化工生產(chǎn)壓力容器腐蝕問(wèn)題的原因及防護(hù)措施

張攀(新疆化工設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830001)

0 引言

壓力容器是化工設(shè)備中一大重要類別。壓力容器是經(jīng)常在復(fù)雜特定的環(huán)境中使用，受到不同因素的影響，容易導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，只有采取科學(xué)的化工生產(chǎn)防護(hù)處理對(duì)策才能有效緩解壓力容器設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，延長(zhǎng)設(shè)備的使用周期，為壓力容器的正常運(yùn)行奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

1 壓力容器腐蝕問(wèn)題類別

1.1 壓力容器的應(yīng)力腐蝕問(wèn)題

所謂的應(yīng)力腐蝕主要是指金屬材料受到應(yīng)力因素或者其他環(huán)境因素的影響，主要是由于拉應(yīng)力過(guò)大從而導(dǎo)致的延遲裂紋。應(yīng)力腐蝕開裂的表面癥狀并不明顯，如果出現(xiàn)裂紋就會(huì)加速腐蝕和破壞。到目前為止，對(duì)應(yīng)力腐蝕檢測(cè)工作的難度依然較大，應(yīng)力腐蝕破壞的出現(xiàn)可能性在不斷增加，在設(shè)備的生產(chǎn)前后或者設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中都有可能出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。

1.2 壓力容器的物理腐蝕問(wèn)題

這種腐蝕問(wèn)題主要是由于壓力容器受到物理溶解因素的影響出現(xiàn)了破壞問(wèn)題。造成物理腐蝕的主要因素是全面腐蝕、晶間腐蝕以及應(yīng)力腐蝕等問(wèn)題。比如，對(duì)于放置熔融鋅的鋼容器來(lái)說(shuō)，它的腐蝕主要是鐵受到液態(tài)鋅的影響，從而出現(xiàn)了不同程度和不同類型的腐蝕，影響容器的正常作用發(fā)揮，物理腐蝕帶來(lái)的損傷也較大，制約壓力容器自身作用的發(fā)揮。

1.3 壓力容器的化學(xué)腐蝕問(wèn)題

這種腐蝕也可以稱為干腐蝕，主要是指壓力容器的金屬外表與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，這樣就會(huì)造成壓力容器的破壞，化學(xué)反應(yīng)中不存在電流?；瘜W(xué)反應(yīng)本身就是由于金屬外觀的原子和非電解質(zhì)的氧化劑之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物，化學(xué)腐蝕反應(yīng)大都發(fā)生在干燥環(huán)境或者非電解質(zhì)溶液中。

1.4 壓力容器的電化學(xué)腐蝕問(wèn)題

這種腐蝕可以稱為濕腐蝕，主要是指壓力容器的金屬外表與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，這樣就會(huì)造成壓力容器的內(nèi)部損壞，化學(xué)反應(yīng)中存在電流。電化學(xué)腐蝕的發(fā)生條件需要至少發(fā)生陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)，并在壓力容器內(nèi)部形成回路。其中的陽(yáng)極反應(yīng)主要是指金屬表面失去電子變成離子狀態(tài)到達(dá)溶液，反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)氧化的過(guò)程。陰極反應(yīng)則是金屬內(nèi)部所剩的電子在金屬外面與溶液中被吸收，在此過(guò)程中，金屬中的電子離子流和不同介質(zhì)中的離子流產(chǎn)生回路，這一過(guò)程是還原過(guò)程。

2 化工生產(chǎn)中的壓力容器防腐處理方案

2.1 結(jié)合實(shí)際需求科學(xué)選擇壓力容器的材料

要想不斷降低金屬的腐蝕問(wèn)題發(fā)生率，我們需要按照壓力容器的自身作用和環(huán)境需求選擇合適的材料。為了提升壓力容器的自身耐蝕性，在壓力容器的制作材料中可以增加一些金元素，從而形成耐蝕合金，提升壓力容器的耐腐蝕能力。比如，可以在鋼金屬中增加鎳元素，從根本上提升壓力容器的耐腐蝕成效。當(dāng)然，工作人員還應(yīng)該結(jié)合介質(zhì)的易燃狀況和毒性提升其安全性。

2.2 從根本上提升加強(qiáng)焊接的工藝水平

在壓力容器的焊接過(guò)程中，焊接工藝水平直接關(guān)系到焊接質(zhì)量。為此，我們應(yīng)該結(jié)合相關(guān)要求選擇合適的焊接材料和技術(shù)，不僅如此，還要指派專業(yè)的電焊工人參與到施工中。在不銹鋼材料的使用過(guò)程中嘗試?yán)秒娀『富蛘邭寤『讣夹g(shù)。在焊接工作落實(shí)過(guò)程中，應(yīng)該提前對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理，焊接完成之后，還應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理，還要及時(shí)檢查焊接后的外觀是否完整。不僅如此，還應(yīng)該結(jié)合設(shè)計(jì)施工圖紙的需要認(rèn)真落實(shí)好腐蝕試驗(yàn)和探傷工作。

2.3 充分發(fā)揮緩蝕劑的作用提升防腐水平

這種試劑的主要作用就是干擾腐蝕化學(xué)物產(chǎn)生作用，它能夠在濃度較為合適的介質(zhì)中保持自身良好狀態(tài)，從而有效發(fā)揮自己的防護(hù)作用。緩蝕劑的用量較小，一般來(lái)說(shuō)都是需要用量在千萬(wàn)分之幾，當(dāng)然也有少數(shù)情況下的的用量在百分之幾，當(dāng)然緩蝕劑的自身效果非常好，且具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。因此在使用緩蝕劑時(shí)，一般都是只需要使用非常少量的緩蝕劑就能取得顯著的成效，還能有效緩解金屬材料的腐蝕問(wèn)題，同時(shí)還能從側(cè)面彰顯出金屬材料的物理特征。

2.4 合理運(yùn)用襯里防護(hù)進(jìn)行防腐處理

這種防腐處理?yè)碛刑囟ǖ氖褂脳l件，主要適用于一些介質(zhì)腐蝕性較大的壓力容器，或者是一些耐蝕性較弱的金屬材料中，以及耐腐蝕性較強(qiáng)但是價(jià)格很高的壓力容器中。到目前為止，壓力容器的內(nèi)部襯里涉及到很多不同的材料，比如一些不銹鋼材料、玻璃鋼材料以及聚四氯乙烯等，但是這種防腐處理方法所需的資金較多，施工也并不簡(jiǎn)單。

2.5 科學(xué)使用防腐涂料進(jìn)行防腐處理

這種涂料主要是在油漆涂料中的一種必備涂料，主要是由一些合成樹脂、橡膠或者植物油等組成的，使用環(huán)境也比較寬松，在比較艱難的環(huán)境下還能起到較好的防腐作用。通常情況下，防腐涂料是涂抹在金屬表面的，等涂料干了之后就能形成一層保護(hù)膜。這層保護(hù)膜能夠有效分隔開溶液與介質(zhì)，盡量減少二者之間的腐蝕反應(yīng)發(fā)生率，從而有效提升防腐作用。

2.6 積極采用電化學(xué)防腐措施

第一，采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法的方法進(jìn)行防腐處理。通過(guò)這種方法能夠較好地做好防腐處理工作，電極的電勢(shì)比壓力容器中被保護(hù)的電極合金和金屬低，可以在金屬表面形成腐蝕電極，從而有效保護(hù)金屬材料不受腐蝕。一般來(lái)講，犧牲陽(yáng)極的材料可以分成以下幾種，比如鋅、鋁以及合金等材料，這種保護(hù)方法的適用范圍主要是工業(yè)用水的不同設(shè)備和零件，還有一些石油管道或者大型的設(shè)備等，降低其腐蝕發(fā)生率。

第二，利用外加電流法進(jìn)行防腐處理。這種方法主要把附加電極和被保護(hù)的金屬分別看作電池的兩級(jí)，被保護(hù)的金屬看成陰極，在外加直流電的作用之下獲得相應(yīng)的保護(hù)，主要的適用范圍是河水或者土壤中的金屬設(shè)備防腐處理。

第三，科學(xué)選擇緩腐蝕劑。充分發(fā)揮緩腐蝕劑破壞電解質(zhì)的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)的作用，這樣能有效降低金屬表面的腐蝕反應(yīng)發(fā)生率，從根本上降低金屬的陰極和陽(yáng)極反應(yīng)發(fā)生率，降低金屬的電化學(xué)腐蝕出現(xiàn)率。在緩腐蝕劑的選擇過(guò)程中，我們應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)要求來(lái)落實(shí)，由于不同腐蝕劑的濃度各不相同，介質(zhì)的溫度和酸堿度也各不相同，因此其腐蝕效果也各不相同?；诖耍覀儜?yīng)該結(jié)合周圍環(huán)境和被保護(hù)金屬的需求進(jìn)行科學(xué)選擇?？茖W(xué)利用緩腐蝕劑能夠有效提升防腐效果，還能提升經(jīng)濟(jì)效益，因此這種防腐處理方法得到了較為廣泛的運(yùn)用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，壓力容器在運(yùn)用過(guò)程中始終存在被腐蝕損壞的風(fēng)險(xiǎn)，化工企業(yè)需要嚴(yán)格按照相關(guān)要求落實(shí)好壓力容器的檢查維護(hù)和管理維護(hù)工作，結(jié)合提前制定好的規(guī)劃，定期做好壓力容器的取樣檢測(cè)工作，不斷強(qiáng)化壓力容器的管理維護(hù)力度。這樣才能及時(shí)獲取壓力容器的腐蝕現(xiàn)狀，并提出解決方案，降低腐蝕發(fā)生率。