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摘要:压力容器作为较常见的化工设备之一,其在化工生产应用中容易出现腐蚀问题,对化工生产的正常开展及其安全性均存在较大的不利影响,对其正常使用以及化工生产的安全产生威胁,同时也是化工压力容器应用中不可避免的一种问题和情况,多需要采取有效的防腐策略,对化工压力容器的腐蚀变化进行抑制,以延长压力容器的使用寿命,同时对化工生产的安全性进行保障。
关键词:压力容器;应力腐蚀;控制措施
中图分类号:TQ050 文献标识码:A
1化工压力容器的腐蚀影响因素
首先,化工压力容器的材料特性对其腐蚀问题的影响,主要是通过以下几个方面体现的。
其一,化工压力容器制造材料的化学性质及其杂质含量等性能特征,对化工压力容器使用中的电化学反应速率存在一定的影响。在材料中夹杂物含量较高的情况下,钢材连续性和均匀性变差,腐蚀微电池对增加,导致压力容器的电化学反应速率加快,从而对其电化学腐蚀的发展与变化进程产生相应的作用影响,导致其腐蚀速率及作用影响加快;
其二,化工压力容器的材料特性对其腐蚀问题的影响,还表现为材料表面晶型及其氧化状态对压力容器的腐蚀速率也存在一定的影响,其中,材料表面晶型越明显的压力容器,其在使用过程中越容易出现晶间腐蚀问题,而在材料表面使用氧化膜进行覆盖,则能够在一定程度上促进其材料的抗腐蚀性能提升,进而降低其腐蚀发生率[1];
其三,进行化工压力容器生产制造中,对容器材料所施加的煅烧以及冷却、冲压等作用不同,导致金属材料所产生的形变情况也存在较大的区别,并且其材料上的应力分布也不同,而压力容器金属材料中的应力分布对其腐蚀作用存在一定的影响,会导致其腐蚀加快,尤其是在含有湿 H2S 的环境条件下,压力容器金属材料的各种残余内应力对其腐蚀作用的加速影响更为明显,严重时会导致压力容器出现腐蚀破裂等,对化工生产安全影响十分不利;
其四,压力容器的金属材料中所含有的合金元素及其含量,对其腐蚀作用也存在着重要的影响,其中,材料中所含的合金元素类型及其具体含量不同,导致材料对硫化氢腐蚀的敏感性也存在差异,在具体情况中所表现出的压力容器腐蚀变化也不同。
2压力容器腐蚀控制措施
2.1结合实际需求科学选择压力容器的材料
要想不断降低金属的腐蚀问题发生率,我们需要按照压力容器的自身作用和环境需求选择合适的材料。为了提升压力容器的自身耐蚀性,在压力容器的制作材料中可以增加一些合金元素,从而形成耐蚀合金,提升压力容器的耐腐蚀能力。比如,可以在钢金属中增加镍元素,从根本上提升压力容器的耐腐蚀成效[2]。当然,工作人员还应该结合介质的易燃状况和毒性提升其安全性。
2.2提升加强焊接的工艺水平
在压力容器的焊接过程中,焊接工艺水平直接关系到焊接质量。为此,我们应该结合相关要求选择合适的焊接材料和技术,不仅如此,还要指派专业的电焊工人参与到施工中。在不锈钢材料的使用过程中尝试利用电弧焊或者氩弧焊技术。在焊接工作落实过程中,应该提前对其进行预热处理,焊接完成之后,还应该对其进行稳定化热处理,还要及时检查焊接后的外观是否完整。不仅如此,还应该结合设计施工图纸的需要认真落实好腐蚀试验和探伤工作。
2.3发挥缓蚀剂的作用提升防腐水平
这种试剂的主要作用就是干扰腐蚀化学物产生作用,它能够在浓度较为合适的介质中保持自身良好状态,从而有效发挥自己的防护作用。缓蚀剂的用量较小,一般来说都是需要用量在千万分之几,当然也有少数情况下的用量在百分之几,当然缓蚀剂的自身效果非常好,且具有较高的经济效益。因此在使用缓蚀剂时,一般都是只需要使用非常少量的缓蚀剂就能取得显著的成效,还能有效缓解金属材料的腐蚀问题,同时还能从侧面彰显出金属材料的物理特征。
2.4合理运用衬里防护进行防腐处理
这种防腐处理拥有特定的使用条件,主要适用于一些介质腐蚀性较大的压力容器,或者是一些耐蚀性较弱的金属材料中,以及耐腐蚀性较强但是价格很高的压力容器中。到目前为止,压力容器的内部衬里涉及到很多不同的材料,比如一些不锈钢材料、玻璃钢材料以及聚四氯乙烯等,但是这种防腐处理方法所需的资金较多,施工也并不简单[3]。
2.5科学使用防腐涂料进行防腐处理
这种涂料主要是在油漆涂料中的一种必备涂料,主要是由一些合成树脂、橡胶或者植物油等组成的,使用环境也比较宽松,在比较艰难的环境下还能起到较好的防腐作用。通常情况下,防腐涂料是涂抹在金属表面的,等涂料干了之后就能形成一层保护膜。这层保护膜能够有效分隔开溶液与介质,尽量减少二者之间的腐蚀反应发生率,从而有效提升防腐作用。
2.6科学选择缓腐蚀剂
充分发挥缓腐蚀剂破坏电解质的电化学腐蚀反应的作用,这样能有效降低金属表面的腐蚀反应发生率,从根本上降低金属的阴极和阳极反应发生率,降低金属的电化学腐蚀出现率。在緩腐蚀剂的选择过程中,我们应该严格按照相关要求来落实,由于不同腐蚀剂的浓度各不相同,介质的温度和酸碱度也各不相同,因此其腐蚀效果也各不相同[4]。基于此,我们应该结合周围环境和被保护金属的需求进行科学选择。科学利用缓腐蚀剂能够有效提升防腐效果,还能提升经济效益,因此这种防腐处理方法得到了较为广泛的运用。
利用外加电流法进行防腐处理。这种方法主要把附加电极和被保护的金属分别看作电池的两级,被保护的金属看成阴极,在外加直流电的作用之下获得相应的保护,主要的适用范围是河水或者土壤中的金属设备防腐处理。
总之,对化工压力容器腐蚀的影响因素及防腐策略分析,有利于促进对压力容器腐蚀影响因素准确把握的基础上,采用有效的防腐策略,减少其腐蚀问题的发生,从而有效控制压力容器腐蚀对化工设备及其安全性的不利影响。
参考文献
[1]管亚军,杨斌,周运武.压力容器锥形封头局部区域的腐蚀失效分析[J].装备制造技术,2017(04):152-154.
[2]罗汇果.压力容器和压力管道应力腐蚀开裂机理及影响因素分析[J].广东化工,2017,44(06):139-141.
[3]刘春娜,孙晓蔚.压力容器设计若干技术问题解析[J].浙江冶金,2017(01):5-6.
[4]袁文彬,朱建新,方向荣,庄力健,亢海洲,程伟.压力容器与管道腐蚀案例库的设计研究[J].石油化工腐蚀与防护,2016,33(05):9-12.
关键词:压力容器;应力腐蚀;控制措施
中图分类号:TQ050 文献标识码:A
1化工压力容器的腐蚀影响因素
首先,化工压力容器的材料特性对其腐蚀问题的影响,主要是通过以下几个方面体现的。
其一,化工压力容器制造材料的化学性质及其杂质含量等性能特征,对化工压力容器使用中的电化学反应速率存在一定的影响。在材料中夹杂物含量较高的情况下,钢材连续性和均匀性变差,腐蚀微电池对增加,导致压力容器的电化学反应速率加快,从而对其电化学腐蚀的发展与变化进程产生相应的作用影响,导致其腐蚀速率及作用影响加快;
其二,化工压力容器的材料特性对其腐蚀问题的影响,还表现为材料表面晶型及其氧化状态对压力容器的腐蚀速率也存在一定的影响,其中,材料表面晶型越明显的压力容器,其在使用过程中越容易出现晶间腐蚀问题,而在材料表面使用氧化膜进行覆盖,则能够在一定程度上促进其材料的抗腐蚀性能提升,进而降低其腐蚀发生率[1];
其三,进行化工压力容器生产制造中,对容器材料所施加的煅烧以及冷却、冲压等作用不同,导致金属材料所产生的形变情况也存在较大的区别,并且其材料上的应力分布也不同,而压力容器金属材料中的应力分布对其腐蚀作用存在一定的影响,会导致其腐蚀加快,尤其是在含有湿 H2S 的环境条件下,压力容器金属材料的各种残余内应力对其腐蚀作用的加速影响更为明显,严重时会导致压力容器出现腐蚀破裂等,对化工生产安全影响十分不利;
其四,压力容器的金属材料中所含有的合金元素及其含量,对其腐蚀作用也存在着重要的影响,其中,材料中所含的合金元素类型及其具体含量不同,导致材料对硫化氢腐蚀的敏感性也存在差异,在具体情况中所表现出的压力容器腐蚀变化也不同。
2压力容器腐蚀控制措施
2.1结合实际需求科学选择压力容器的材料
要想不断降低金属的腐蚀问题发生率,我们需要按照压力容器的自身作用和环境需求选择合适的材料。为了提升压力容器的自身耐蚀性,在压力容器的制作材料中可以增加一些合金元素,从而形成耐蚀合金,提升压力容器的耐腐蚀能力。比如,可以在钢金属中增加镍元素,从根本上提升压力容器的耐腐蚀成效[2]。当然,工作人员还应该结合介质的易燃状况和毒性提升其安全性。
2.2提升加强焊接的工艺水平
在压力容器的焊接过程中,焊接工艺水平直接关系到焊接质量。为此,我们应该结合相关要求选择合适的焊接材料和技术,不仅如此,还要指派专业的电焊工人参与到施工中。在不锈钢材料的使用过程中尝试利用电弧焊或者氩弧焊技术。在焊接工作落实过程中,应该提前对其进行预热处理,焊接完成之后,还应该对其进行稳定化热处理,还要及时检查焊接后的外观是否完整。不仅如此,还应该结合设计施工图纸的需要认真落实好腐蚀试验和探伤工作。
2.3发挥缓蚀剂的作用提升防腐水平
这种试剂的主要作用就是干扰腐蚀化学物产生作用,它能够在浓度较为合适的介质中保持自身良好状态,从而有效发挥自己的防护作用。缓蚀剂的用量较小,一般来说都是需要用量在千万分之几,当然也有少数情况下的用量在百分之几,当然缓蚀剂的自身效果非常好,且具有较高的经济效益。因此在使用缓蚀剂时,一般都是只需要使用非常少量的缓蚀剂就能取得显著的成效,还能有效缓解金属材料的腐蚀问题,同时还能从侧面彰显出金属材料的物理特征。
2.4合理运用衬里防护进行防腐处理
这种防腐处理拥有特定的使用条件,主要适用于一些介质腐蚀性较大的压力容器,或者是一些耐蚀性较弱的金属材料中,以及耐腐蚀性较强但是价格很高的压力容器中。到目前为止,压力容器的内部衬里涉及到很多不同的材料,比如一些不锈钢材料、玻璃钢材料以及聚四氯乙烯等,但是这种防腐处理方法所需的资金较多,施工也并不简单[3]。
2.5科学使用防腐涂料进行防腐处理
这种涂料主要是在油漆涂料中的一种必备涂料,主要是由一些合成树脂、橡胶或者植物油等组成的,使用环境也比较宽松,在比较艰难的环境下还能起到较好的防腐作用。通常情况下,防腐涂料是涂抹在金属表面的,等涂料干了之后就能形成一层保护膜。这层保护膜能够有效分隔开溶液与介质,尽量减少二者之间的腐蚀反应发生率,从而有效提升防腐作用。
2.6科学选择缓腐蚀剂
充分发挥缓腐蚀剂破坏电解质的电化学腐蚀反应的作用,这样能有效降低金属表面的腐蚀反应发生率,从根本上降低金属的阴极和阳极反应发生率,降低金属的电化学腐蚀出现率。在緩腐蚀剂的选择过程中,我们应该严格按照相关要求来落实,由于不同腐蚀剂的浓度各不相同,介质的温度和酸碱度也各不相同,因此其腐蚀效果也各不相同[4]。基于此,我们应该结合周围环境和被保护金属的需求进行科学选择。科学利用缓腐蚀剂能够有效提升防腐效果,还能提升经济效益,因此这种防腐处理方法得到了较为广泛的运用。
利用外加电流法进行防腐处理。这种方法主要把附加电极和被保护的金属分别看作电池的两级,被保护的金属看成阴极,在外加直流电的作用之下获得相应的保护,主要的适用范围是河水或者土壤中的金属设备防腐处理。
总之,对化工压力容器腐蚀的影响因素及防腐策略分析,有利于促进对压力容器腐蚀影响因素准确把握的基础上,采用有效的防腐策略,减少其腐蚀问题的发生,从而有效控制压力容器腐蚀对化工设备及其安全性的不利影响。
参考文献
[1]管亚军,杨斌,周运武.压力容器锥形封头局部区域的腐蚀失效分析[J].装备制造技术,2017(04):152-154.
[2]罗汇果.压力容器和压力管道应力腐蚀开裂机理及影响因素分析[J].广东化工,2017,44(06):139-141.
[3]刘春娜,孙晓蔚.压力容器设计若干技术问题解析[J].浙江冶金,2017(01):5-6.
[4]袁文彬,朱建新,方向荣,庄力健,亢海洲,程伟.压力容器与管道腐蚀案例库的设计研究[J].石油化工腐蚀与防护,2016,33(05):9-12.