击磨损涂层611
932耐微动磨损涂层614
933耐黏着磨损涂层615
934耐磨粒磨损涂层618
94热喷涂涂层的设计与选择621
941根据使用要求设计热喷涂涂层622
942喷涂工艺的选择原则623
943喷涂材料的选择原则624
944喷涂抗磨材料的选择624
945可供选用的热喷涂涂层材料625
95热浸镀649
951热浸镀锌649
952热浸镀铝652
953热浸镀锌铝合金653
954热浸镀铅和镀锡655
955热浸镀层产品标准编号656
参考文献659
第10章薄膜与表面转化改性660
101概述660
102化学氧化膜660
1021钢铁化学氧化膜660
1022铜及铜合金化学氧化膜662
1023铝和铝合金化学氧化膜662
1024镁合金化学氧化膜664
103钝化膜665
1031铜及铜合金的钝化膜665
1032不锈钢钝化膜666
104磷化膜666
105电化学转化膜669
1051铝及铝合金硫酸阳极氧化膜670
1052铝合金铬酸阳极氧化膜672
1053铝合金硬质阳极氧化膜674
1054铝及铝合金磷酸阳极氧化膜677
1055铝及铝合金草酸阳极氧化膜678
1056铝及铝合金瓷质阳极氧化膜680
1057铝及铝合金微弧氧化陶瓷膜681
106金属表面着色683
107表面形变强化684
1071定义、术语与符号684
1072喷丸强化原理686
1073喷丸工艺692
1074喷丸强化的应用695
1075孔挤压强化696
1076孔挤压强化应用范围699
108表面相变硬化700
1081感应加热表面淬火701
1082激光表面相变硬化层705
109钢铁表面化学热处理709
1091铁和钢的渗碳层710
1092渗氮层717
1093碳氮共渗层与氮碳共渗层720
1094渗碳、渗氮及其复合共渗的比较与应用724
1010离子注入726
10101离子束改善表面摩擦磨蚀特性727
10102离子注入在改进摩擦磨蚀方面的应用729
10103改善金属表面腐蚀特性732
1011薄膜技术733
10111沉积金属膜734
10112沉积陶瓷膜736
10113化学气相沉积金刚石膜736
参考文献737
第11章高温防护涂层和选择740
111前言740
112钢铁表面渗金属741
1121渗锌层741
1122渗铝层742
1123渗铬层744
1124渗硅层747
1125渗硼层748
1126渗铍层749
1127渗锡层749
1128渗钼层750
1129渗钒层750
11210二元和三元共渗层750
113镍和钴基高温合金渗金属层754
1131渗铝层754
1132渗铝铬层757
1133渗铝硅层758
1134铂铝渗层759
114难熔金属渗金属层760
1141渗硅层760
1142改性渗硅（硅化物）层761
115高温珐琅涂层762
1151W2高温珐琅涂层763
1152T1珐琅涂层764
1153B1000珐琅涂层765
1154418珐琅涂层765
116多元合金包覆涂层766
117自黏结材料涂层767
1171自黏结镍铝复合材料涂层767
1172自黏结不锈钢材料涂层767
118高温封严涂层768
1181可磨耗封严涂层768
1182磨料封严涂层769
119热障涂层770
1191氧化铝热障涂层771
1192氧化锆热障涂层771
1110金属表面渗入元素的原理和实用工艺773
11101元素渗入原理773
11102元素渗入工艺775
11103钢铁表面渗层实用工艺简介780
11104镍和钴基高温合金的渗层实用工艺780
11105渗金属工艺过程质量控制780
参考文献787
第12章制造与使用维护过程中的腐蚀控制789
121概述789
122制造过程中预防腐蚀790
1221制造过程预防腐蚀原则790
1222进厂金属原材料的腐蚀控制790
1223机加过程中产品零件的临时性保护792
1224锻造过程中的腐蚀控制794
1225铸造过程中的腐蚀控制801
1226热处理过程中的腐蚀控制802
1227焊接过程中的腐蚀控制804
1228胶接、胶焊和胶铆过程中的腐蚀控制806
1229特种加工过程中的腐蚀控制808
12210表面处理过程的腐蚀控制809
12211施加涂料过程中的腐蚀控制812
12212产品零件在装配过程中的腐蚀控制813
12213成品零、部件、标准件及外购备件的封存包装技术816
123使用维修过程中的腐蚀控制817
1231腐蚀的特征及鉴别818
1232腐蚀产物的去除820
1233返修过程中金属表面处理要求830
1234清洗831
1235防锈剂应用838
参考文献839
第13章防锈包装841
131防锈包装方法通则841
1311防锈包装种类841
1312防锈包装方法842
1313试验方法848
1314标示848
132防锈材料849
1321防锈油品850
1322气相防锈材料867
1323可剥性塑料881
133内包装材料893
1331耐油性内包装材料894
1332非耐油性内包装材料896
1333特种用途的内包装材料896
1334国内相关的内包装材料标准897
1335包装用塑料薄膜898
1336缓冲材料905
1337干燥空气封存与干燥剂907
134润滑剂工业润滑油（液）的防腐蚀917
1341机电产品的工作用油（液）917
1342金属加工液分类922
135与防锈包装相关的包装标准931
1351防水包装（GB/T 7350—1999）931
1352防潮包装（GB/T 5048—1999）932
1353防霉包装（GB/T 4768—1995）934
1354缓冲包装(GB 8166—87)937
参考文献937
第14章电子电器产品的环境适应性939
141概述939
1411环境工程涉及的内容939
1412环境工程与可靠性工程的关系941
1413空间和陆用设备环境试验方法941
142环境——腐蚀效应943
1421通用效应943
1422腐蚀效应946
143电子产品的腐蚀控制950
1431耐蚀材料的选择950
1432材料的相容性951
1433采用保护技术954
1434选用非金属材料957
1435微生物侵蚀的避免965
144连接技术中的防腐蚀966
1441黏合966
1442机械结合967
1443焊接（钎焊）967
145电气串接（接地）与屏蔽中的防腐蚀968
1451串接与腐蚀防护968
1452电磁屏蔽与防腐蚀969
1453导电胶黏剂的腐蚀问题970
146特殊零件的防护971
147包装、保管及运输971
参考文献971
第15章腐蚀经济学978
151概述978
1511腐蚀经济学的特点978
1512腐蚀经济学的重要性978
1513腐蚀经济学的范围及分类980
152腐蚀经济学中的主要指标980
1521耗费981
1522效果指标981
1523经济效果指标981
1524净收益指标982
153单方案的腐蚀经济分析法983
1531投资回收期和投资效果系数983
1532投资回收期法983
1533标准投资回收期内的年度净收益法983
154多方案的腐蚀经济分析方法984
1541几个重要概念984
1542追加投资回收期法984
1543年度费用法985
1544尤立格（HUhlig）公式计算法986
1545其他公式法988
1546多方案的腐蚀经济静态分析方法比较989
155常用的腐蚀经济动态分析法990
1551资金的时间价值990
1552复利计算公式991
1553腐蚀经济的基本分析法——复利计算法995
1554日本国的计算公式997
156NACE的动态腐蚀经济的计算方法999
1561折旧与残值999
1562NACE标准RP02721001
1563d′n的求取1003
1564应用举例1004
157沃连克的腐蚀经济学观点1006
1571经济分析方法1008
1572年度复合利率和连续复合利率1009
1573折旧1011
1574通用方程1014
1575实际例子和应用1015
参考文献1017
附表Ⅰ国外有关腐蚀、防护、包装方面的部分杂志1018
附表Ⅱ我国有关腐蚀、防护、包装方面的部分杂志1021
附表Ⅲ腐蚀速度的单位换算系数1023

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