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摘要：现如今，随着我国工业化水平不断提高，压力容器在化工生产中的应用也愈加广泛。但是在压力容器实际应用过程中，由于受到操作条件影响，如介质、压力、温度、湿度等，导致压力容器在很大程度上会出现腐蚀问题，并且腐蚀情况多样，如磨损腐蚀、全面腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等，严重影响压力容器在日常应用中的稳定性、安全性，严重时会出现爆炸事故。因此，我们必须要加强对锅炉压力容器腐蚀问题的研究工作，针对腐蚀情况提出相应的防护措施。
关键词：化工压力容器；防腐蚀；解决措施
一、化工压力容器常见腐蚀类型
（一）物理腐蚀
物理腐蚀是指构成容器的金属材料在物理溶解作用下所产生的损坏，这种腐蚀与化学或电化学反应无关，仅是一个物理变化的过程。例如，用来盛放熔融金属的钢制容器会缓慢地被熔融金属所溶解，日积月累就会造成明显的物理腐蚀。
（二）化学腐蚀
化学腐蚀是指容器表面的金属材料与化学物质接触而发生直接的化学反应，最终引起容器的损坏。引发化学腐蚀的一般是干燥气体或非电解质溶液，发生腐蚀时，金属原子直接与氧化剂进行电子交换而完成氧化还原反应，期间不会产生电流。
（三）电化学腐蚀
电化学腐蚀是造成化工压力容器腐蚀的最主要原因，其破坏性比物理腐蚀和化学腐蚀要大得多，这是因为化工生产中的电解质溶液非常常见，为电化学腐蚀提供了良好的电解质环境。根据电化学机理，发生电化学腐蚀需要阴极和阳极，两者之间会构成电流回流。在电化学腐蚀过程中，位于阳极的金属失去电子并以离子形态进入电解质溶液，而金属中的剩余电子在阴极被氧化剂所捕获。
二、化工压力容器腐蚀影响因素
（一）材料特性
材料特性是决定容器腐蚀程度的最主要因素，具体体现在以下几点：
①材料的化学性质、杂质含量直接影响着电化学反应的速率，如果容器中含有相对惰性的夹杂物，就会明显加剧金属腐蚀的速率。
②金属材料的表面晶型及氧化状态也会影响腐蚀速率，晶粒越粗糙，就越容易出现晶间腐蚀，而表面覆盖氧化膜则能够有效提高耐腐蚀性。以不锈钢为例，在腐蚀介质作用下，晶间贫铬导致焊缝金属产生晶间腐蚀，腐蚀沿晶间深入金属内部，沿晶界断裂，材料强度几乎完全消失。在焊接接头中，晶间腐蚀常产生于热影响区，有时也在焊缝或熔合线上产生。
③在容器制造环节，受到煅烧、冷却以及冲压作用的影响，金属会发生一定的形变，并产生很强的内应力，这种内应力也会加剧金属的腐蚀，尤其在存在H 2 S的情况下，还可能造成压力容器腐蚀破裂。
④合金元素也是影响容器腐蚀的重要因素，例如，钢材料中合金元素的种类和含量不同，对于硫化氢腐蚀的敏感性也会存在较大差异。
（二）环境因素
化工生产过程中往往存在酸、碱、盐等腐蚀性介质，这类物质极易引起压力容器腐蚀。通常金属容器对介质腐蚀有一定的抵抗能力，但如果介质浓度、酸碱度、含氧量等指标超过了容器的耐受极限，或者接触了比较敏感的介质种类，就会造成严重腐蚀。
环境因素对腐蚀的影响主要体现在以下几个方面：
①工作环境。在不同的工作条件下，容器的耐腐蚀性有所不同。例如，当工作温度超过温度限定时，腐蚀断裂的速率大大加快；在酸性环境下，低碳钢容器的硝脆过程明显加快；pH值越低，不锈钢容器的应力腐蚀速率越快；在高温水环境下，溶解氧的含量越高，容器腐蚀越快。
②介质温度。据相关研究，温度每提高10℃，化学反应的速率提高1～3倍。高温可以加快介质对流、降低介质电阻，为电化学腐蚀创造有利条件。介质温度越高，腐蚀速率越快。
③压力。压力同样会加剧金属的腐蚀，增大压力可以提高气体在介质中的溶解度，进而促进相关电化学反应的进行。
④pH值。pH值对容器腐蚀的影响十分明显，以H 2S腐蚀为例，pH值不同，介质中由H2 S电解的HS-和S2-百分比不同，从而影响H 2 S的溶解度、腐蚀速率及材料腐蚀动力学性能。
⑤ 介质流动速率。介质流速越快，则对流、扩散越明显，快速流动的介质会对金属表面保护膜或腐蚀产物产生一定冲击，加速其脱落，同时引起空泡、湍流等，导致容器出现不同程度的空泡腐蚀与冲击磨损。
⑥ 操作因素。很多腐蚀都是由于没有按正确的操作流程操作配备产生的，若操作人员的技术不规范或者没有按照标准进行操作，腐蚀速度将明显加快。
三、化工压力容器防腐策略
（一）合理选用材料
设计化工压力容器时，应严格依据TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》以及GB 150.1～150.4—2011《压力容器》的相关规定进行选材，设计时应尽可能避免或减小应力集中，并且确保容器的金属材料表面不存在缺口和缝隙，以免因介质积聚而引起腐蚀。需要结合容器具体用途和工作环境（如温度、压力、介质性质等），选择耐蚀性较强的合金材料。一般情况下，化工压力容器材质以碳钢为主，部分对材质要求较高的可以使用不锈钢、铜材或钛材。
（二）添加缓蚀剂
缓蚀剂是一种或一组特殊的化学物质，具有减缓容器腐蚀的效果。只要在金属材料的表面添加极少量的缓蚀剂（一般为千万分之几至千分之几），就能够使材料的力学性能得到很好地保持。在盛放某些介质的金属材料中添加特定的缓蚀剂，甚至可以使材料的腐蚀速度降至接近0。
（三）改善焊接质量
金属材料焊接部位的残余应力是导致腐蝕断裂的重要因素，通过提高焊接质量，可以有效消除残余应力，改善焊缝区域的金相组织，进而提高其耐蚀性。
（四）使用防腐涂剂
防腐涂剂通常由多种材料调配而成，包括人造树脂、植物油和浆液溶剂等。防腐涂剂一般用在腐蚀较为严重的设备表面，可直接涂到腐蚀部位，待涂料变干后就会形成一层带有许多微孔的薄膜，虽然该薄膜不能彻底隔离金属容器与介质，但可以增大介质向微孔扩散的阻力，有效抑制腐蚀电流，起到一定的防腐作用。
四、结束语
随着社会经济不断发展，压力容器在社会生产中的应用愈加广泛。上文阐述了化工压力容器腐蚀的影响因素，并提出了相应的防腐策略，以期为相关从业人员提供借鉴和参考，确保化工压力容器安全稳定运行。
参考文献：
[1]王启舟.浅谈在用压力容器腐蚀分析及预防措施[J].科技创新与生产力，2013（5）：73-75.
（作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院徐州分院）
关键词：化工压力容器；防腐蚀；解决措施
一、化工压力容器常见腐蚀类型
（一）物理腐蚀
物理腐蚀是指构成容器的金属材料在物理溶解作用下所产生的损坏，这种腐蚀与化学或电化学反应无关，仅是一个物理变化的过程。例如，用来盛放熔融金属的钢制容器会缓慢地被熔融金属所溶解，日积月累就会造成明显的物理腐蚀。
（二）化学腐蚀
化学腐蚀是指容器表面的金属材料与化学物质接触而发生直接的化学反应，最终引起容器的损坏。引发化学腐蚀的一般是干燥气体或非电解质溶液，发生腐蚀时，金属原子直接与氧化剂进行电子交换而完成氧化还原反应，期间不会产生电流。
（三）电化学腐蚀
电化学腐蚀是造成化工压力容器腐蚀的最主要原因，其破坏性比物理腐蚀和化学腐蚀要大得多，这是因为化工生产中的电解质溶液非常常见，为电化学腐蚀提供了良好的电解质环境。根据电化学机理，发生电化学腐蚀需要阴极和阳极，两者之间会构成电流回流。在电化学腐蚀过程中，位于阳极的金属失去电子并以离子形态进入电解质溶液，而金属中的剩余电子在阴极被氧化剂所捕获。
二、化工压力容器腐蚀影响因素
（一）材料特性
材料特性是决定容器腐蚀程度的最主要因素，具体体现在以下几点：
①材料的化学性质、杂质含量直接影响着电化学反应的速率，如果容器中含有相对惰性的夹杂物，就会明显加剧金属腐蚀的速率。
②金属材料的表面晶型及氧化状态也会影响腐蚀速率，晶粒越粗糙，就越容易出现晶间腐蚀，而表面覆盖氧化膜则能够有效提高耐腐蚀性。以不锈钢为例，在腐蚀介质作用下，晶间贫铬导致焊缝金属产生晶间腐蚀，腐蚀沿晶间深入金属内部，沿晶界断裂，材料强度几乎完全消失。在焊接接头中，晶间腐蚀常产生于热影响区，有时也在焊缝或熔合线上产生。
③在容器制造环节，受到煅烧、冷却以及冲压作用的影响，金属会发生一定的形变，并产生很强的内应力，这种内应力也会加剧金属的腐蚀，尤其在存在H 2 S的情况下，还可能造成压力容器腐蚀破裂。
④合金元素也是影响容器腐蚀的重要因素，例如，钢材料中合金元素的种类和含量不同，对于硫化氢腐蚀的敏感性也会存在较大差异。
（二）环境因素
化工生产过程中往往存在酸、碱、盐等腐蚀性介质，这类物质极易引起压力容器腐蚀。通常金属容器对介质腐蚀有一定的抵抗能力，但如果介质浓度、酸碱度、含氧量等指标超过了容器的耐受极限，或者接触了比较敏感的介质种类，就会造成严重腐蚀。
环境因素对腐蚀的影响主要体现在以下几个方面：
①工作环境。在不同的工作条件下，容器的耐腐蚀性有所不同。例如，当工作温度超过温度限定时，腐蚀断裂的速率大大加快；在酸性环境下，低碳钢容器的硝脆过程明显加快；pH值越低，不锈钢容器的应力腐蚀速率越快；在高温水环境下，溶解氧的含量越高，容器腐蚀越快。
②介质温度。据相关研究，温度每提高10℃，化学反应的速率提高1～3倍。高温可以加快介质对流、降低介质电阻，为电化学腐蚀创造有利条件。介质温度越高，腐蚀速率越快。
③压力。压力同样会加剧金属的腐蚀，增大压力可以提高气体在介质中的溶解度，进而促进相关电化学反应的进行。
④pH值。pH值对容器腐蚀的影响十分明显，以H 2S腐蚀为例，pH值不同，介质中由H2 S电解的HS-和S2-百分比不同，从而影响H 2 S的溶解度、腐蚀速率及材料腐蚀动力学性能。
⑤ 介质流动速率。介质流速越快，则对流、扩散越明显，快速流动的介质会对金属表面保护膜或腐蚀产物产生一定冲击，加速其脱落，同时引起空泡、湍流等，导致容器出现不同程度的空泡腐蚀与冲击磨损。
⑥ 操作因素。很多腐蚀都是由于没有按正确的操作流程操作配备产生的，若操作人员的技术不规范或者没有按照标准进行操作，腐蚀速度将明显加快。
三、化工压力容器防腐策略
（一）合理选用材料
设计化工压力容器时，应严格依据TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》以及GB 150.1～150.4—2011《压力容器》的相关规定进行选材，设计时应尽可能避免或减小应力集中，并且确保容器的金属材料表面不存在缺口和缝隙，以免因介质积聚而引起腐蚀。需要结合容器具体用途和工作环境（如温度、压力、介质性质等），选择耐蚀性较强的合金材料。一般情况下，化工压力容器材质以碳钢为主，部分对材质要求较高的可以使用不锈钢、铜材或钛材。
（二）添加缓蚀剂
缓蚀剂是一种或一组特殊的化学物质，具有减缓容器腐蚀的效果。只要在金属材料的表面添加极少量的缓蚀剂（一般为千万分之几至千分之几），就能够使材料的力学性能得到很好地保持。在盛放某些介质的金属材料中添加特定的缓蚀剂，甚至可以使材料的腐蚀速度降至接近0。
（三）改善焊接质量
金属材料焊接部位的残余应力是导致腐蝕断裂的重要因素，通过提高焊接质量，可以有效消除残余应力，改善焊缝区域的金相组织，进而提高其耐蚀性。
（四）使用防腐涂剂
防腐涂剂通常由多种材料调配而成，包括人造树脂、植物油和浆液溶剂等。防腐涂剂一般用在腐蚀较为严重的设备表面，可直接涂到腐蚀部位，待涂料变干后就会形成一层带有许多微孔的薄膜，虽然该薄膜不能彻底隔离金属容器与介质，但可以增大介质向微孔扩散的阻力，有效抑制腐蚀电流，起到一定的防腐作用。
四、结束语
随着社会经济不断发展，压力容器在社会生产中的应用愈加广泛。上文阐述了化工压力容器腐蚀的影响因素，并提出了相应的防腐策略，以期为相关从业人员提供借鉴和参考，确保化工压力容器安全稳定运行。
参考文献：
[1]王启舟.浅谈在用压力容器腐蚀分析及预防措施[J].科技创新与生产力，2013（5）：73-75.
（作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院徐州分院）