壓力容器在化工生產(chǎn)中的腐蝕與防護(hù)研究

楊學(xué)明 許斌（湖州市特種設(shè)備檢測(cè)研究院，浙江湖州313100）

壓力容器在化工生產(chǎn)中的腐蝕與防護(hù)研究

楊學(xué)明 許斌（湖州市特種設(shè)備檢測(cè)研究院，浙江湖州313100）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，壓力容器在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用愈加廣泛。其中，鍋爐容器在石油化工生產(chǎn)中常會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，嚴(yán)重影響壓力容器的運(yùn)行狀況，甚至?xí)l(fā)安全事故問(wèn)題?；诖?，本文重點(diǎn)對(duì)壓力容器在化工生產(chǎn)中的腐蝕問(wèn)題進(jìn)行探究，進(jìn)而提出幾點(diǎn)防腐蝕的建議。

壓力容器；化工生產(chǎn)；腐蝕；防護(hù)

現(xiàn)如今，隨著我國(guó)工業(yè)化水平不斷提高，壓力容器在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用也愈加廣泛。但是在壓力容器實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于受到操作條件影響，如介質(zhì)、壓力、溫度、濕度等，導(dǎo)致壓力容器在很大程度上會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，并且腐蝕情況多樣，如磨損腐蝕、全面腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等，嚴(yán)重影響壓力容器在日常應(yīng)用中的穩(wěn)定性、安全性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)爆炸事故。因此，我們必須要加強(qiáng)對(duì)鍋爐壓力容器腐蝕問(wèn)題的研究工作，針對(duì)腐蝕情況提出相應(yīng)的防護(hù)措施。

1 造成壓力容器腐蝕問(wèn)題的主要原因

1.1 金屬材料自身的問(wèn)題

由于壓力容器都是用金屬材料制成的，因此，其出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題的主要原因很大程度上是金屬本身性質(zhì)決定的結(jié)果。經(jīng)過(guò)相關(guān)試驗(yàn)表明，合金腐蝕速度在很大程度上與合金含量有著直接關(guān)系，所以壓力容器中雜質(zhì)教學(xué)的情況下會(huì)加大腐蝕程度。同時(shí)，金屬表面狀態(tài)和晶型對(duì)腐蝕也會(huì)造成很大影響，如果金屬表面較為粗糙，就會(huì)加大腐蝕程度，因此很多金屬表面都會(huì)覆蓋一層氧化膜。金屬晶粒越粗，會(huì)提高腐蝕速度。此外，在壓力容器生產(chǎn)過(guò)程中，由于在制冷過(guò)程中的技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)產(chǎn)生變形，會(huì)導(dǎo)致金屬內(nèi)部出現(xiàn)較大的內(nèi)應(yīng)力，從而加速腐蝕速度，特別是在有H2S存在場(chǎng)合也會(huì)導(dǎo)致壓力腐蝕，出現(xiàn)金屬表面破裂問(wèn)題。

1.2 運(yùn)作環(huán)境

在化工生產(chǎn)過(guò)程中，很容易出現(xiàn)很多腐蝕性介質(zhì)，包括酸、堿、鹽、氧、水等，這些因素都會(huì)在很大程度上加快金屬腐蝕速度。通常情況下，不同結(jié)構(gòu)的金屬對(duì)介質(zhì)腐蝕存在一定的適應(yīng)范圍，例如鋼的耐腐性較高，但是依然會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，究其原因是因?yàn)槌隽诉m應(yīng)范圍。因此，在壓力容器在應(yīng)用過(guò)程中，必須要對(duì)介質(zhì)種類、物質(zhì)濃度、化學(xué)成分、雜質(zhì)、酸堿值、水分等進(jìn)行控制。

介質(zhì)溫度越高，其壓力就會(huì)越高，腐蝕速度也會(huì)隨之增加。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng)，如鐵銹就是因?yàn)榻佑|了空氣中的氧分子形成類四氧化三鐵。從有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，壓力容器內(nèi)部溫度每提升10℃，其腐蝕速度就會(huì)提高1-3倍。溫度提高會(huì)加速溶液對(duì)流，從而提高擴(kuò)散速度、降低電解液的電阻，從而大大提高了腐蝕速度。同時(shí)，壓力提高也會(huì)提高腐蝕速度，主要是因?yàn)殡娀瘜W(xué)過(guò)程中氣體濃度會(huì)隨壓力增加而增加。介質(zhì)流動(dòng)速度也是同樣的機(jī)理，會(huì)造成局部腐蝕問(wèn)題嚴(yán)重。

2 壓力容器腐蝕防護(hù)的幾點(diǎn)建議

2.1 正確選擇金屬材料

由于導(dǎo)致壓力容器腐蝕的主要因素是金屬本身，這就需要在制作壓力容器過(guò)程中，能夠通過(guò)多種金屬材料組合形成制造出耐腐蝕金屬，或者在制作材料當(dāng)中融入合金元素，從而提高金屬表面的耐腐蝕性，減緩腐蝕速度（無(wú)法做到徹底防治腐蝕）。如可以在鋼材料中加入鎳材料，這樣即可大大提高壓力容器自身的耐腐蝕程度。同時(shí)，介質(zhì)易燃程度和腐蝕程度也決定了如何選材。如Q235-A.F不允許用于易燃或具有中度以上危險(xiǎn)的介質(zhì)環(huán)境等。由此可見，在Q235-A.F選材層面上，主體材料選擇不僅要根據(jù)容器工作壓力和工作溫度，同時(shí)也要注意壓力容器內(nèi)部所產(chǎn)生介質(zhì)對(duì)材料自身的影響。

2.2 加強(qiáng)防腐設(shè)計(jì)

從法律角度上分析，企業(yè)想要生產(chǎn)壓力容器必須要具備生產(chǎn)資格證明，這就在一定程度上保障了壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量。為了能夠緩解壓力容器的腐蝕速度，需要加強(qiáng)壓力容器的設(shè)計(jì)工作，從而防止壓力容器應(yīng)用過(guò)程中的快速腐蝕問(wèn)題，避免腐蝕介質(zhì)過(guò)于集中某一個(gè)點(diǎn)，注重壓力容器自身的組織結(jié)構(gòu)。在開展壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行選材，同時(shí)也需要注重不同介質(zhì)對(duì)材料性能的影響。如在濕H2S應(yīng)力腐蝕環(huán)境中，需要在容器當(dāng)中采用碳鋼和低合金鋼作為主要材料。此外，還設(shè)計(jì)過(guò)程中合理選擇設(shè)備材質(zhì)和襯里。設(shè)備主體采用碳鋼，在特殊條件下也可以選擇銅材、不銹鋼、鈦材。襯里可以選擇石墨、玻璃、瓷磚等耐腐材料和不腐蝕材料。

2.3 合理應(yīng)用緩蝕劑

在壓力容器中加入緩蝕劑能夠有效加強(qiáng)防腐性能。通常情況下，緩蝕劑能夠附著在金屬表面上，形成一道保護(hù)膜，從而減緩金屬的腐蝕速率。在緩蝕劑應(yīng)用過(guò)程中，可以加入少量緩蝕劑即可放慢腐蝕速度，甚至能夠?qū)⑺俣冉档偷搅悖ɡ碚撋系耐耆栏?，同時(shí)應(yīng)用緩蝕劑也能夠保障金屬物理性能不變。此外，緩蝕劑是表面覆蓋法的重要組成部分，也可以采用其他的表面覆蓋法，如在金屬周圍采用介質(zhì)隔離，包括在壓力容器表面涂抹油氣、覆蓋陶瓷物質(zhì)等，也可以在金屬表面鍍上一層防腐金屬，包括Zn、Sn、Cr、Ni等。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，壓力容器在化工生產(chǎn)中常常會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，包括金屬腐蝕和環(huán)境腐蝕兩種情況。因此，可以針對(duì)壓力容器自身和腐蝕介質(zhì)兩個(gè)方面提出相關(guān)的防腐措施，如選擇防腐金屬材料、強(qiáng)化防腐設(shè)計(jì)、應(yīng)用防腐介質(zhì)等，這樣才能夠從多個(gè)方面提高壓力容器的防腐性能。