chapter 2 防腐蚀方案的确定课件

重庆科技学院重庆科技学院防腐工程概论Lecture 2 Lecture 2 防腐蚀方案的确定防腐蚀方案的确定cqust2ContentsContents选择防腐方案的步骤选择防腐方案的步骤防腐方法分类和应用防腐方法分类和应用选择防腐方案的技术经济计量学分析选择防腐方案的技术经济计量学分析结构设计中的防腐原则结构设计中的防腐原则建造工艺中的防腐原则建造工艺中的防腐原则cqust3教学要求教学要求1.1. 掌握防腐方案的技术经济计量学分析掌握防腐方案的技术经济计量学分析2.2. 理解防腐方案选择的思路理解防腐方案选择的思路3.3. 了解常用的防腐方法了解常用的防腐方法重点：防腐方案的技术经济计量学分析、防腐方法重点：防腐方案的技术经济计量学分析、防腐方法难点：防腐方案的技术经济计量学分析难点：防腐方案的技术经济计量学分析cqust4一、选择防腐方案的步骤一、选择防腐方案的步骤1.1.防腐方案的基本要求防腐方案的基本要求(l(l）满足使用性能和寿命要求；）满足使用性能和寿命要求；(2(2）安全可靠，工艺可行；）安全可靠，工艺可行；(3(3）无公害无污染；）无公害无污染；(4(4）经济合理。）经济合理。2.2.建造之初防腐蚀方案选择步骤建造之初防腐蚀方案选择步骤（1 1）在工程结构设计和建造之初就应考虑材料的腐蚀与）在工程结构设计和建造之初就应考虑材料的腐蚀与防护问题，其好处在于：防护问题，其好处在于： v可供选用的防腐蚀方法，面广而多；可供选用的防腐蚀方法，面广而多； v可以做到使各构件寿命同步，从而使整个工程项目达可以做到使各构件寿命同步，从而使整个工程项目达到最高的功效成本比；到最高的功效成本比； 2.2. 各种好的防腐蚀方法，都可在建设过程中得以实施，各种好的防腐蚀方法，都可在建设过程中得以实施，而不会受到工艺因素的制约而不会受到工艺因素的制约 cqust5一、选择防腐方案的步骤一、选择防腐方案的步骤2.2.建造之初防腐蚀方案选择步骤建造之初防腐蚀方案选择步骤（2 2）工程结构设计和建造之初选择防腐方案的基本步骤）工程结构设计和建造之初选择防腐方案的基本步骤cqust6一、选择防腐方案的步骤一、选择防腐方案的步骤2.2.建造之初防腐蚀方案选择步骤建造之初防腐蚀方案选择步骤（3 3）构件运行后的防腐蚀方案选择步骤）构件运行后的防腐蚀方案选择步骤 cqust7二、防腐方法分类和应用二、防腐方法分类和应用1.1.防腐蚀方法分类防腐蚀方法分类按防蚀机理：按防蚀机理：选择耐蚀材料选择耐蚀材料、环境介质处理环境介质处理、相界表面处理相界表面处理cqust8二、防腐方法分类和应用二、防腐方法分类和应用2.2.防腐蚀方法选用防腐蚀方法选用（详见第三篇）（详见第三篇）当前选用比较多的防腐蚀方法是：选用耐蚀材料，有机涂料当前选用比较多的防腐蚀方法是：选用耐蚀材料，有机涂料覆盖层保护，金属覆盖层和表面处理，电化学保护覆盖层保护，金属覆盖层和表面处理，电化学保护3.3.防腐方法造价规律防腐方法造价规律（1 1）防腐蚀寿命（）防腐蚀寿命（2 2）防腐蚀材料及其质量（）防腐蚀材料及其质量（3 3）工艺方法）工艺方法简单与成熟程度及辅助工艺消耗（简单与成熟程度及辅助工艺消耗（4 4）施工条件）施工条件单位面积费用：单位面积费用：缓蚀剂有机涂层无机涂层有机层加阴极保护金属层缓蚀剂有机涂层无机涂层有机层加阴极保护金属层金属（或转化膜）层加有机层包覆层复合材料金属（或转化膜）层加有机层包覆层复合材料耐蚀材料高耐蚀材料耐蚀材料高耐蚀材料cqust9二、防腐方法分类和应用二、防腐方法分类和应用cqust10三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析1.1.腐蚀技术经济计学分析步骤腐蚀技术经济计学分析步骤 三步走：三步走：最佳方案的确定借助以下途径：最佳方案的确定借助以下途径：一是凭经验判断；二是通过模拟实验确定；一是凭经验判断；二是通过模拟实验确定；三是数学分析三是数学分析。 cqust11三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析2.2.尤立格（尤立格（ Uhlig Uhlig ）公式计算比较法）公式计算比较法 （a a） （b b）TT采用防腐蚀方案后所能延长的使用寿命（即防腐蚀寿命）采用防腐蚀方案后所能延长的使用寿命（即防腐蚀寿命）,a;,a;TT构件原使用寿命，构件原使用寿命，a ;a ;CC构件材料费（或购置费），元；构件材料费（或购置费），元；CC防腐方案花费总额，元；防腐方案花费总额，元；LL构件制造费，元；构件制造费，元；mm维修保养费，元；维修保养费，元；dd折旧回收费，元；折旧回收费，元；AA采用防腐蚀方案后年均收益费，元。采用防腐蚀方案后年均收益费，元。 cqust12三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析2.2.尤立格（尤立格（ Uhlig Uhlig ）公式计算比较法）公式计算比较法第一步，初步判断：采用式（第一步，初步判断：采用式（a a）计算后，如果式（）计算后，如果式（a a）成立，）成立，那么这个防腐蚀方案产出效益，是可取防腐蚀方案之一，那么这个防腐蚀方案产出效益，是可取防腐蚀方案之一，否则为不可取防腐蚀方案。否则为不可取防腐蚀方案。第二步，择优选用：采用式（第二步，择优选用：采用式（b b）计算出年均收益值）计算出年均收益值 A A ，由，由各防腐蚀方案各防腐蚀方案 A A 值的大小比较出首选方案、其次方案、值的大小比较出首选方案、其次方案、较差方案等。较差方案等。 cqust13三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析应用尤立格公式计算举例应用尤立格公式计算举例 某船所用材料花费计某船所用材料花费计2020万元（万元（C)C)；制造费用；制造费用4040万元（万元（L)L)；不采用防腐蚀措施时，只能使用不到不采用防腐蚀措施时，只能使用不到1010年（年（T)T)；平日维；平日维修保养费共计修保养费共计2020万元万元(m0(m0）；报废后的折旧回收费）；报废后的折旧回收费O.5O.5万万元（元（d0d0）。如果采用第一种防腐蚀方案（涂料加阴极保）。如果采用第一种防腐蚀方案（涂料加阴极保护）：其花费共护）：其花费共8 8万元（万元（Cl) Cl) ；其防腐蚀寿命为三年；其防腐蚀寿命为三年（Tl)Tl)；平日维修保养费共计；平日维修保养费共计2020万元万元 (ml)(ml)；报废后的；报废后的折旧回收费折旧回收费0.50.5万元（万元（dl)dl)。如果采用第二种防腐蚀方案。如果采用第二种防腐蚀方案（热喷涂（热喷涂Zn-AlZn-Al合金覆盖层加阴极保护的防腐蚀方案），合金覆盖层加阴极保护的防腐蚀方案），则需花费则需花费1515万元（万元（C2)C2)；其防腐蚀寿命为；其防腐蚀寿命为1212年（年（T2)T2)；平日维修保养费只为平日维修保养费只为1010万元（万元（m2) m2) ；报废后的折旧回收；报废后的折旧回收费（费（d2d2）可达）可达1515万元；问上述两种防腐蚀方案是否可用？万元；问上述两种防腐蚀方案是否可用？哪种防腐蚀方案最经济？哪种防腐蚀方案最经济？cqust14三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析应用尤立格公式计算结果及分析应用尤立格公式计算结果及分析用涂料加阴极保护方案和采用热喷涂用涂料加阴极保护方案和采用热喷涂 Zn-AlZn-Al合金覆盖层加阴极保护方案合金覆盖层加阴极保护方案都是可取方案，因为式（都是可取方案，因为式（a a）计算结果均大于）计算结果均大于0 0；而无防腐蚀措施时，；而无防腐蚀措施时，则式（则式（a a）计算结果小于）计算结果小于0 0，即为不可取方案。式（，即为不可取方案。式（b b）计算结果显）计算结果显示，热喷涂示，热喷涂 Zn-AlZn-Al合金覆盖层加阴极保护方案为首选方案，因为其合金覆盖层加阴极保护方案为首选方案，因为其年节省资金最多，比涂料加阴极保护方案的年节省资金多达年节省资金最多，比涂料加阴极保护方案的年节省资金多达46004600元元年，而不做防腐蚀处理时则每年要损失年，而不做防腐蚀处理时则每年要损失500 500 元年。元年。 cqust15三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析2.2.等效年度费用计算比较法等效年度费用计算比较法 AA等效年度费用（每年末的平均支出），元；等效年度费用（每年末的平均支出），元；ii年利率，年利率，% %；P Pw w初次投资，或现值（初次投资，或现值（ present worth ) present worth ) ，元；，元；nn使用时间，使用时间， a ;a ;F Fnini与年利率和使用时间相关系数，算式为（与年利率和使用时间相关系数，算式为（1+i)1+i)n n （1+i )1+i )n n-1-1 cqust16三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析应用等效年度费用计算比较法计算举例应用等效年度费用计算比较法计算举例一台列管式换热器，如果用碳钢制造需要一台列管式换热器，如果用碳钢制造需要 l l 万元，可用万元，可用 5 5 年；如果用不锈钢（年；如果用不锈钢（ 1Crl8Ni9Ti 1Crl8Ni9Ti ）制造则需要）制造则需要 2 2 万元，万元，但可用但可用 12 12 年；如果年利率为年；如果年利率为 5 5 或或 10 10 时，试利用时，试利用计算等效年度费用值比较法判断两种方案的合理性，如计算等效年度费用值比较法判断两种方案的合理性，如果用碳钢制造再加阴极保护防腐蚀（阴极保护附加费果用碳钢制造再加阴极保护防腐蚀（阴极保护附加费 1000 1000 元，年用电费等元，年用电费等 100100元），可用元），可用 10 10 年年, ,问是否可问是否可取？取？ cqust17三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析应用等效年度费用计算比较法结果及分析应用等效年度费用计算比较法结果及分析将各个方案的初次投资总额将各个方案的初次投资总额PwPw值和相应利率值代入值和相应利率值代入在年利率高时（在年利率高时（ 10 % ) ,10 % ) ,用碳钢比用不锈钢合算；在年利率低时（用碳钢比用不锈钢合算；在年利率低时（ 5 5 % ) % ) ，用不锈钢比碳钢经济；而无论年利率低，还是高，采用碳钢，用不锈钢比碳钢经济；而无论年利率低，还是高，采用碳钢制造再加阴极保护的方案是最佳方案。制造再加阴极保护的方案是最佳方案。cqust18三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析3.3.杰伦（杰伦（ Jelen Jelen ）公式计算比较法）公式计算比较法 KK总投资总额，元；总投资总额，元；CC更换支出额，元；更换支出额，元；FmimFmim年后更换支出系数（可据年利率年后更换支出系数（可据年利率i i和更换年数和更换年数m m查查表）表）; ;HH维修支出额，元；维修支出额，元；GpipGpip年维修支出系数（可据年利率年维修支出系数（可据年利率i i和维修年数和维修年数p p查表）查表）; ;LL项目折旧费，元；项目折旧费，元；GmimGmim年后折旧费用系数（可据年利率年后折旧费用系数（可据年利率 i i 和和 m m 年数查表年数查表) )cqust19三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析杰伦公式应用举例杰伦公式应用举例 设计制造一台热交换器，有三个方案可供选择：一是采设计制造一台热交换器，有三个方案可供选择：一是采用廉价材料（普碳钢）制造，需用廉价材料（普碳钢）制造，需 1000 1000 万元，万元， 3 3 年后报年后报废，同时每年还要花费废，同时每年还要花费 15 15 万元维修费，折旧费为万元维修费，折旧费为 200200万元；二是用高档耐蚀材料（不锈钢）制造，需要花费万元；二是用高档耐蚀材料（不锈钢）制造，需要花费 30003000万元，第一年不用维修，两年后需年维修费万元，第一年不用维修，两年后需年维修费 10 10 万万元，可用元，可用 9 9 年后才报废，报废后可折卖年后才报废，报废后可折卖 600 600 万元；三万元；三是采用廉价材料（普碳钢）制造，再加防腐蚀措施（例是采用廉价材料（普碳钢）制造，再加防腐蚀措施（例如，金属覆盖层和电化学保护）共需花费如，金属覆盖层和电化学保护）共需花费 1500 1500 万元，万元，每年维修费每年维修费 20 20 万元，可用万元，可用 6 6 年后才报废，废品收人年后才报废，废品收人 200 200 万元。以上三个方案哪个方案最为经济有利？工程万元。以上三个方案哪个方案最为经济有利？工程要求保证要求保证 18 18 年的使用期，储金利率按年的使用期，储金利率按 5 5 计。计。 cqust20三、选择防腐方案的技术经济计量学分析三、选择防腐方案的技术经济计量学分析应用杰伦公式计算结果及分析应用杰伦公式计算结果及分析采用碳钢制造加防腐蚀方案最经济，采用贵重材料不锈钢制采用碳钢制造加防腐蚀方案最经济，采用贵重材料不锈钢制造是不合算的。造是不合算的。重庆科技学院重庆科技学院