化工壓力容器腐蝕破壞預(yù)防措施探究

王琦

青海五彩堿業(yè)有限公司 青海海西 817000

1 化工壓力容器腐蝕破壞常見種類

化工壓力容器腐蝕破壞現(xiàn)象的類型多種多樣，主要可以劃分為如下幾種類型。

第一，物理性質(zhì)腐蝕。是因?yàn)槭艿絾渭兾锢砣芙庥绊懗霈F(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象，在液態(tài)金屬中物理腐蝕較為明顯，比如用于盛放熔融鋅的鋼制容器，很容易因?yàn)橐簯B(tài)鋅的物理溶解出現(xiàn)容器破損問題。第二，化學(xué)性質(zhì)腐蝕。也就是人們常說的干腐蝕，簡單說來，就是金屬材料表面和非電解質(zhì)發(fā)生的純化學(xué)反應(yīng)引起的容器破損問題，一般而言，這類腐蝕會(huì)經(jīng)常性的出現(xiàn)在干燥氣體及非電解質(zhì)溶液中。第三，金屬應(yīng)力腐蝕。這類的金屬腐蝕金屬材料在部分介質(zhì)中受到拉應(yīng)力而產(chǎn)生的一類延遲裂紋。金屬應(yīng)力腐蝕帶來的開裂呈現(xiàn)出較快的腐蝕速度、破損程度嚴(yán)重、發(fā)生前沒有顯著預(yù)兆等諸多特點(diǎn)。就當(dāng)前的研究實(shí)踐來看，化工壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性、制造金屬材料選用不當(dāng)?shù)榷紴閼?yīng)力腐蝕破壞問題的出現(xiàn)提供了幫助。

2 導(dǎo)致化工壓力容器出現(xiàn)腐蝕破壞現(xiàn)象的因素

2.1 容器制造金屬材料因素

在導(dǎo)致化工壓力容器出現(xiàn)腐蝕破壞的諸多因素中，容器制造金屬材料是其中的一個(gè)重要因素，容器制造選用金屬材料本身具備的化學(xué)性質(zhì)、金屬含量、夾雜物含量等都會(huì)導(dǎo)致金屬材料的腐蝕速度進(jìn)一步加快。除此之外，化工壓力容器選用金屬材料的表面狀態(tài)、晶型、有無氧化膜等也是腐蝕破壞速度得以加快的推動(dòng)力，氧化膜的存在能夠顯著降低金屬材料的腐蝕速度，并且晶粒越發(fā)細(xì)小腐蝕速度也會(huì)有著顯著降低。同時(shí)，在制造化工壓力容器的環(huán)節(jié)中，由于需要經(jīng)過沖壓、焊接等諸多冷、熱加工工序，不可避免的會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，使得金屬內(nèi)部出現(xiàn)較大的內(nèi)應(yīng)力，使得金屬材料的腐蝕速度得以進(jìn)一步加快。

2.2 外部環(huán)境因素

化工壓力容器在使用的過程中，必然會(huì)受到外界諸多環(huán)境因素的影響，而這些環(huán)境因素帶來的負(fù)面影響也必然會(huì)加快金屬材料的腐蝕速度?；毫θ萜髦袃?chǔ)存的各類介質(zhì)成本及其濃度對(duì)于金屬材料的腐蝕將會(huì)產(chǎn)生最為直接的影響，為此，制造化工壓力容器的金屬材料在帶有腐蝕性介質(zhì)中的應(yīng)用有著明顯的使用范圍。除此之外，溫度因素的變化也會(huì)影響到金屬材料的腐蝕現(xiàn)象。一般而言，溫度的提高和腐蝕速度之間呈現(xiàn)出一種正比例關(guān)系，其原理就是溫度的提高使得反應(yīng)速度有了進(jìn)一步的提高。同時(shí)，化工壓力容器內(nèi)部的壓力數(shù)值也與金屬材料的腐蝕破壞之間有一定的聯(lián)系，壓力數(shù)值的增加使得腐蝕破壞速度也得到了進(jìn)一步提升，主要原因是參與到電化學(xué)反應(yīng)中氣體會(huì)隨著壓力的強(qiáng)化而增加，尤其是在氧去極化的環(huán)節(jié)中，只要有微量的氧氣進(jìn)入其中，帶來的就是腐蝕現(xiàn)象的劇烈化發(fā)展。此外，壓力容器內(nèi)介質(zhì)的流速提高，使得物質(zhì)擴(kuò)散對(duì)流、保護(hù)膜的破損速度得以強(qiáng)化，帶來的就是金屬材料磨損腐蝕問題的產(chǎn)生。

3 有效預(yù)防化工壓力容器腐蝕破壞現(xiàn)象出現(xiàn)的措施

3.1 容器制造材料的合理選用

為了更好的防止化工壓力容器在使用的環(huán)節(jié)中出現(xiàn)腐蝕破壞問題，首先需要從制造壓力容器的金屬材料選擇方面入手，以壓力容器的實(shí)際用途以及工作中所處的介質(zhì)、溫度等諸多環(huán)境因素作為基礎(chǔ)，選擇不同的金屬材料組合成耐腐蝕性較高的合金材料，或者是在金屬制造材料中添加相應(yīng)的合金元素，從而有效的提高壓力容器金屬材料的耐腐蝕能力，比如在鋼材中加入鎳則可以制成不銹鋼的壓力容器，能夠極為有效的提高金屬的耐腐蝕性能。除此之外，介質(zhì)本身的自燃性和毒性高低對(duì)于金屬材料的選擇也有著一定程度的影響，比如Q235-A．F 不能夠被用于制造盛放易燃介質(zhì)的容器，而Q235-B 不得用來制造盛放毒性較高的壓力容器。

3.2 容器結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)

在化工壓力容器制造金屬材料耐腐蝕性有所提高之后，需要從壓力容器自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手進(jìn)一步降低腐蝕速度。這也就意味著在設(shè)計(jì)化工壓力容器的過程中，需要盡可能的消除那些容易引起腐蝕介質(zhì)累積的缺口。出于進(jìn)一步防止壓力容器進(jìn)行使用過程中腐蝕情況出現(xiàn)及其速度降低的考慮，在設(shè)計(jì)壓力容器的過程中，需要避免其結(jié)構(gòu)的應(yīng)力過分集中。同時(shí)位于化學(xué)壓力容器底部的出口需要做到將留的介質(zhì)液體進(jìn)行全面的排除，更好的預(yù)防因?yàn)楦g介質(zhì)大量累積所帶來的化工壓力容器腐蝕問題。通過設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化，可以很好的將因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)死角處累積的過多介質(zhì)所引發(fā)的腐蝕問題發(fā)生概率降到最低。

3.3 容器制造安裝環(huán)節(jié)的優(yōu)化

在制造化工壓力容器的過程中，需要使用熱加工設(shè)備成型的方式來取代之前的冷加工成型方式，而對(duì)于那些必須要采用冷加工成型制造方式的化工壓力容器來說，必須在冷加工工序全部完成之后落實(shí)相應(yīng)的應(yīng)力消除熱處理。比如為了有效防止不銹鋼壓力容器焊縫之間所發(fā)生的晶間腐蝕問題，需要通過一系列規(guī)范化的環(huán)節(jié)，確保整體的輸入熱量最小化，并將整個(gè)焊接的熱循環(huán)盡可能的做出縮短。而在焊接高強(qiáng)度不銹鋼以及低合金高強(qiáng)度鋼材料的過程中，需要采用低氫焊條等形式，并且在使用之前需要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)熱處理，而在具體的材料焊接過程中需要保持周圍的工作環(huán)境清潔干燥，從而有效的防止因?yàn)樗魵鈱?dǎo)致焊縫產(chǎn)生氫脆的問題。

4 結(jié)語

化工壓力容器作為我國化工企業(yè)發(fā)展必不可少的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施，往往會(huì)因?yàn)榻饘俨牧献陨淼奶匦砸约巴獠刻幍沫h(huán)境的影響而產(chǎn)生腐蝕破壞問題，這類問題的出現(xiàn)甚至有可能會(huì)引發(fā)爆炸事故。在這種情況下，就需要從化工壓力容器的金屬材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及安裝制造等環(huán)節(jié)入手盡，最大可能降低化工壓力容器的腐蝕速度，從而化工生產(chǎn)工作的安全性。