金属矿地下连续开采技术研究摘 要:改革以来我国的金属矿开采技术得到了很大的发展,尤其在金属矿地下开采方面生产工艺已经接近世界先进水平。本文系统介绍了金属矿地下连续开采的基本知识及开采工艺。并且例举了新疆金属矿地下连续开采的工程实例,对地下金属矿连续开采的目前状况进行了分析,以供广大矿业工作人员参考。 关键词:地下金属矿;连续开采;技术 一、金属矿地下连续开采的基本情况 采矿是通过矿堆的采准、切割和回采三个工艺流程将矿石从地下矿床开采出的过程。采矿方式分地上开采和地下开采两种。近年来,我国地下开采的金属矿山逐渐增多,地下开采的各个工序基本实现了由机械化操作取代手工作业,开采自动化程度明显提高。地下连续开采技术是我国目前地下采矿的先进技术。地下连续开采有两种主要方式,一是当矿体硬度较小时,开采时各个工序连续平行进行施工。二是当矿体硬度大时,开采时分成若干个施工段,不同施工段的各个工序连续平行进行施工,这需要在开采时做好各个工序间的协调工作。 国外地下采矿装备系列齐全,配套完整,机械化程度也高,从凿岩、装药到转运,全部实现了机械化配套作业,各道工序无需手工体力操作,无繁重体力劳动,装备无轨化、液压化、自动化程度较高。地下无轨采矿工艺是目前国际先进采矿工艺技术的标志。国外目前先进的采矿装备已完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面,已成功地应用了无人驾驶、机器人作业等新技术。 二、金属矿地下连续开采工艺 1.在对大块矿岩开采时,为提高开采的效率,连续进行落矿、出矿、运输等工艺的回采施工。回采时采用前进式推进顺序,施工过程中不留矿柱。采用这种连续开采的工艺可提高开采效率,经济适用,方便矿块的控制管理和采矿设备调配,将来发展潜力很大。 2.在对地下矿石进行后处理时,采用专门的运输机连续进行矿石的出矿、转运、提升等工艺的施工。使地下矿石开采、运送达到一体化。采用这种工艺可以加快开采速度,近几年来,该工艺应用较广。 3.如果开采的矿岩硬度较大,开采具有一定的难度,可采用连续采矿机实现掘进、挖掘、落矿、出矿、转运等工艺过程的连续化施工。目前,有关专家对这种采矿工艺的研究取得了很大的进展,使其应用前景更加广阔。 三、金属矿山地下连续开采的问题及处理措施 我国自90年代以后,随着科学技术的不断发展,在地下连续开采技术研究方面取得了重大的突破,多项地下连续开采技术已经应用在矿山中。同世界先进国家相比,仍有一定的差距。目前矿山开采中还存在某些问题急需解决。有的矿山在采矿时,将采矿分为矿石和矿柱两个步骤,将收矿柱放在开采矿石后面。这种采矿方法存在如下不足之处:矿柱质量难以保证,所留矿柱截面形态各异,抗压强度低,易产生破坏。矿柱回收结果不理想,能正常回收的矿柱较少,不但浪费了资源,而且降低了采矿效率,延长了采矿作业时间,对地下采矿的经济效益产生很大影响。并且由于采矿步骤多,在管理上也产生许多困难。为了解决上述问题,有关专家不懈的努力,研究出地下连续开采无矿柱法。这种地下连续采矿施工方法如下:将步骤划分成矿段,不留矿柱,回采单元用矿段表示,采用将切割槽割在矿段中部,并把振动机布置在结构底部出矿的方法。矿石由振动车搬运,连续进行出矿、运矿的作业。崩矿过程中及时进行回填,平行进行采切、回采、充填的作业,使采矿工作连续不间断的施工。地下连续无矿柱采矿的实施,表明我国地下金属矿开采技术进入一个新的层次。使矿柱回收困难的问题得到很好的解决,加快了采矿的时间,避免了国家资源的浪费,提高了地下采矿的经济效益。由于减少了采矿步骤且使采矿各工序衔接紧密,连续不间断的开采,为采矿集中管理带来便利,使劳动效率大幅增长。回采时工序安排合理,连续开采,还解决了深部矿体开采时因为地压较大引起的围岩失稳问题。极大的促进了我国矿山开采的现代化进程。另外,地下连续开采的规范还不够完善,各地区对采矿的标准和要求还不统一,虽然重视开采新技术的研究,但对设备的配套及工艺的优化重视程度还不够,对新型设备的推广还不够完善。必须在有关部门的领导下,完善采矿规范标准,加强连续工艺的优化与设备的合理配套。建立与连续开采相适应的理论体系。在不断开发研制新型设备的同时,注重对新型设备的推广应用。使我国的金属矿地下连续开采进一步向现代化迈进。 四、地下连续采矿技术的应用 新疆某铁矿年产矿石能力20万吨。矿区属丘陵地带,气候干燥,夏季雨水较多,年平均降雨量1732.6毫米,冬季气温较低区域内未有大的河流,矿区地震烈度为6度。经勘察矿区深层土质为岩石,浅层为砂砾层。矿床为缓倾斜矿床,矿体为脉状矿体。地下开采的日产量为3000吨。采用地下连续开采方案,用胶带运输机连续运输,地下开采按由上往下的顺序开采。 将整个矿块划分为一个回采单元,矿块厚度即采场宽,相互采场之间不留矿柱,依次连续的进行采切、回采、充填三大工序,回采不允许在同一分层上进行,要分层进行,不同时进行相邻采场的采切。为避免开采时破坏四周土的应力,出现应力集中现象,影响围岩稳定,产生地面塌陷,设计对采空区采用非胶结充填方式处理,可以消除塌陷的危险。这种充填方式工程量较大,生产效率低,回采操作不便。后经专家研究决定,采用连续帷幕随时充填技术。该充填工艺施工时不留矿柱,开采各工序连接紧密,连续性好,而且作为支护的可压缩金属支座支护能力好。确保了采矿的安全,为出矿、转运和充填提供了方便。能对采空区进行及时迅速的回填。此采矿技术开采时采用将整体矿脉一体推进方式。主要的采切工程有:底盘转运巷道、切割巷、出矿漏斗及切割天井。地下连续采矿技术将回填空区用矿岩分离出的废石回填,采用了先进的矿浆输送方式。将深孔连续采矿技术、矿岩分离技术、矿浆输送技术等工艺与技术综合起来应用,实现了回采的高效率,经验证经济效益和社会效益良好。 五、金属矿地下连续开采未来的发展 我国的金属矿地下开采技术和过去相比虽然有了很大的进步,但要赶上并超过世界先进水平尚需不断发展,地下金属矿开采的大型化、数字化、连续化将是未来发展的主要方向。在采矿技术发展的同时需考虑社会效益和经济效益,研制并应用适合地下金属矿连续开采的技术,使矿山的开采与四周生态环境相谐调。有关部门还需组织专家加大对矿岩应力的研究,增加围岩的稳定性,以提高地下开采的安全性。还要加大对充填采矿法的推广力度,并且坚持朝快速化、环保化的方向发展。 六、结语 随着社会的发展,我国的采矿技术也不断进步。其中金属矿地下连续开采的技术已经接近世界先进水平,基本实现了金属矿地下连续开采的连续化和机械化。如何使我国的金属矿地下连续开采技术取得更大的进步,研究出更先进的金属矿地下连续开采技术,仍是广大矿业技术人员今后的努力目标。
文关键词:金属基复合材料有效性能结构拓扑优化论文摘要:金属基复合材料综合了作为基体的金属结构材料和增强物两者的优点,具有高的强度性能和弹性模量、良好的疲劳性能等特点。由于制作工艺相对容易,和价格低廉,颗粒增强金属基复合材料体现出了广泛的商业价值,金属基复合材料首先在航天和航空上得到应用,随着其价格的不断降低,它们在汽车、电子、机械等工业部门的应用也越来越广。为此全球各大公司和研究机构对它的研究和应用开发正多层次大面积地展开。笔者阅读了大量相关文献,进而综述了近些年来国内外学者对金属基复合材料的研究,具有一定的现实意义。一、颗粒随机分布金属基复合材料有效性能研究九十年代中期Povirk, Gusev等人就研究证明了可以用一个有限体积的代表体元来代替整体复合材料,模拟其细观结构,从而建立复合材料的宏观性能同其组分材料性能及细观结构之间的定量关系。随着计算机技术的高速发展,数值分析方法在复合材料力学分析中成为不可缺少的工具,在做计算数值模拟时,建立合适的数学模型,是进行数值模拟计算复合材料等效性能的基础。基于有限元法的多尺度等效性能计算是目前一种行之有效的研究复合材料细观结构与宏观力学行为之间关系的重要方法。采用这种方法的前提是建立复合材料的有限元模型,包括随机颗粒分布区域的几何建模和网格剖分,然后才能进行多尺度计算。对于复合材料等效性能计算的数值方法,国内外已经发展了名目繁多的各种数值方法。一般来说,可以分为反分析法、直接分析法。其中反分析法实质就是根据现场观测结果,来反演复合材料力学参数。反分析法主要依赖于材料程的实测位移、本构模型以及材料参数的假定。由于现场观测资料的获取受客观条件影响和对复合材料认识上的不足,往往造成模型和材料参数假定与实际差异很大,因而该方法在实际应用中遇到了一些困难。为此,人们试图选择另一种途径---直接分析法来预测复合材料的力学参数。由于离散元元方法没有很好解决对复合材料离散后的计算结果的误差,因此基于离散单元法计算宏观力学参数的研究较少目前主要是基于有限元法的数值分析法,其计算过程是首先建立颗粒材料的统计模型,然后模拟出不同尺度的复合材料"试件";这样得到的复合材料"试件",可以视为由基体和增强颗粒两部分组成,其力学参数可以在实验室分别确定,然后应用有限元方法进行分析,进而得到颗粒统计力学参数即。这一方法计算结果的正确性取决于颗粒统计模型的正确性以及有限元算法的合理性,这一过程虽然有误差,但是误差不会比原位实测更大。该方法的不足之处在于为避免尺寸效应,模拟不同尺度"试件"时,增加了计算成木,并且当计算尺度增大时,"试件"内的颗粒数目明显增加,给有限元的剖分和计算带来了困难。还有学者基于有限元方法,基于等效观点,对颗粒增强复合材料的等效性能进行了研究,即根据一定的等效原则,宏观地考虑颗粒对材料力学特性的影响,将整个颗粒增强复合材料均匀化、连续化,然后用有限元计算得到等效力学特性.按等效方式来分,主要有材料参数等效法、能量等效法等,这些等效方法有其适用的一面,但仍有一定局限性,例如等效体的尺寸效应问题等.关于材料参数的均匀化理论.作为一种研究复合材料宏观性质的新方法,数学家们已进行了大量的研究,例如A.Bensousson,J.L.Lion、等针对小周期结构问题的渐进分析,给出了均匀化材料系数的概念;O.A.Oleinik等对具有小周期结构的均匀化理论和一阶渐进分析理论进行了深入研究;T.Hou和陈志明等在此基础上给出了一阶渐进展开有限元的理论估计;崔俊芝等针对小周期结构提出了双尺度祸合算法。针对具有对称性的基本胞体给出了高阶渐进展式和有限元估计,并把此方法运用到工程计算中,从而使的均匀化从理论分析进入了数值计算。阶段和实际应用阶段,使得微观构造十分复杂的非均质材料的宏观力学参数计算成为现实,并且给出了计算周期性编制复合材料的等效力学参数的双尺度方法。在进行等效计算时,首先需建立材料的单胞模型,如二维单胞模型、二维多颗粒单胞模型、三维单胞模型、三维多颗粒单胞模型及代表体单元模型。武汉理工大学的瞿鹏程教授等,根据扫描电镜试样截面细观图,建立了有限元模型,并且成功预测出了SiC颗粒增强Al基复合材料等效弹塑性力学性能特征曲线。Soppa根据体积含量10%Al2O3,增强6061Al基复合材料的实验细观图,构件有限元分析模型,观察残余热应力对PRMMCs变形和破坏的影响。Han等人采用三维多颗粒单胞模型研究PRMMCs的力学性能和裂纹的产生。二、复合材料微结构拓扑优化研究结构拓扑优化是结构形状优化的发展,是布局优化的一个方面。当形状优化逐渐成熟后,结构拓扑优化这一新的概念就开始发展,现在拓扑优化正成为国际结构优化领域一个最新的热点。以Roderick Lakes(1987,1993)提出的具有负泊松比系数的泡沫材料以及对通过不同组分材料的复合可以获得任何单相材料无法比拟的极端材料特性(如零膨胀系数、零剪切性能)新发现的阐述为标志,材料微结构的优化设计被纳入拓扑优化领域。特别是由Sigmund于九十年代中期提出来的,现在己经成为材料研究领域的前沿课题之一。而在2002年的第9届AIAA年会上Kalidindi等人提出了"微结构灵敏设计(MSD-Microstructure Sensitive Design)"概念,进一步完善与发展了微结构构型与组分优化设计的思想与体系。这些开创性的工作为复合材料与结构的拓扑优化设计奠定了坚实的基础,进一步促进了材料微结构的优化设计。复合材料的宏观性能可由微结构单胞使用均匀化技术得到,通过对微结构单胞进行拓扑优化设计可获得具有良好特性的复合材料,例如负的泊松比、负的热膨胀系数、零剪切性能以及良好压电特性的压电材料。对单胞的拓扑优化设计,问题可分为两类:一是满足本构模量等于给定值的最小体积百分含量问题;二是满足一系列体积约束和对称条件的极值材料常数问题。Silva基于均匀化方法展开了具有极端性能的二维和三维压电材料的优化设计;国内袁振、吴长春进行了极端性能的弹性材料优化设计,杨卫等采用优化准则法进行具有特定性能的微结构设计,实现了具有负泊松比的材料设计。基于传热性能的微结构优化设计目前还处于初期阶段,张卫红等基于均匀化方法进行材料的热传导性能预测,在给定材料用量下进行复合材料的设计,得到具有极端热传导性能的复合材料。拓扑优化兼有尺寸优化和形状优化的复杂性,微结构最终拓扑形式是未知的。以最小柔度作为目标函数的微结构拓扑优化而得到的蜂窝状结构,为标准的规则正六边行蜂窝结构。三、小结金属基复合材料是近年来迅速发展起来的一种高技术新型工程材料,以其优越的性能受到国内外的高度重视。SiC颗粒增强铝基复合材料是目前复合材料中最引人注目的体系之一,不论是在理论上还是在实验上均是理想的复合材料研究对象。本文综述了国内外对金属基复合材料的有效性能研究和复合材料微结构拓扑优化,对金属基复合材料研究具有一定的知道意义。
我觉得~~你可以去看下(材料化学前沿)、(材料科学)、(纳米技术)等这些期刊里面找下呗~
(材料科学)或者(材料化学前沿),你都可以从这些方面着手写啊~有很多点可以写的~
关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文
无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文,仅供参考,欢迎大家阅读。
摘要: 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素,对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究,并同时指明了部分经常使用的化学涂料,对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的,它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告,尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。
关键词: 金属腐蚀;因素;防护方式
化学工业、石油化工、原子能等领域中,因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏,不但会让社会承受重大的损失,还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害,继而对人们的身体健康造成威胁,一些物质在短时间内不会消失,会长时间内对环境以及人身造成威胁;同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全,例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故,一般会导致爆炸、火灾等重大的事故,使人们的生命财产承受巨大的损失。
1、金属腐蚀的类别
金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分,主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀;根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局,重点包含全面腐蚀与局部腐蚀;此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀;干腐蚀与湿腐蚀等。
2、影响金属腐蚀的因素
①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的,腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生,假如到达或者超越特定的相对湿度,锈蚀就会以较快的速度出现和恶化,通常而言,钢铁的临界相对湿度大概是75%。
②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2,CO2,Cl-,灰尘等,多数皆为酸性气体。
③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。
④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度,进而加快腐蚀的速度。
3、防护方式
金属腐蚀的防护方式具有多样性,重点对象为金属本质,将被保护金属和腐蚀介质进行隔离,或者对金属的表面进行操作,改变腐蚀条件和电化学保护等。
3.1改善金属本质
按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金,或者于金属内加入合金元素,提升它的耐腐蚀性,能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方,于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。
3.2构成保护层
于金属表面设置各类保护层,将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离,此为预防金属腐蚀的最佳方式。
3.2.1金属的磷化处理
在钢铁制品去油、除锈操作之后,添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡,就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜,此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色,厚度通常是5至20μm之间,于空气内具备较强的耐腐蚀能力。
3.2.2金属的氧化处理
把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内,加热,在它的'表面就能够产生一层厚是0.5~1.5μm的蓝色氧化膜(主要组分是Fe3O4),来实现钢铁防腐蚀的目标,这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度,不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。
3.2.3非金属涂层
通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层,叫做非金属涂层,亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆,车辆的表面经常喷漆等。
3.2.4金属保护层
其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生,不仅可以通过电镀、化学镀实现,还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。
3.3改善腐蚀条件
改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如,能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质,也就是缓冲剂,来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质,将其适量的融入至腐蚀介质内,即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小,便捷和廉价,因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。
3.4电化学保护法
此类方式为以电化学原理为基础的,于金属设备上进行操作,让其变成腐蚀电池中的阴极,进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。
3.4.1阴极保护
此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极,变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极,让其变成阳极,使其腐蚀,也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道,地下水管、输油管等。
4、结语
不管是在社会中的哪个领域,金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义,对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等,应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性,其形成的因素也是多种多样的,这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战,值得所有人员做出相应的努力。
化学金属腐蚀、材料保护涉及很多方向:具体内容可以从以下几个方面考虑。对于金属腐蚀的电化学技术研究,腐蚀电位,发生电化学腐蚀的作用机理,钝化膜成膜机理以及膜的特性,组分,在腐蚀过程中的作用;对于材料保护方面可以合成缓蚀剂,复配等等,也可以研究具体保护方法,缓蚀剂特性,对金属材料腐蚀过程中的抑制作用及机理等。
化学与人类的关系这样做嘛,应该是出现在化学系他们写的论文,如果你想要找的话,你可以到我们百度文库里面自己去搜索一下,应该会有很多你需要的。
论文题目是啥啊?压根不知道
你可以看看一些关于防腐蚀的片子 得到心得后 再写吖
现在这样的论文网上不是有很多吗?你看下(材料化学前沿,比较化学)等等,论文还是要自己多写写的
磷化处理是将金属表面(主要是钢铁和锌)通过化学反应生成一层非金属的、不导电的多孔磷酸盐薄膜。下面是我为大家精心推荐的金属表面磷化技术论文,希望能够对您有所帮助。 金属表面磷化技术论文篇一 金属表面漆前磷化处理工艺问题 [摘 要]主要研究了金属表面漆前锌盐磷化处理工艺,通过实验确定了适宜配方和工艺条件.实验结果表明,该工艺与普通锌系磷化处理工艺相比,具有磷化膜的耐腐蚀性好,磷化温度低,磷化时间短,耐冲击性和均匀性好等特点。 [关键词]金属;磷化处理工艺;磷化膜 中图分类号:TG174 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)17-0063-02 磷化处理是将金属表面(主要是钢铁和锌)通过化学反应生成一层非金属的、不导电的多孔磷酸盐薄膜。磷化处理工艺在工业上使用广泛,主要用作油漆涂层的基底。 目前国内外研究和利用较多的是中、高温磷化。但因其能耗大,处理工艺时间长,沉渣多而不利于现代化生产。为了提高磷化液的质量,降低能耗成本,磷化工艺已向低温、少渣、优质的方向发展,成为当前研究中的潮流 。本文主要研究了低温锌、锰系磷化,并确定了最佳配方和工艺条件。 1 实验部分 1.1 试验药品 氧化锌、碳酸锰、碳酸钠、硝酸(65%)、磷酸(85cA、)、亚硝酸钠、硝酸镍、硫酸铜(均为分析纯)。 1.2 磷化液的配制 将ZnO、MnCO3、NaCO3用水溶解调成糊状.将H3PO4和HNO3,混合在一起.将上述两部分液体慢慢混合,搅拌反应完全.反应完全后得无色透明溶液,因反应放热,操作时要特别注意安全.待反应完全后加人硝酸镍,搅拌至全部溶解.静置熟化1 h以上,备用.若配制工作液需将上述磷化液稀释20倍,加入适量促进剂,用NaCO3调整酸度至工艺范围,搅拌均匀,化验分析备用. 1.3 磷化膜性能测定 1.3.1 目测法外观检验 采用目测法外观检验是现场评价磷化膜质量的最简单而有效的手段,一般检验项目有:晶体粒度、均匀性、色调、光泽、斑点、粉化情况等,可进行大体上的判断. 1.3.2 微观结构显微镜法 用电子显微镜将磷化膜放大100~1 000倍,观察结晶形状、尺寸大小及排布情况.结晶尺寸小些为好,一般控制在几十微米以下,排布越均匀,孔隙率越小越好 . 1.3.3 腐蚀性能测定法 最常用的是硫酸铜点滴实验法.在室温(15~25 。C)下,在未浸油的磷化零件表面上滴一滴3%硫酸铜溶液,同时启动秒表,30s后不出现玫瑰红班为合格. 2 结果及讨论 2.1 主要成分的作用与影响 2.1.1 磷酸二氢锌 配制磷化液时碳酸锰用量为12 g/L,碳酸钠用量为18 g/L,硝酸(65%)用量为135 g/L,磷酸(85%)用量为210g/L,亚硝酸钠0.4 g/L,硝酸镍18 g/L,反应温度为40℃,磷化时间3 min,磷酸二氢锌是主要的成膜物质,可由氧化锌与磷酸反应制取.随着磷酸二氢锌用量的增加,磷化膜的耐腐蚀性提高;达到一定量时,磷化膜的耐腐蚀性随磷酸二氢钠用量的增加反而下降.这是因为磷酸二氢锌主要起调节总酸度的作用,含量过高时,成膜速度快,膜层粗糙、疏松、附着力差,表面有浮灰;含量过低时,溶液成分变化快,调整困难,且磷化能力较弱,甚至膜薄不成膜,进而导致磷化膜的耐腐蚀性下降.通过实验确定氧化锌最佳用量为80一90g/L。 2.1.2 氧化促进剂 其他反应条件同2.1.1,氧化锌为85 g/L,一般常温低温型磷化采用NO3-/NO2-、NO3-/ClO3-/NO2-;氧化促进剂体系较好,不仅成膜速度快,磷化膜形成结晶细密,促进剂主体NO2-;测定非常方便,所以槽液管理简单,不易出现问题.对NO3-/ClO3-;有机硝基物促进剂体系,它虽不需要经常补加,但由于主促进剂ClO2-;、有机硝基物的测定比较复杂,在实际应用中当出现促进剂过量或不足时槽液会变成深棕色,使总酸度、游离酸度的化验带来不便.本实验促进剂主要成分为NO3-/NO2-体系.这种促进剂体系效果较好,成膜速度快,且结晶细致.但促进剂用量一定要控制在规定的范围内,含量过低会使磷化膜表面不均,含量过高又会使Fe+2聚集过多,磷化膜易生黄色锈迹.通过实验确定硝酸最佳用量为130~140 g/L。 2.1.3 磷化液中镍离子和锰离子的影响 其他反应条件同2.1.1,氧化锌为85 L,调整硝酸镍和碳酸锰的用量,实验结果如图1~2。 镍是比锌电位高的二价金属,能参与成膜,部分地置换出磷化膜中的铁离子形成新的结晶活性中心,能促进成膜,细化晶粒,增强膜层结合力,降低了磷化温度,缩短了磷化时间.镍盐的加入量太少无作用,加入最大,没有不利影响,但会增加磷化液的成本;锰离子参与成膜,可提高磷化膜的硬度、耐腐蚀性和结合力,降低磷化处理温度、提高反应速度、降低膜厚使磷化膜颜色加深,并带有金属光泽,还可降低昂贵的金属镍的用量.通过实验确定硝酸镍的用量为1O一20 g/L,碳酸锰的用量为l0一l5 g/L。 2.2 磷化工艺的影响 2.2.1 温度的影响 其他反应条件同2.1.1,改变反应温度,实验结果见图4。 温度适当升高,虽然能激活能垒低的点也能成为结晶“活性中心”,使晶核数目增多,结晶速率加快.但温度过高,Fe+2大量产生,生成大量沉渣,造成成分不稳定,消耗磷化液,使工件表面有挂灰现或不能生成膜层,易返黄,耐蚀性差,所以磷化时间随温度而定.将磷化温度控制在35―45℃之间,既能保证适当的磷化速度和膜层质量,还能减少沉渣产生,稳定槽液稳定性也差表2氧化锌对磷化膜性能的影响,且磷化膜层粗大耐蚀性差,同时槽液的稳定性也差;温度低,磷化速度减慢,膜层不连续。 2.2.2 酸度的影响 磷化工艺中控制槽液的PH值比控制酸度比更合适。因为无论磷化液是由H3PO4或磷酸盐配制, 它们在水溶液中都同时存在着多步离解平衡: 因为磷化体系中/=K2(25℃,K2=0.013), 将(2)、(3)式代入到平衡常数K2的表达式中整理得到: C总=5.7×10-5( +7.6 ×10-2 +4.8×10-10 +2.1×10-22 (4) 在满足K2表达式的前提下,磷化液的PH值与配成磷化液的H3PO4或磷酸盐的总浓度之关系可由(4)式计算出来,计算结果见表4。 2.2.3 磷化时间的影响 其他反应条件同2.1.1,改变反应时间, 磷化时间是一个重要的影响因素,磷化时间短,能节约成本,但工艺不稳定,不易控制,磷化膜性能不稳定;磷化时间长,成本高,获得的磷化膜质量差,结晶面上再结晶,膜层粗糙较厚,附着力差.本工艺磷化时间应控制在3 min左右,能形成理想的磷化膜. 3 结论 通过对铁板板材进行大量的重复试验,得出了最优的工艺配方:氧化锌用量为80―9O g/L,碳酸锰l0~l5 g/L,碳酸钠15―20 g/L,硝酸(65%)130―140 g/L,磷酸(85%)200―220 L,亚硝酸钠0.2―0.5 g/L,硝酸镍l0~20 g/L.本工艺属于低温锌系磷化,使用了多种金属的酸式盐作为成膜物质,控制温度在35―45。c,总酸/游离酸在18―25之间,磷化时间3―5 min,比普通锌系磷化工艺得到的磷化膜耐腐蚀性好,磷化温度低,时间短,磷化膜耐蚀性好,与涂层附着力好,耐冲击性好,均匀性好,改善了普通锌系磷化工艺沉渣多,能耗大,磷化液不耐用等缺点。 金属表面磷化技术论文篇二 磷化工产业可持续发展初探 摘要:磷化工产业可持续发展包括资源的科学利用、产业的全面发展、环境的有效保护三个方面的基本要求。本文分析了当前主要存在资源利用水平较低、产业结构不尽合理、环境污染较为严重等主要问题,提出了积极推进自主创新、大力发展循环经济、加大产业整合力度的政策建议。 关键词:磷化工产业可持续发展基本要求政策建议 磷化工产业是以磷矿资源为基础,磷肥、磷酸盐和磷化物等磷化工产品为主体的产业,是国民经济重要的战略性产业之一。本文分析了磷化工产业可持续发展的基本要求,研究了当前存在的主要问题,并提出了相关政策建议。 一、磷化工产业可持续发展的基本要求 尽管学界关于可持续发展的理解还存在很大差异,从经济学、社会学、生态学、系统学等角度都作出了不同界定,但一般认为可持续发展应当是“既满足当代人的需求,又不对子孙后代满足其需求的能力构成危害的发展”。在这个意义上讲,磷化工产业可持续发展至少包括以下三个方面的要求。 1、资源的科学利用 可持续发展强调对不同属性的资源采取不同的保护措施,对于矿物、石油、天然气等不可再生资源,要提高其利用率,并尽可能用可再生资源代替,以延长其使用的寿命。磷矿是一种典型的不可再生资源,我国磷矿资源虽然目前探明储量较大,居世界第二位,仅次于摩洛哥,但具有丰而不富的特点,已被国土资源部列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20个矿种之一。近年来,我国磷化工产品年生产能力近850万吨,资源消耗量居世界第一位;我国的磷化工产品在满足国内生产、生活需求的同时,也有大宗的、传统的初级磷化工产品用于出口,总体仍然属于“资源输出型”发展模式。与此相反,很多发达国家均对本国磷矿资源进行严格保护和科学利用,主要用于生产高端产品,并明令限制出口。磷化工产业的可持续发展,首先必须科学利用好磷矿这一稀缺资源,这是发展的前提和基础。 2、产业的全面发展 可持续发展首先必须强调发展;离开了发展,可持续发展就成了无源之水、无本之木。磷化工产业作为一个完整的产业链,具有磷矿开采、加工、运输、保护、研发、出口等多个环节、多种形态。我国有27个省份有磷矿分布,但总体分布比较分散,主要集中在资源比较丰富的云南、贵州、四川、湖北、湖南等五个省,产业集中程度较低。同时,我国磷化工产品以生产磷肥等初级产品为主,精细、专用、材料产品很少;产业发展后劲不足,无论是在磷矿采选还是在磷化工产品中,中小企业多,大企业少,产能投入不足,技术创新能力不够。磷化工产业的可持续发展,必然要求我们始终把发展作为鲜明主题,用发展的眼光、发展的思路、发展的办法,着力解决当前在发展中出现的突出问题,促进磷化工产业发展能力、发展水平的不断提高,促进整个磷化工产业的全面发展。 3、环境的有效保护 可持续发展在鼓励经济增长的同时,强调要对人类需求的满足进行限制,不能超越资源与环境的承载能力,要注意改善质量、提高效益、节约能源、减少废物,改变传统的生产和消费模式,实现人与自然的和谐,有效保护人们赖以生存的环境。当前,我国磷化工产业处于比较落后的局面,一些磷化工产品的生产给环境带来了巨大污染。比如,黄磷是热法磷化工的母体产品,长期以来一直被认为是高耗能、高污染的“夕阳”产业,一些发达国家已经停产或宣布不再生产黄磷。与此趋势相反,我国近年来黄磷生产却大幅上升。黄磷生产中所生成的炉渣、磷铁及炉气都已对环境造成较为严重的污染。除黄磷生产之外,其他磷化工产品的生产,如果保护不够,也会对环境造成不同程度的破坏。因此,我国磷化工产业的可持续发展,必须在促进经济发展的同时,最大限度地考虑环境的承载力,有效满足当代与后代对环境发展的要求。 二、磷化工产业可持续发展的主要问题 在经济全球化背景下,磷化工产业在世界范围内都面临激烈竞争。从实现可持续发展的基本要求来看,我国磷化工产业还面临不少问题,主要体现在以下三个方面。 1、资源利用水平较低 磷矿资源十分稀缺,但我国综合利用总体而言不充分、不合理。我国磷矿80%为沉积岩,70%为中低品位的胶磷矿,地下开采约占总量的60%,即使在富矿比较集中的云南、贵州两省,也含有大量贫矿,矿产杂质多,开采难度大。但与此相反,我国绝大多数矿山属于中小型矿山,特别是集体、个人的小型矿山,生产设备相当简陋,技术力量十分薄弱,管理工作较为滞后,乱挖滥采、采易弃难、采富弃贫现象比较普遍,有限资源浪费较大。同时,即使在优质磷矿富产地区,由于发展理念、生产技术等方面的原因,存在磷富矿“优矿劣用”、“高质低用”的现象,相当一部分优质矿用于生产低浓度的钙镁磷肥和普通过磷酸钙等,资源利用水平比较低,一些有价值的元素被遗弃,加剧了优质资源消耗速度。 2、产业结构不尽合理 经过近年来的发展,我国已经形成了较为完整的磷化工产业结构。从产业生产结构看,但我国的磷化工企业仍主要是以生产黄磷、三聚磷酸钠、磷酸氢钙等初级磷化工企业为主,生产附加值高的精细、专用磷化工产品及有机磷产品的企业很少。从产业地区布局看,我国磷化工产业主要布局于磷矿资源集中的云南、贵州、湖北等五省,但地区之间信息交流不够通畅,各自“产业链”不够完整,注意减少不必要的重复投资、加强相互之间的协作配合还比较欠缺,这些地方的资源优势没有转化为产业优势,不仅与国外磷化工产业差距较大,也与我国经济社会发展要求不相适应。从产业增长方式看,整个磷化工产业的经济增长仍然属于高投入、高消耗、低产出、低效益的传统方式,依靠科技创新推动经济增长的方式还没有形成,产业结构亟待调整升级。 3、环境污染较为严重 在磷矿开采中,人们要对森林植被进行砍伐,剥离表土或注水洗选,必然会造成一定的生态破坏和环境恶化。同时,磷化工产业是典型的高能耗、高排放、高污染行业,其“三废”排放强度远远高于其他工业平均水平。磷化工产业发展带来了大量的环境污染,最为典型的是云南滇池附近因为磷化工废弃产品的无序排放,导致滇池磷含量超标,造成水体过度营养化,曾引起国内外媒体的广泛关注。这一事件使人们充分认识到磷化工产品的污染问题,江苏、厦门、深圳、昆明等省市已明令禁止使用含磷洗涤剂。总体而言,我国磷矿分布和磷化工发展区域,基本是人口较为密集、经济相对活跃的区域,由于开采、生产技术的限制,磷化工产业的高排放、高污染,与人类有限的生存空间、环境容量之间的矛盾十分突出。 三、磷化工产业可持续发展的政策建议 《中国磷化工十一五发展指南》提出,要合理开发利用资源,优化矿区布局,加强自主创新及技术进步,促进磷化工业可持续发展。为了实现这一目标,本文建议要突出抓好三个方面。 1、积极推进自主创新 推进自主创新,是转变经济增长方式的基本前提,是保持经济长期平稳较快发展的客观需要,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要保证。从技术角度讲,全球磷化工新技术发展的总趋势是:湿法、热法并举,以湿法为主,在稳定发展大宗磷肥、磷复肥的同时,为满足人类社会多方面的需求,发展精细磷化工产品,提高不可再生资源附加值。我国磷化工产业之所以会出现资源利用水平低、产业结构不合理,环境污染较严重等问题,与选矿设备简陋,生产技术薄弱,高新技术运用较少有着密切关系。要促进磷化工产业的发展,首当其冲的是必须坚持走自主创新道路,加大技术创新力度,把增强自主创新能力作为调整产业结构和转变发展方式的中心环节,学习借鉴国际最新的中低品位磷矿综合利用技术、温法磷酸的精制净化技术、精细磷化学品的绿色合成技术等最近的技术成果,加强引进消化吸收再创新的步伐,大力推进原始创新、集成创新,着力突破影响和制约磷化工产业发展的关键技术,不断提高可持续发展的能力。 2、大力发展循环经济 循环经济是符合科学发展观要求的,一种社会生产、再生产范式,以资源的高效利用和循环利用为核心,以低消耗、低排放、高效率为基本特征的发展模式。要克服磷化工产业资源消耗量大、“三废”排放严重等问题,坚决摆脱“先污染一后治理”的传统发展道路,就应当实现从传统经济增长方式到可持续发展经济增长方式的转变,推进磷及磷化工废物资源化、磷-煤-盐化工共生耦合循环、磷化工、盐化工、煤化工废物综合利用,充分利用磷矿资源中的每种元素,降低磷矿的消耗,有效地减少甚至消除“废物”排放,最大限度地提高稀缺而又宝贵的自然资源利用率,发展循环经济,降低生产成本,实现可持续发展。近年来,我国一些大型的磷化工企业已经开始在发展循环经济方面进行有益探索。比如,云天化集团三环公司坚持以资源节约、综合利用和清洁生产为途径,以“减量化、再利用、再循环”的原则,依靠科技创新、技术进步,走新型工业化道路,大力发展循环经济,取得了明显成效。在企业自主发展循环经济的同时,我国政府应当出台相应的政策措施,鼓励和支持磷化工企业走循环经济发展道路,尽可能用最少的资源消耗实现最大的发展效益,实现真正的科学发展。 3、加大产业整合力度 近年来,一些磷矿资源丰富的省份先后就资源保护、产业发展等出台了一系列地方政策,如云南省颁布《磷矿资源开采市场准入条件》,湖北省出台《关于今年磷矿山开采总量控制计划的通知》,有力促进了产业的规范、快速发展,形成了一批具有竞争力的大集团,但这些整合工作仍然局限于一个省份之内,跨地区、跨行业的整合还没有出现。本文建议,我国应当坚持政府引导、市场导向、企业为主的原则,进一步在全国范围内加大磷化工行业整合工作:从政府引导上,中央有关部门应加大宏观调控力度,尽早出台黄磷行业准入条件,建立严格监管机制和政策协调机制,强化行业自律职能;从发展模式上,要适应化工园区这一国际化工发展的主流,以园区聚合理配置生产要素,实施清洁生产和“三废”的统一治理,实现产业的园区化、集约化和一体化;从产业结构上,适当控制黄磷的生产,积极发展磷化物等中间产品,大力发展亚磷酸盐等下游产品,坚持发展无机磷化工和有机磷化工相结合,改变单一生产模式,不断优化产业结构;从企业重组上,要通过兼并、控股、联合等方式,努力形成一批国际化、大型化、精细化和专业化的企业集团,提高整体的技术水平和市场占有率,以此带动和促进磷化工产业的可持续发展。 总之,我国应坚持在自主创新中求发展,在发展循环经济中求发展,在保护环境中求发展,实现磷化工产业可持续发展。看了"金属表面磷化技术论文"的人还看: 1. 表面处理技术论文 2. 试论汽车发动机气门的拆装技巧
核电站适用涂层特点分析论文
【摘要】 涂料广泛应用于核电站核岛、常规岛的钢结构、混凝土、设备管道等部位,是核电站腐蚀防护的重要手段之一。自我国首座核电站——秦山核电站起,国内各涂料研究单位、供应商做了大量研究开发工作,如:兰州应通特种涂料研究所开发的耐高温涂料、上海开林造漆厂开发的核岛内环氧涂料、常州涂料化工研究院开发的NC系列涂料,这些工作对于推动我国核电涂料产业自主化起了重要铺垫作用。
0前言
目前秦山、大亚湾核电站已经运行十年以上,秦山二期、三期、岭澳、田湾核电站也相继建成,这些核电站在涂料的运用方面获得了许多宝贵经验。同时,比较类似条件,如石油化工、城市管网、海洋船舶、电力等行业的涂料使用经验,我们开展了核电站适用涂料特点及防护分析的研究工作。希望能对国内涂料供应商、研究院所提供一些有益的启示。
1 核电站环境适用涂层及防护分析
我国现有核电机组均为压水堆,核电站设备可分为核岛、常规岛和辅助系统三部分。核电站涂层防护可分为抗大气腐蚀涂层和抗液体、埋地环境涂层,因此可以结合核电站设备组成分别对不同功用的适用涂层进行分析。
1.1核岛适用涂层及防护分析
核电站运行时,环境温度较高,且存在中子、仅离子、13l离子、丫离子辐射。因此核岛内适用涂层必须具有一定的耐温性、抗辐照老化性。除此之外,核岛涂层还必须具备以下两个基本功能:
(1)去污性能要求,即易于清除涂层表面的放射性污染物,以免检修时对工作人员造成放射性损伤。
(2)LOCA条件附着力要求,即核岛内管道破口时,涂层不剥落。
核岛的环境特点是:正常条件下,’核岛内空气中腐蚀性离子较少,温度保持恒定,涂层劣化的主要途径是人为损伤和辐照作用;异常条件下,如核岛内管道发生破口事件,管道内充满的高温高压蒸汽瞬间能使核岛局部达到约300~C、1 6 MPa。因此更强调核岛内适用涂层满足在异常条件下的使用要求。此外,根据ALARA原则(所有辐射剂量应保持在可合理达到的尽可能低水平),核岛适用涂层还应具备较低表面处理条件下的可维修性。
1.2常规岛适用涂层及防护分析
核电站常规岛涂层主要用于:设备外表面的抗大气腐蚀防护和去离子水储存罐的内部腐蚀防护。
核电站常规岛设备通常温度较高,一般来说当温度达到60 0(2,表面都会覆盖绝热层,而绝热材料中总存在一定的Cl一、S042一类腐蚀性离子,如果有水渗人绝热层,在局部形成微酸性溶液。因此常规岛设备外表面涂层必须具有足够的耐温性和一定耐酸性。需要特别说明的是,通常选用的含锌涂料,在高于60℃时,会发生锌与铁构成电偶对的极性转换,造成涂层与水对金属的腐蚀,必须禁止使用。
与常规电站不同,核电站去离子水更为“纯净",渗透性更强。因此,在常规岛去离子水储罐钢基体、去离子水及涂层半透膜三者之间,对核电站运行管理存在如下的风险:
(1)由于渗透压的不同,促使去离子水通过涂层向钢基体渗透,从而使涂层出现鼓泡或脱落,最终影响二回路水质。
(2)涂料中的卤素、硫等离子通过涂料向去离子水扩散,从而使二回路水中腐蚀性离子含量超标。
1.3辅助系统适用涂层及防护分析
核电站辅助系统涂层主要包括:酸碱盐飞溅条件下的涂层、结露设备及钢结构表面的涂层、电器设备表面涂层、燃料储存箱内表面涂层、海洋大气和海水环境下的涂层等。其中结露设备及钢结构表面涂层、海水环境下涂层与其它工业领域有着不同的使用要求。
核电站冷冻水系统设备及流速较大的冷却水管道外表面,普遍存在结露现象,似乎对这些设备外表面涂装并不难,但问题在于核电站一旦开始运营,这些系统的检修时间常常不到24 h,因此这些设备外表面涂层的修复施工、固化条件往往很难满足要求。
海水环境下涂层与其它工业领域有着某种相似性,却始终为核电站管理者的关注焦点,如:含泥砂海水对涂层的冲刷破坏、海水管道内焊缝处涂层补口、含盐高湿度环境中涂层涂装等问题一直没有得到很好的解决。此外,核电站海水环境下涂层选择还要考虑涂层脱落后堵塞下游设备造成其功能下降和潜在腐蚀风险增加所造成的不利影响。
2 核电站涂层的选择及管理要求
2.1核电站涂层的选择
商业运行的核电站机组一般均为大功率、连续运行,核电站涂层的施工时机一般选择机组换料大修期间。基于核电站运行的经济性和设备的可靠性,核电站涂层必须选择已成熟运用的可靠产品,并且至少能够满足所在设备一个或几个大修周期的防护要求。
核岛适用涂层的选择需满足以下要求:
(1)耐120℃、400℃温度试验,200h以上。
(2)达到EJ/T 1086-1998中规定的涂层在模拟设计基准条件下的附着力要求。
(3)达到EJtr 11 11--2000、EJ/TI111-2000中丫射线辐照、去污性的要求。
(4)涂料中的各种成分应尽可能降低卤族元素、硫元素的含量。
(5)为避免对金属材料析氢过程的影响,涂膜应不含铝粉,尽量不使用含金属锌的涂料。
常规岛适用涂层的选择:保温层下管道涂层除具有一定的耐温性外还应有一定的耐酸性。
对于去离子水环境下的涂层,涂料中各种成分应尽可能降低卤族元素、硫元素的含量。
辅助系统适用涂层的选择除满足涂层所处环境的耐蚀条件以外,还应重点考虑满足要求施工条件下的全面防护。这部分涂层量大面广,根据涂料的特性和电站管理方便,要求户外设备禁止使用环氧面漆。
2.2核电站涂层的施工要求
与核电站涂料的选择一样,核电站涂层的施工单位也应具有核电或同类型施工的业绩。为尽可能提高涂料的防护周期,一般新建核电站设备要求表面处理达到Sa 2.5(近白级)、选择配套的底、中、面漆涂装方案,对于运行中的`核电站,多为St 2级情况下的涂装。
涂层防护的好坏与施工过程的质量控制密切相关,如:涂装前表面处理,要求磨料干燥无油;鳞片涂料的涂装方法、底漆涂装前的表面清洁度;两道面漆涂装间隔;不同温度、湿度条件下的涂层养护时间等。为保证施工质量,核电站涂层施工均设有独立的质量QC,负责施工过程的质量检查和记录。
2.3核电站涂层的检查要求
由于核电站涂层的选择策略、严格的施工要求,新建核电站在运行初期一般不会出现由于涂层缺陷而发生的较大质量事故。但随着运营时间的延长和核电站管理的精细化,涂层问题还时有发生,因此核电站涂层的检查和评估就非常必要。
核电站涂层的设计寿命一般在1 O年以上,但由于设计、施工、检修因素的不理想,3~5年后涂层失效会逐渐表现出来。因此,在核电站投用1。2年后,定期对核电站涂层进行检查和评估,能够及时发现失效涂层并采取修补措施。提早检查的目的是尽可能多掌握涂层变化的趋势,为随后的涂层方案优化提供建议。
3 核电站涂料的发展要求
为适应我国“十一五”加快发展核电的产业方针,及时总结核电站涂料的适用特点和进行涂料防护分析以及借助于国内外涂料应用的成功经验和国内核电站涂层的应用实践,我国核电站涂料的发展应围绕以下要求进行开发和研究。
(1)假想事故工况下,安全壳内涂层须满足附着力要求。
(2)安全壳涂层的耐温、耐辐照、去污性的改进和提高。
(3)严格进行核岛涂层、二回路液体环境中涂层成分的控制,如降低卤素、硫元素的含量。
(4)借鉴国内其它行业在核电站辅助系统类似环境中的成功经验,如:低表面处理涂料、湿固
化涂料的应用经验;海水管道涂层焊缝涂层补口施工工艺的技术改进等。
(5)核电业者严格控制施工质量并定期检查涂层。
参考文献
l陈济东,等.大亚湾核电站系统及运税M].北京:原子能出版社,1996
2 C-TS/MAT/401.核电站产品及材料化学成分规范
3 许莉莉.核电站安全壳内钢结构防护涂料的性能与应用[J].上 海涂料,2001,39(2):27-29
我 不给你写但是我 给你说 几个方向铁生锈 也就是铁被氧化 所以说你要防止生锈 就的让铁尽量的不被氧化。防御的措施有 隔绝氧气、防止铁与潮湿的空气接触(潮湿空气比干爽的空气更容易让铁生锈)、如果铁生锈那么要及时除去(有锈的话会越来越...锈),在个就是用不锈钢来代替铁制品...我能想到的就这些,希望你能用的到。不过现在的小学生真的 都 到了 这个 地步了 这么早 就开始分析 这个东西了 ...对小学生来说难度大了点吧.
金属生锈的基本过程和主要因素金属的生锈有两种。一种是化学腐蚀,一种是电化学腐蚀。化学腐蚀过程是金属与腐蚀介质(空气中的氧)直接作用但不发生电流,例如钢铁,即使在干燥空气中,也会与氧发生作用,生成一层容易看见的极薄氧化膜,因其完整而紧密,氧就不易再透过去和钢铁起化学作用,故生锈的速度便缓慢下来。而电化学过程却是另外一种情况,如金属浸在电解质溶液中或放在潮湿空气中,在金属表面即有电子流动(电流)产生,加快了腐蚀,这种现象被称为电化学腐蚀过程。这种自发进行的电化学反应,就如通常电镀中的电化学反应一样,是由于金属表面电化学的不均匀性引起的微电池作用而产生金属被腐蚀的结果。这种电化学不均匀性所以会产生,是由于金属化学成分、组织、物理状态以及表面膜不完整等的不均匀性而引起。放金属生锈现象,即是电化学腐蚀过程。在现代工业迅速发展,三废处理还不彻底的今天,在潮湿空气中,往往含有二氧化碳(CO2、二氧化硫(SO2)等腐蚀性气体。当它形成并达到20~30个分子厚度的水膜时,就成为电解质的电解液膜。这时,电化学腐蚀就会加快发生。而在净化的大气中,金属表面仅仅存在纯水膜,就不足以引起强烈的电化学腐蚀。由此可见,产品表面和大气干净与否,对金属制品的腐蚀程度有多大的影响。 影响金属锈蚀的主要因素大致有以下几种:(1)空气的相对湿度是一项影响大气腐蚀性的重要因素。所谓相对湿度系指绝对湿度(空气中含有实际水蒸气的量,克/米3)与饱和湿度(空气中达饱和的水蒸气量。超过此限,一水蒸气即形成水珠落下)的百分比。金属因其性质和表面形态的不同,都有一个产生锈蚀的临界相对湿度值。钢铁生锈临界相对湿度值一般是75%,所以降低大气的相对湿度,是一种主要的防锈办法。 (2)空气温湿度的变化也是影响大气腐蚀的一个主要因素。低气温、高湿度就会引起水汽凝聚。凝聚水膜中溶有有害气体和盐类,便会产生电化学腐蚀。而且温度愈高金属生锈速度愈快。 (3)溶液的酸碱性(PH值)对金属腐蚀有影响,其中如氯化物对腐蚀的速度影响更大。盐雾、手汗、热处理残留盐渣、焊接后残留焊药等都含有氯离子,如果清洗不净,极易造成生锈。 (4)空气中腐蚀气体污染对金属伪影响。危害最大的是大气中的二氧化硫(SO2),因SO2溶解于水中即变成亚硫酸H2SO3,如果SO2被氧化后生成三氧化硫(SO3),其吸湿性更强,水溶液的腐蚀性更为强烈,特别在有化工厂发放如硫化氢(H2S)、氨气(NH3)和盐酸(HC1)等的污染下,都将加速金属的电化学腐蚀。 (5)其他因素对金属也有影响。空气中含有大量灰尘,其中包括煤烟、煤灰等碳和碳化物、金属氧化物、砂土、氯化钠、硫酸按及其他盐类颗粒等。这些物质落在金属表面,特别与水蒸气共同作用下,其腐蚀作用将大大加剧。
关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文
无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文,仅供参考,欢迎大家阅读。
摘要: 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素,对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究,并同时指明了部分经常使用的化学涂料,对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的,它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告,尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。
关键词: 金属腐蚀;因素;防护方式
化学工业、石油化工、原子能等领域中,因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏,不但会让社会承受重大的损失,还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害,继而对人们的身体健康造成威胁,一些物质在短时间内不会消失,会长时间内对环境以及人身造成威胁;同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全,例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故,一般会导致爆炸、火灾等重大的事故,使人们的生命财产承受巨大的损失。
1、金属腐蚀的类别
金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分,主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀;根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局,重点包含全面腐蚀与局部腐蚀;此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀;干腐蚀与湿腐蚀等。
2、影响金属腐蚀的因素
①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的,腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生,假如到达或者超越特定的相对湿度,锈蚀就会以较快的速度出现和恶化,通常而言,钢铁的临界相对湿度大概是75%。
②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2,CO2,Cl-,灰尘等,多数皆为酸性气体。
③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。
④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度,进而加快腐蚀的速度。
3、防护方式
金属腐蚀的防护方式具有多样性,重点对象为金属本质,将被保护金属和腐蚀介质进行隔离,或者对金属的表面进行操作,改变腐蚀条件和电化学保护等。
3.1改善金属本质
按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金,或者于金属内加入合金元素,提升它的耐腐蚀性,能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方,于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。
3.2构成保护层
于金属表面设置各类保护层,将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离,此为预防金属腐蚀的最佳方式。
3.2.1金属的磷化处理
在钢铁制品去油、除锈操作之后,添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡,就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜,此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色,厚度通常是5至20μm之间,于空气内具备较强的耐腐蚀能力。
3.2.2金属的氧化处理
把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内,加热,在它的'表面就能够产生一层厚是0.5~1.5μm的蓝色氧化膜(主要组分是Fe3O4),来实现钢铁防腐蚀的目标,这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度,不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。
3.2.3非金属涂层
通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层,叫做非金属涂层,亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆,车辆的表面经常喷漆等。
3.2.4金属保护层
其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生,不仅可以通过电镀、化学镀实现,还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。
3.3改善腐蚀条件
改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如,能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质,也就是缓冲剂,来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质,将其适量的融入至腐蚀介质内,即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小,便捷和廉价,因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。
3.4电化学保护法
此类方式为以电化学原理为基础的,于金属设备上进行操作,让其变成腐蚀电池中的阴极,进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。
3.4.1阴极保护
此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极,变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极,让其变成阳极,使其腐蚀,也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道,地下水管、输油管等。
4、结语
不管是在社会中的哪个领域,金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义,对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等,应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性,其形成的因素也是多种多样的,这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战,值得所有人员做出相应的努力。