钢结构长效防腐新材料、新技术——稀土铝合金项目可行性报告(编辑修改稿)

钢结构长效防腐新材料、新技术——稀土铝合金项目可行性报告(编辑修改稿)内容摘要：

)，稀土主要以前两种形式分布。 第一种形式起到了有限固溶强化的作用，第二种形式增加了变形阻力，促进位错增殖，使强度提高。 加入稀 土后合金的铸态组织中合金晶粒明显减少，二次枝晶间距有可能细化，稀土与 Al、 Mg、 Si等元素形成的金属间化合物呈球状和短棒状分布在晶界或界内，组织中有大量位错分布。 当稀土含量大于 ％，后一种存在形式开始占主导地位。 这时，稀土与合金中的其他元素开始形成许多含稀土元素的新相，同时使第二相的形状、尺寸发生变化，可能使得第二相从长条状等形状转变成短棒状粒子出现，粒子的尺寸也变得比较细小，且呈弥散分布。 大部分含稀土元素的第二相都出现了粒子化、球化和细化的特征，这种变化在一定程度上都强化了铝合金。 铝合金加入稀土元素后 性能的变化随着稀土元素加入量的增加，铝合金的强度、塑性均有所提高。 这主要得益于稀土元素对合金组织的改善以及弥散的稀土化合物强烈的沉淀强化效应等。 添加稀土元素可以导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变，有利于合金的韧化。 同时铝合金中随稀土含量的增加，抗拉强度、硬度提高，而延伸率略有下降。 由此可见，伴随稀土的加入，合金的机械性能大有改善。 稀土元素的加入也可以改善铝合金的铸造性能。 这是因为铁是铝合金中非常有害的杂质，万分之几的 Fe 就能形成Al+FeAl3 的共晶硅，大多数含铁相的结晶组织都十分粗 大，直接影响合金的机械性能，降低合金的流动性，增加组织不均匀性，添加稀土，则可以改变铁相的存在形态，提高铝合金的铸造性能。 在同一温度下，稀土铝合金的电阻率比普通铝合金小得多，说明掺入微量稀土元素后铝合金的导电性能大大提高。 这是因为稀土元素作为表面活性元素加到合金中，使合金的铸态组织得以细化，减小了对传导电子的散射，从而使电阻率大幅度下降。 稀土在铝合金中可以形成热硬性高的复杂成分化合物，呈网状分布于晶界或枝晶间，细化了组织，有效地阻碍了基体变形和晶界移动，从而明显提高了合金的高温性能。 理论基础： （ 1） 由于稀土元素加入铝起到净化、除气、除杂的作用，提高了纯度、提高了品质，同时大大提高了率的耐蚀性； （ 2）稀土元素的加入能细化晶粒、减少偏析、消除显微不均等，使得铝合金的组织均匀化，消除了结构不均而导致的局部腐蚀现象； （ 3）稀土元素加入铝中，分析证明它已介入到表层 Al2O3 的膜层中，对膜层组织结构起到了增强作用； （ 4）稀土元素具有表面活性作用，它的加入大大改善了表层组织和内部结构，以及晶界、位错等都很容易介入，加强这些部位的组织结构，提高了原子结构的完整性，所以也提高了合金的耐蚀性能； （ 5）高温氧化中由 于稀土元素加入，使得表层的氧化激活能提高了，导致氧化速度减慢，提高了合金的抗氧化性能； （ 6）稀土元素具有较高的化学活性； （ 7）稀土元素具有优良的导电性能。 由上述得出：稀土铝合金的防腐理论是防腐材料本身与腐蚀介质稳定化合为一体而终止腐蚀的创新的理论；加入稀土元素引起了铝的内部结构变化，使得的合金有大大优于铝的耐蚀性能；其结果是稀土铝合金在上述腐蚀环境中年腐蚀率为零或几乎为零，这一切都不是偶然的，而是具有其本身的科学性。 工艺流程： 本项目稀土铝合金防腐材料对不同需防腐蚀的母体来说，可采用不同的防护方案，如可采用热浸镀、热喷镀、镀极彩板、高级涂镀、耐蚀涂料、渗镀、等离子 TC 等等。 不同防护方案的工艺流程不同，现只就镀稀土铝合金彩板工艺示图如下： 防腐效果： 对于不同应用范围采用稀土铝合金不同防护方案后其设计的防腐年限见下表： 防护方案 介质环境 防腐年限 应用范围 热 漫 镀 海水 CL175。 长期浸泡； H2S+CO SO2（酸雨）、淡水； 石油、化工； 高温 500℃、高压； 气相介质（ 海洋大气、硫化物、普通大气）、盐雾环境（干湿交替）。 百年 可用于石油（成品油、原油）、天然气、煤气、液化石油气各类大小储罐等罐体，化工厂房、设备、储槽、储池、反应釜、塔体、热交换器、石油精炼塔部件； 注水管线； 海上石油平台、海底管线、跨海铁路、跨海公里、跨海大桥等金属结构的防腐工程、船舶制造以及海上国防装备的高科技防腐材料； 地下各种长输管线（地下输水、输气、输油、供热等市政城市管网）的内外壁防腐； 露天设备（高压输电线塔、电视发射塔、微波转播塔、电气化、铁路、电缆、钢支架）、热 海水长期浸泡； 百年 喷 镀 H2S+CO SO2（酸雨）、淡水； 石油、化工； 气相介质（海洋大气、硫化物、普通大气）、盐雾环境（干湿交替）。 体育场 馆、高层建筑等钢结构的防腐； 循环水池、城市污水处理系统； 高压 CNG（天然气汽车）钢瓶的内防腐以及清洁气源的内壁防腐； 道路标识、公路护栏、消音器、输送机辊道、螺栓等； 钢铁冶炼、有色冶炼、炼焦、煤炉等通风管道、炉底管道、炼焦煤气管道、热风管、吹氧管及各种钢结构、水闸门、过江管道、船闸、发电机级、冲击板、搪烧支架、叶轮、镀碳罐、冷冻机部件、干燥器等； 食品、医药、保健品、酿造、啤酒、白酒发酵容器、生物、燃料等生产加工行业相应的腐蚀环境； 1建筑板材、箱体、管材、型材、棒材、各系列 各规格螺栓、轻钢结构连接件、卷链式铁门、悬挂金具、钢门窗、脚手架、民用散热器等； 1各类生产设备、零部件、超重机具、吊拉索钢丝、机床、器具、仓储设备等。 热喷涂 海水长期浸泡； H2S+CO SO2（酸雨）、淡水； 石油、化工； 高温 500℃、高压； 气相介质（海洋大气、硫化物、普通大气）、盐雾环境（干湿交替）。 50 年到 60年 镀板彩板 气相介质（海洋大气、硫化物、普通大气）、盐雾环境（干湿交替）； 保温、保冷。 百年 管道、设备、大罐及容器保温外壳； 轻型钢结构的屋面板、墙板、夹层保温板、建筑门和窗等部位； 海上石油平台。 高级涂镀 气相介质（海洋大气、硫化物、普通大气）、盐雾环境（干湿交替）。 ≥ 30 年 用户在不采用浸镀、喷镀或喷涂施工场合下， 可以选用本方案。 耐蚀涂料 原油、芳烃、汽油、煤油、柴油长期浸泡； 化工液相介质跑、冒、漏、滴； 化工气相介质。 ≥ 20 年 适用于化工企业钢结构、架空管线处的防腐； 适用于化工液相跑、冒、漏、滴部位的防腐； H2S、 CO SO CL175。 海水环境； 适用于化工企业厂房钢结构、墙壁、梁、板、柱的防腐； 若要长期浸泡于强酸强碱强氧化剂的腐蚀环境，则应选用等离子 TC 系列或选用适用树脂和耐蚀粉体配制的耐蚀胶泥衬适用的有机、无机板材为宜； 输油管道的内外壁防腐。 渗镀 适用于比热浸适用的更为苛刻的介质环境； 化工液相介质长期浸泡； 高温 800℃、高压、熔盐、氨水、HCL、 H2SO4 工业。 百年 渗镀产品不但可以应用于上述的应用范围，而且可以用于高温、高压的蒸馏塔、化工污水、氨水、输 H2S、 SO SO3 管道、化工厂碳化塔水箱、加热炉、热处理炉内构件、热交换器、消声器排气管、高中温预热器、电厂的超高压炉水冷壁管及其他耐高温氧化构件。 等离子TC 适用于上述所有方式使用的介质环境； 绝大多数任意浓度的强酸、强碱、盐类、强氧化剂等。 百年 可以应用于上述所有的应用范围； 极耐高温、耐磨，用于航空、航天、宇宙飞船等领域及飞机、轮船、汽车、内燃机车灯各种发动机的缸筒、活塞、柱塞、活塞环 ，石化行业的油井高压管线并能代替进口镍铬超级合金在油田井下条件使用。 五、市场分析 宏观环境分析： 近代钢结构的广泛应用已深入到国民经济的各大领域，成为建筑、交通、能源、石油、化工等行业的主要构件，可以说关系到国计民生的大事。 但是目前国内外普遍采用的镀锌等防腐传统技术其抗腐蚀寿命一般不足 10 年，国外最好的防腐寿命也不足 20 年，而因各种原因的腐蚀，仅国内每年就有上百万吨的钢材化为。