压力容器常见腐蚀破坏的机理及预防措施
压力容器在化工生产中的腐蚀与防护
压力容器在化工生产中的腐蚀与防护 作者：毛海涛 来源：《中国化工贸易·上旬刊》2020年第06期 摘要：在化工生产的过程中压力容器能否正常使用直接关系到能否安全生产，如果化工压力容器一旦出现腐蚀问题，将会直接对化工生产的安全性及稳定性形成极大的威胁，更严重者可能会导致化工设备的毁坏和整个化工生产系统的瘫痪，甚至直接威胁到工人的生命安全，所以关于化工压力容器的腐蚀以及防护工作必须重视起来，必须采取有效的措施来保障压力容器可靠性以及安全性。本文主要关于压力容器腐蚀以及防护的研究，以便于供相关的专业人员进行参考和借鉴。 关键词：化工压力容器;化工生产;腐蚀;防护工作 随着我国经济的发展，化工行业也在飞速的发展，在发展的过程中我们也越来越重视化工的安全生产技术，对化工技术生产也在不断的提出更高的要求，给予更高的期望。这时化工压力容器的可靠性以及稳定性就显得至关重要，它们是切实保障化工安全的最为重要的一环;如果有腐蚀现象的存在很容易破坏压力容器的表面，进而导致压力容器不能发挥自身的价值，甚至还会发生重大的安全事故，直接威胁工人的生命安全;因此，必须要不断地加强对压力容器腐蚀与防护的研究，加强压力容器防腐蚀功能，这样才能够有效保障压力容器的使用寿命，可以更大的提高企业的经济效益，促进化工企业实现长期健康稳定的发展。 1 压力容器腐蚀的主要类型 首先结合不同的腐蚀程度，可以将压力容器的腐蚀分为多种类型，比如应力腐蚀和物理腐蚀等。首先应力腐蚀指的就是金属材料在一定的应力、组织和介质在某些环境条件下产生的联合作用，通常应力腐蚀在刚开始毫无症状，但是一旦出现裂纹，就意味着腐蚀程度已经非常严重了，那么接下来的腐蚀进度会相当的快，并且破坏性较强;在当下阶段对于应力腐蚀的检测有非常大的难度，因为在每个环节都有可能发生应力腐蚀，有可能是在设备生产运行的过程中，也有可能是在设备使用前，甚至在设备成型中都有可能发生腐蚀。那么主要造成压力容器发生应力腐蚀原因主要是选择了不合适的材料、制造加工的工艺比较落后，再者可能就是由于压力容器的设计构造与相关规范不相符等等; 物理腐蚀主要是指金属受到物理溶解的影响，从而导致压力容器被破坏，就一般情况而言，之所以出现物理腐蚀的现象，主要是由于在应力腐蚀和晶间腐蚀等等多种问题联合导致。 2 导致压力容器出现腐蚀问题的原因
硫化氢腐蚀的机理及影响因素..
硫化氢腐蚀的机理及影响因素 作者：安全管理网来源：安全管理网 1. H2S腐蚀机理 自20世纪50年代以来，含有H2S气体的油气田中，钢在H2S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。虽然现已普遍承认H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且H2S本身还是一种很强的渗氢介质，H2S腐蚀破裂是由氢引起的；但是，关于H2S促进渗氢过程的机制，氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。关于这方面的文献资料虽然不少，但以假说推论占多，而真正的试验依据却仍显不足。 因此，在开发含H2S酸性油气田过程中，为了防止H2S腐蚀，了解H2S腐蚀的基本机理是非常必要的。 (1) 硫化氢电化学腐蚀过程 硫化氢(H2S)的相对分子质量为34.08，密度为1.539kg/m3。硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。在760mmHg，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约3580mg/L。 1
在油气工业中，含H2S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视，并展开了众多的研究。其中包括Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述；Keddamt等提出的H2S04中铁溶解的反应模型；Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。研究表明，阳极反应是铁作为离子铁进入溶液的，而阴极反应，特别是无氧环境中的阴极反应是源于H2S中的H+的还原反应。总的腐蚀速率随着pH的降低而增加，这归于金属表面硫化铁活性的不同而产生。Sardisco，Wright和Greco研究了30℃时H2S-C02-H20系统中碳钢的腐蚀，结果表明，在H2S分压低于0.1Pa时，金属表面会形成包括FeS2，FeS，Fe1-X S在内的具有保护性的硫化物膜。然而，当H2S分压介于0.1～4Pa时，会形成以Fe1-X S为主的包括FeS，FeS2在内的非保护性膜。此时，腐蚀速率随H2S浓度的增加而迅速增长，同时腐蚀速率也表现出随pH降低而上升的趋势。Sardisco和Pitts发现，在pH处于6.5～8.8时，表面只形成了非保护性的Fe1-X S；当pH处于4～6.3时，观察到有FeS2，FeS，Fe1-X S形成。而FeS保护膜形成之前，首先是形成Fe S1-X；因此，即使在低H2S浓度下，当pH在3～5时，在铁刚浸入溶液的初期，H2S也只起加速腐蚀的作用，而非抑制作用。只有在电极浸入溶液足够长的时间后，随着FeS1-X逐渐转变为FeS2和FeS，抑制腐蚀的效果才表现出来。根据Hausler等人的研究结果，尽管界面反应的重 2
浅谈氯碱工业的腐蚀与防护
浅谈氯碱工业的腐蚀与防护 【摘要】氯碱工业中所用的氯气、烧碱和盐酸都具有强腐蚀性，做好氯碱装置的防腐工作是保证整个氯碱工业安全稳定运行的关键。本文从生产实际出发，对氯碱生产过程中的防腐蚀等问题做了粗浅的探讨。 【关键词】氯碱工业；腐蚀；防护 一、引言 材料的腐蚀是整个工业生产中面临的共同的难题，每年因为材料的腐蚀造成的经济损失多达数千亿元人民币。尤其是在氯碱工业中，所用的原材料都是具有强烈腐蚀性的强酸、强碱、氯气等，因此腐蚀性问题是制约氯碱工业安全的重要的限制因素。 腐蚀发生的机理较为复杂，涉及的范围比较广泛，大体上可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。在整个氯碱工业中，正确选取氯碱装置材料是氯碱工业防腐蚀的关键。 二、氯碱生产的腐蚀与防护 1、氯气的腐蚀与防护 氯气在常温常压下为黄绿色气体，是氯碱工业的主要产品之一，具有强氧化性。氯气的化学性质非常活泼，在常温下干燥的氯气的腐蚀性较低，当温度升高后氯气的腐蚀性会增强。氯气与水反应会生成盐酸和次氯酸，这些产物都具有强烈的腐蚀性，大多数金属物质都会被腐蚀，特定的金属或者非金属材料在一定条件下才具有防腐性能。因此氯碱生产生成的湿氯气必须经过特定的工序处理。干燥的氯气温度在90℃以下时碳钢还是较为稳定的，但湿氯气却容易将碳钢腐蚀。碳钢中部分物质会溶于饱和食盐水中，会加速碳钢的腐蚀，并且由于溶盐所用的热水温度达到55~60℃，不断搅动的盐水更增加了溶解氧的浓度，造成碳钢腐蚀加快。一般的碳钢设备不能直接接触盐水，必须对碳钢设备采取专业的防腐措施。某厂采用适当的盐水工序村里设备材料、优化施工质量，取得了较好的经济效益。 钛是一种活性金属，但是在常温下钛生成的氧化膜具有非常好的耐腐蚀特性，能起到很好的保护作用。能耐各种酸性物质的腐蚀。但是还原性的酸有腐蚀作用。与其他少量贵金属制作成合金，能提高钛一定的防腐性能。在工业生产中，橡胶的应用范围较为广泛，所制成的各种橡胶制品具备优良的防腐性和防渗性能。橡胶有天然橡胶和合成橡胶。具有优良化学性能的天然橡胶可以承受一般的酸性腐蚀，但在强氧化性的酸和芳香化合物中不稳定。
压力容器问答题
压力容器问答题 1、压力容器常用的安全附件有哪些（5分） 答：压力容器常用的安全附件有安全阀、压力表、爆破片、液面度及测温装置及快开门式压力容器的安全联锁装置。 2、压力容器巡回检查的内容主要有哪三个方面（5分） 答：工艺参数；设备本体状况：安全附件情况 3、压力容器操作记录一般应包括哪些内容（10分） 答：（1）生产指挥系统下达的调度令；（2）进山容器的各种物料的温度、压力、流量、时间、数量和间隙操作周期：（3）容器实际操作条件：（4）当班操作期间的操作内容；（5）操作工具、各项记录是否齐全完整。 4、低、中压容器检修的安全要点是什么（10分） 答：（1）单系统或全系统停车时，容器的降温、降压必须严格按操作规程进行，不允许容器在带压情下拆卸、紧固螺栓或其他紧固件；（2）切断容上的有关电源；（3）用盲板将检修容器和生产系统切断；（4）进入容器只准使用12V安全电压的行灯照明：（5）检修人员进入容器内清理、检修时必须采取安全措施。 5、指出压力表指示误差产生的原因（7分） 答：(1)读数时的视线与表盘刻度不垂直造成的读数误差。 (2)环境温度与压力表要求的工作温度相差太大而引起的温度误差。 (3)介质凝结而产生的液柱压力所造成的误差等。 6、压力容器安全操作要点是什么（7分） 答：l、压力容器严禁超温超压运行。 2、操作人员应精心操作，严格遵守压力容器安全操作规程或工艺操作规程。 3、压力容器应做到平稳操作。 4、不带压拆卸螺栓。 5、要坚守岗位，坚持容器运行期间的巡回检查。 6、认真填写操作记录。 7、出现“跑、冒、滴、漏”现象，要及时报告，妥善处理。 8、压力容器运行中，出现异常现象时，操作人员应立即采取紧急措施并及时上报。 7、压力容器设备完好的标准是什么（8分） 答：(1)运行正常，效能良好。其具体标志为： ①容器的各项操作性能指标符合设计要求，能满足生产的需要。 ②操作过程中运转正常，易于平稳地控制操作参数。 ③封性能良好，无泄漏现象。 ④带搅拌的容器，其搅拌装置运转正常，无异常的振动和杂音。 ⑤带夹套的容器，加热或冷却其内部介质的功能良好。 ⑥换热器无严重结垢。列管式换热器的胀口、焊口；板式换热器的板间：各类换热器的法兰连接处均能密封良好，无泄漏及渗漏。 (2)装备完整，质量良好。其包括以下各项要求： ①零部件、安全装置、附属装置、仪器仪表完整、质量符合设计要求。 ②容器本体整洁，尤其、保温层完整，无严重锈蚀和机械损伤。 ③衬里的容器，衬里完好，无渗漏及鼓包， ④阀门及各类可拆连接部位无“跑、冒、滴、漏”现象。 ⑤基础牢固，支座无严重锈蚀，外管道情况正常。 ⑥各类技术资料齐备、准确、有完整的技术档案。 ⑦容器在规定期限内进行了定期检验，安全性能良好，并已办理使用登记证。安全附件检定、校验和更换。 8、压力容器操作人员应履行的职责是什么（8分） 答：（1）严禁超温超压运行：避免误操作、防止加料过量或加料中含有杂质（由化学反应而产生压力的）、防止超量充装或意外受热（液化气体）等； （2）操作人员应精心按操作规程操作（工艺和安全操作规程）； （3）运行过程要平稳操作（缓慢地进行加载、卸载、运行期间要保持载荷相对稳定、升降温也要缓慢）；带压时不拆卸压紧螺栓；
化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施正式版
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施正式版
化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施正式 版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 【摘要】随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，越来越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对化工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。 【关键词】化工设备；腐蚀；防腐蚀 随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，越来越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对全球的化工企业而
言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。 腐蚀破坏到处可见，腐蚀事故频频发生，这除了因腐蚀本身所具有的自发性质外，很大程度上是因为人们对腐蚀的危害性估计不足，对腐蚀防护的重要意义认识不深，对腐蚀与防护科学缺乏应有的知识，没有采取防腐蚀措施、或采取的防腐蚀措施不当所致。 1.1腐蚀的分类 腐蚀：材料与周围环境发生作用而被破坏的现象。 腐蚀按材料种类分为金属腐蚀和非金
氯碱工业中的防腐选材
氯碱工业中的防腐材料 前言 氯碱工业是腐蚀性很强的行业, 其生产过程中的工艺介质及成品, 例如饱和盐水、湿氯气、烧碱、盐酸及硫酸等均具有极强的化学腐蚀性。氯碱生产装置处在电、化学介质的酸、碱、盐环境中, 因此造成设备腐蚀的原因是相当复杂的, 因而对装置结构的防腐选材显得尤为重要, 否则就会造成严重的跑、冒、滴、漏现象,不但腐蚀设备、污染环境, 同时又严重制约了生产装置的长周期稳定运行。氯碱工业是腐蚀性极强的行业, 应该利用现代的防腐蚀技术来解决这一困扰生产的难题, 其有效的途径就是正确选用防腐蚀材料。国内外科技工作者根据多年来生产实践的经验选用了各种材料及采用了很多方法来防止氯碱设备的腐蚀, 其中特别是有机高聚物材料使氯碱工业在设备的腐蚀防护上取得了长足的进步和发展。 防腐材料包括金属材料和非金属材料的选择.首先要考虑介质的性质、温度、压力, 设处介质是氧化性还是还原性和所处温度。一般说来, 温度升高, 腐蚀速度加快, 而低温还应考虑冷脆问题。随着设备抗压能力的提高, 耐腐蚀性加强。其次要考虑设备的类型与结构。如换热器要求导热性很好的材料。单独结构的要选用有较好的强度、塑性和冲击韧性等机能的材料。此外还应考虑产品要求以及材料的价格与来源。能用碳钢的应尽量避免用其他贵金属。当然,有时在设计过程中也采用一些成本较低的非金属材料, 如盛装盐酸介质时用FRP代替碳钢, 宁夏英力特化学股份公司9万t/a离子膜法烧碱工程设计中高纯盐酸贮罐的材质即为FRP。 1 氯碱生产中腐蚀原因 在氯碱生产过程中, 电化学腐蚀是氯碱腐蚀的主要特征, 按生产工艺中不同的腐蚀介质可简要归纳如下。1. 1 盐水腐蚀 盐水与金属容易构成腐蚀电池使金属失去电子被溶解, 因而在设计选材时常采用非金属材料隔离层措施保护金属。 1. 2 氯气腐蚀 氯气含水是造成金属腐蚀的直接原因, 因此控制氯气中的含水指标是减少腐蚀的最佳方法。一般氯气中的含水质量分数在150 *10- 6以下时, 它对金属的腐蚀极微, 而湿氯气则对金属的腐蚀性极强。因此对输送湿氯气的管道及设备的选材应予以充分的注意与重视。 1. 3 酸类腐蚀 氯碱工艺中的酸类主要以盐酸、硫酸、次氯酸为主。除了浓硫酸的氧化性而形成保护膜外, 其它酸均能与金属形成析氢反应。因而常采用特殊合金(如高硅铸铁、钛钼合金等)及陶瓷、搪瓷、塑料及橡胶材料来作为防腐蚀材料。 1. 4 碱液腐蚀 碱脆是烧碱腐蚀的主要特点, 因而在烧碱蒸发设备选材时多以耐蚀合金为主, 以提高设备的防腐蚀能力, 从而来延长设备的使用寿命, 但在工艺温度和压力允许的情况下亦有很多采用碳钢内表面涂刷或喷涂耐腐蚀防腐涂料, 以减轻碳钢发生晶间腐蚀。 1. 5 尾气腐蚀 氯碱生产主要以氯气、氯化氢气体、硫酸气及碱雾等尾气为主, 为防止其腐蚀设备、厂房、管架、管路、设备及厂房基础等, 目前多以涂料来加以保护, 更为重要的是在生产工艺中加以严格的控制, 从而有效控制和减少碱雾、酸气对土建及设备的腐蚀。 1. 6 杂散电流腐蚀 食盐水溶液电解制取氯气、氢气和烧碱,在电解槽中利用电能产生所要求的化学变化。由于多种原因在生产过程中存在许多不规则的泄漏电流,这种不规则的泄漏电流容易引起电化学腐蚀, 其危害性应引起电解槽工艺技术人员的足够重视, 以有效保护电解设备及有关的管道等设备。目前有效的控制手段是断电、排流、电位保护。 2、防腐材料的选择 （1）碳钢、铸铁、钛、铜、奥氏体不锈钢、超纯铁素体不锈钢、哈氏合金、镍和高镍合金等金属防腐蚀材料。氯碱工艺段中采用到金属材料的有：高温湿氯气的洗涤和冷却装置（可选钛金属，当然部分也在树脂防腐之耐高温FRP）、盐水系统和管线（碳钢衬橡胶或刷防腐涂料或衬FRP）、浓碱及高温碱（镍铬不锈钢或镍及其
压力容器的腐蚀与防护
压力容器的腐蚀与防护 摘要:本文主要针对压力容器材料的腐蚀情况进行了详细的说明。然后针对常见的几种腐蚀形态，从材料选取、加工制造、热处理等方面提出防护措施。 关键词:压力容器，腐蚀，防护，检查 Abstract: this paper mainly for pressure vessels material corrosion a detailed instruction. Then for several common corrosion form, from material selection, the processing manufacture, heat treatment put forward the protection measures. Keywords: pressure container, corrosion protection, check 压力容器是化工生产中广泛使用并很重要的特种设备，在高温、高压、磨损或介质对金属腐蚀等不利条件下操作，腐蚀是压力容器一大危害。据有关压力容器事故资料统计表明，由于腐蚀发生爆炸事故的占66.7％。金属腐蚀原因比较复杂，影响因素之多。因此，对金属腐蚀的规律性有所了解，有助于分析形成压力容器的腐蚀原因和对其在运行过程中出现的缺陷性质作出正确的判断，以便采取相应的防腐措施，提高压力容器的安全使用性。 1压力容器的腐蚀与防护 1.1压力容器腐蚀的定义及存在环境 绝大多数压力容器都由金属材料构成，压力容器与环境的反应而引起的材料的破坏或变质，称为压力容器的腐蚀。 压力容器运行的环境条件： (1)溶液、气体、蒸汽等介质成分、浓度和温度 (2)酸、碱及杂质的含量 (3)应力状态(工作应力、残余应力) (4)液体的静止状态或流动状态 (5)混入液体的固体颗粒的磨损和侵蚀 (6)局部的条件差别(温度差、浓度差)，不同材料接触状态
第七章 工业腐蚀和预防措施 第三节 应力腐蚀裂纹
第三节应力腐蚀裂纹 一、应力腐蚀概述 金属或合金在应力，特别是拉伸应力的作用下，又处在特定的腐蚀环境中，材料虽然在外观上没有多大变化，如未产生全面腐蚀或明显变形，但却产生了裂纹。这种现象称作应力腐蚀裂纹。因此，在全面腐蚀较严重的情形下，不易产生应力腐蚀裂纹。应力腐蚀外观无变化，裂纹发展迅速且预测困难，因而更具危险性。 应力腐蚀裂纹是应力和腐蚀环境相结合造成的。所以，只要消除应力和腐蚀环境两者中的任何一个因素，便可以防止裂纹的产生。实际上既无法完全消除装置在制造时的残余应力，又无法使装置完全摆脱腐蚀性环境。采用上述方法防止应力腐蚀几乎是不可能的。因此，一般是通过改变材料的方法解决这个问题。此外，焊缝部位由于热应变作用会产生很大的残余应力，而加热冷却的热循环过程，也会使材质发生变化。所以对于焊缝部分要比对于焊接本体更加注意，认真查看是否发生了应力腐蚀裂纹。 由于金属材料和腐蚀环境结合的情况有所不同，应力腐蚀裂纹也各不相同。根据材料的微观组织，可以鉴别裂纹的特征。有的是沿晶粒边缘产生的裂纹，有的是伸展到晶粒内部而又有显著分枝的裂纹，有的则是与晶粒边缘、晶粒内部无关的裂纹。 广义的应力腐蚀裂纹有时又区分为狭义的应力腐蚀裂纹和氢脆裂纹。应力腐蚀裂纹和氢脆裂纹虽然同属广义的应力腐蚀裂纹，但两者之间实质上有很大区别。应力腐蚀裂纹指的是，金属材料在特定的腐蚀环境中，受到应力作用，沿着金属内微观径路在有限范围内发生腐蚀而出现裂纹的现象。而氢脆裂纹指的则是，金属材料受到应力作用，由于腐蚀反应产物氢被金属吸收，产生氢蚀脆化，出现裂纹的现象。 应力腐蚀裂纹和氢脆裂纹，两者可以用腐蚀环境和应力再现的方法或电化学方法进行鉴别。近些年来，又开发出了音响鉴别方法。这种方法是考虑到氢脆裂纹是机械性破坏，所以产生裂纹时会发生音响。而应力腐蚀裂纹是金属溶解造成的破坏，不会发生音响。在实际装置中，应力腐蚀裂纹非常复杂，在大多数情况下对两者不加区别，一律看做广义的应力腐蚀裂纹。 金属材料并不是在所有的腐蚀环境中都能产生应力腐蚀裂纹。不同金属材料的应力腐蚀都需要特定的腐蚀环境。随着各种金属材料应用范围的不断扩大，腐蚀环境的种类也出现增多的趋势。 化学工业中的应力腐蚀，是由于原材料中所含的杂质或在各工序中经过分解、合成等过程生成的腐蚀性成分造成的。能造成应力腐蚀的原材料中的杂质有硫、硫化物、氯化钠和氯化锰等无机盐、脂环酸、氮化合物等。另外，为了防止腐蚀所加入的碱，再生重整等过程中使用的催化剂，也是能引起应力腐蚀裂纹的物质。 二、应力腐蚀的机理与特征 应力腐蚀机理比较成熟的有机械化学效应、闭塞电池理论、表面膜理论、氢脆理论四种学说。下面简单介绍这四种理论。 机械化学效应理论认为，金属材料在应力作用下在应力集中处迅速变形屈服成为腐蚀电池阳极区，与金属表面腐蚀电池的阴极区构成小阳极大阴极的腐蚀电池。使金属沿特定的狭窄区域迅速溶解开裂。 闭塞电池理论认为，某些几何因素使金属裂纹引发点处电解液流动不畅形成闭塞电池。
腐蚀机理
混凝土盐渍土腐蚀机理及影响因素 [摘要]通过对盐渍土地区混凝土腐蚀的机理分析, 指出了西部盐渍区富含的硫酸盐是造成混凝土物耐久性差的主要原因; 并详细阐述了国内外关于混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的现状研究。 [关键词]盐渍土耐久性硫酸盐侵蚀 盐渍土就是指含盐分较高的土壤, 一般超过3% 的盐含量就可归结到盐渍 土的范围。我国西部地区盐渍土分布广泛, 新疆、青海、西藏、甘肃、宁夏以及内蒙古等地均有大面积的盐渍区。我国正在实施西部大开发战略, 因此大量基础设施就要建于盐渍土之上。以往的资料和调查表明, 一些道路、桥梁、建筑物、地下管道乃至电线杆等, 仅使用几年就遭受严重的腐蚀破坏, 不得不进行工程修复, 造成巨大经济损失。因此, 研究抗腐蚀混凝土在盐渍地区的耐久性问题, 具有非常重要的现实意义和深远的社会影响。 1、盐渍土对混凝土结构的腐蚀机理 盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别, 其腐蚀性也有差异。氯盐主要腐蚀混凝土中的钢筋从而引起结构破坏; 硫酸盐主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物, 使混凝土分化、脱落和丧失强度。1. 1 硫酸盐的化学腐蚀机理实际上硫酸盐侵蚀是一个比较复杂的过程。硫酸盐侵蚀引起的危害性包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解。不同的Ca、N a、K、M g 和Fe 的阳离子会产生不同的侵蚀机理和破坏原因, 如硫酸钠和硫酸镁的侵蚀机理就截然不同。1) 硫酸钠侵蚀首先是N a2SO 4 和水泥水化产物Ca (OH) 2 的反应, 生成的石膏(CaSO4·2H2O ) , 再与单硫型硫铝酸钙和含铝的胶体反应生成次生的钙矾石, 由于钙矾石具有膨胀性, 所以钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大的裂缝。当侵蚀溶液中SO 2-4 浓度大于1000mg?L 时, 水泥石的毛细孔若为饱和石灰溶液所填充, 不仅有钙矾石生成, 而且在水泥石内部还会有二水石膏结晶析出。从氢氧化钙转变为石膏, 体积增大为原来的两倍, 使混凝土因内应力过大而导致膨胀破坏。石膏膨胀破坏的特点是试件没有粗大裂纹但遍体溃散。B iczok 认为: 侵蚀溶液浓度改变, 反应机理也发生变化。以N a2SO 4 侵蚀为例, 低SO 2-4 浓度(< 1000mg?L SO 2-4 ) , 反应产物主要是钙矾石; 而在高浓度下(> 8000mg?L SO 2-4 ) , 主要产物是石膏; 在中等程度浓度下(1000mg? L～8000mg?L SO 2-4 ) , 钙矾石和石膏同时生成。在M gSO4 侵蚀情况下, 在低SO 2-4 浓度(< 4000mg?L SO 2-4 ) , 反应产物主要是钙矾石; 在中等程度浓度下(4000mg? L～7500mg?L SO 2-4 ) , 钙矾石和石膏同时生成; 而在高浓度下(> 7500mg?L SO 2-4 ) , 镁离子腐蚀占主导地位。2) 硫酸镁与水化水泥产物的反应方程式如下:Ca (OH) 2+ M gSO4+ 2H2O→CaSO4·2H2O + M g (OH) 2 (3)硫酸镁侵蚀首先发生上式的反应, 然而上式生成的M g(OH) 2 与N aOH 不同, 它的溶解度很低(0. 01g?L , 而Ca (OH ) 2是1. 37g?L ) , 饱和溶液的PH 值是10. 5 (Ca (OH) 2 是12. 4,N aOH是13. 5) , 在此PH 值下钙矾石和C- S- H 均不稳定, 低的PH 值环境将产生以下结果: (1) 次生钙矾石不能生
电解池金属的电化学腐蚀与防护
第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 复习目标： 1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。 2.了解电镀池与精炼池的原理，能分析常见的电镀池和精炼池。 3.能够进行有关电解产物的判断和计算。 4.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝 等 金属腐蚀。 主干知识梳理 一、电解的原理 1．电解 （1）定义：在________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。 (2)特点：①电解过程是非自发的。 ②电解质导电一定发生________________。 2．电解池： (1)定义：将______转化为__________的装置。 阳极 (3)构成条件 ①有与_______相连的两个电极。 ② __________(或 _________)。 ③形成________。
例1.下列四种装置中，①盛200mL 0.005 mol·L－1硫酸铜溶液②盛200mL 0.01 mol·L－1硫酸③盛200 mL氯化锌溶液④盛200 mL氯化钾溶液 上述四种装置中，为电解池的是______ (用编号回答)，装置①中两电极的电极反应式分别为__________________________________________ 例2.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示两个串联的电解池。图中B装置中盛有1 L 2 mol·L－1Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 mol·L－1AgNO3溶液。通电后，铂片上有气体生成。 (1)电源X极为________极。 (2)B池中阳极电极反应式为________________，阴极电极反应式 ______________________。 (3)A池中阳极电极反应式为__________________________， 电解化学方程式为_________________________________ 例3．Ⅰ.以铝材为阳极，在H2S O4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_________________________。 Ⅱ.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R 受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式： __________________________________。 例4．CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu＋4I ===2CuI↓＋I2得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。 回答下列问题： (1)阳极区的现象_________________________________。 (2)阳极电极反应式_______________________________。 考点一、电解原理与电解产物的判断 1．电解原理 与外界电源正极相连—阳极—氧化反应(失电子)—阴离子移向； 与外界电源负极相连—阴极—还原反应(得电子)—阳离子移向； 2．两极放电顺序 (1)若阳极为活泼金属(金属活动性顺序表Pt 之前金属)，则 金属失电子，电极被溶解； 若是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则溶液中阴离子失电子， 阴离子放电顺序：S 2－> I －>B r －>C l －>O H －>含氧酸根离子 2＋－
浅谈压力容器的腐蚀及其控制措施
浅谈压力容器的腐蚀及其控制措施 发表时间：2017-10-16T12:56:59.153Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：刘强张维贺 [导读] 摘要：压力容器是化工设备的重要组成部分，在化工生产中具有重要地位和作用。压力容器一旦发生腐蚀，会影响化工反应的正常进行 吉林省松原石油化工股份有限公司 138000 摘要：压力容器是化工设备的重要组成部分，在化工生产中具有重要地位和作用。压力容器一旦发生腐蚀，会影响化工反应的正常进行，甚至酿成重大安全事故。介绍了化工压力容器常见的物理腐蚀、化学腐蚀及电化学腐蚀类型，从材料特性和环境两方面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，包括合理选用材料、添加缓蚀剂、改善焊接质量、采用电化学防护、使用防腐涂剂、应用防护衬里以及加强管理维护等，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。 关键词：压力容器；腐蚀；控制措施 压力容器主要是指，能够承受一定压力的液体或气体容器，具有密闭性的特点。腐蚀是导致压力容器出现故障的重要原因，后果十分严重，不仅会造成材料的巨大的浪费，使得企业的生产成本增加，风险升高，还会增加生产中的安全隐患。所以，我们必须对压力容器的腐蚀问题引起高度重视，本文从腐蚀的因素和类型出发，对控制腐蚀的措施进行了探讨，具体分析如下。 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。电化学腐蚀既可以是单一的电化学过程，也可以与机械作用、生物作用等共存，形成一个极为复杂的反应过程。 二、化工压力容器防腐策略 （一）合理选用材料 为了对抗大气环境对压力容器的腐蚀，可以选择合适的耐腐蚀材料。例如，为了增强低合金钢的耐腐蚀程度，可以在钢铁中添加少量的铜、铬、钛等合金元素。该措施的主要目的就是为了提高铁层的连续性、紧密性和粘附性，降低腐蚀的发展速度，以此来达到控制腐蚀的效果。 （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，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。因此，添加缓蚀剂是一种非常经济的金属防腐技术，是化工压力容器防腐的理想选择之一。缓蚀剂主要是影响金属在介质中发生电化学腐蚀，通过覆盖在金属表面，抑制表面的阳极反应和阴极反应，减缓金属的电化学腐蚀。另外还有抑制压力容器物理化学腐蚀的缓腐蚀剂，主要有氧化膜、沉淀膜以及吸附膜3种。氧化膜型缓蚀剂就是指其本身就是氧化剂，可以与金属发生作用，在金属表面形成紧密的氧化膜，阻碍金属离子化，从而减缓金属的腐蚀。沉淀膜型缓蚀剂就是在金属表面生成沉淀膜，可以通过缓蚀剂分子之间相互作用生成，也可以通过缓蚀剂与腐蚀介质中的金属离子作用生成，一般是在阴极区形成并且覆盖在其表面，阻断金属与介质之间的离子作用，减缓金属的腐蚀。吸附膜型缓蚀剂一般为有机缓蚀剂，其在腐蚀介质中对金属表面有良好的吸附性，可改变金属表面的性质，抑制金属的腐蚀。 （三）改善焊接质量 金属材料焊接部位的残余应力是导致腐蚀断裂的重要因素，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。目前，不锈钢材料焊接中应用最广泛的两种工艺是电弧焊与氩弧焊，无论采用哪一种工艺，都必须遵循钢结构焊接规范的相关要求。焊条等焊接材料要选择适用且经过相关质检机构检测之后的材料。压力容器焊接前，需充分考虑金属材料的淬硬性、焊缝厚度等因素，并做好预热工作。为避免容器产生超标缺陷，焊接完毕后还需及时进行相应的热处理，并进行晶间腐蚀测试，最后进行超声波检测与射线检测。 （四）采用电化学防护 电化学防护的基本原理是将待保护的金属材料变为原电池中的阴极，以抑制金属材料的阳极反应，减缓其腐蚀进程，包括两种方法：①牺牲阳极保护法，即将还原性较强的铝、锌等金属材料固定在容器上充当阳极，使金属容器变为腐蚀电路的阴极而受到保护。②外加电流阴极保护法，即通过外加直流电源的方式，强制电子从介质流向金属容器，使容器作为阴极被保护起来。采用外加电流保护法的关键在于低电压、大电流，且必须持续不间断供电。牺牲阳极保护法比较适宜于腐蚀性不太强的介质，如中性盐溶液，在强腐蚀介质中，由于活泼金属材料的消耗太大，故经济性较差。而外加电流阴极保护法是利用外加电源进行保护，可以有很大的功率，因此比牺牲阳极保护法适用范围更广。外加电流阴极保护法还可以根据保护情况随时调节电流大小，但需要配备一套直流电源和附属的电器装置，基本投资远高于牺牲阳极保护法，所以应综合考虑介质环境、防腐等级要求、经济性等因素选用电化学保护方法。外加电流阴极保护法广泛应用于地下管道、海水冷却设备、油库以及盐类生产设备的保护，在化工生产中的应用也逐年增多。 （五）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
化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施示范文本
化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施示范文 本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 【摘要】随着经济的发展，对化工产品的需求不断增 加，越来越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对 化工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成 损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和 防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保 证。 【关键词】化工设备；腐蚀；防腐蚀 随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，越来 越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对全球的化 工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损 失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和防
腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。 腐蚀破坏到处可见，腐蚀事故频频发生，这除了因腐蚀本身所具有的自发性质外，很大程度上是因为人们对腐蚀的危害性估计不足，对腐蚀防护的重要意义认识不深，对腐蚀与防护科学缺乏应有的知识，没有采取防腐蚀措施、或采取的防腐蚀措施不当所致。 1.1腐蚀的分类 腐蚀：材料与周围环境发生作用而被破坏的现象。 腐蚀按材料种类分为金属腐蚀和非金属腐蚀。 腐蚀按表面形貌分为全面腐蚀和局部腐蚀；局部腐蚀又有小孔腐蚀、应力腐蚀破裂、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、磨损腐蚀等等； 金属腐蚀按机理可分为物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀等。
点蚀腐蚀机理
点蚀的理论模型 M M e +→+ 22244O H O e OH -++→ 点蚀研究方法： 1) 电化学方法 2) 氯化铁试验法： 试验溶液为10%FeCl ·6H2O 溶液，其中稍许加入1/20NHCl 溶液以进行酸化，根据试样的孔蚀数量、大小、深度或是重量的改变来评定。 2 应力腐蚀测试方法 1) 四点弯曲法： δ=12Ety/（3L 2-4A 2） L ：外侧支点间的距离； A ：内外支点间的距离。 2) C 形环法 Δ=d 0-d 外径=δπD 2/4EtZ ； 3) WOL 试样 3/2(3.46 2.38)I Pa H K BH a =+ Δ应力加载前后的外径变化，δ应力值，t 厚度，D 平均直径，Z 修正项，E 弹性系数。 环境脆化机理主要包括活性通道腐蚀机理（APC ）和氢脆开裂（HE ）。不足处是没有与裂纹内溶液化学性质的研究结合起来。 不锈钢的开裂主要理论有： 1) 吸附理论 B 原子吸附于裂纹尖端，造成A-A0之间的结合力下降和破坏。这个理论能很好的解释SC C 对环境物质的依赖关系以及很好的解释缓蚀剂的作用。 2) 电化学理论 应力腐蚀开裂是一种因金属表面阳极溶解而产生的现象，应力有加速阳极溶解的作用。 3) 膜破裂理论 应力作用导致膜破裂形成新鲜表面，促进阳极溶解。 4) 隧道腐蚀理论 腐蚀从(111)面上生成的蚀孔底部和缝隙部分开始发展，与此同时，在应力的作用下产生塑性破裂，左右隧道相互连接，在应力作用下产生塑性破裂，左右隧道相互连接，最后造成断裂。 5) 腐蚀产物楔入理论 裂纹内产生的腐蚀产物的楔入作用造成裂纹的扩展。 6) 氢脆理论 奥氏体主要是阳极溶解，但是马氏体容易形成氢脆。在裂纹尖端有与阳极反应相应的阴极反应，所生成的氢进入钢中。
基于氯碱化工设备的腐蚀与防护研究 张志明
基于氯碱化工设备的腐蚀与防护研究张志明 发表时间：2019-09-03T16:48:40.040Z 来源：《科学与技术》2019年第07期作者：张志明[导读] 氯碱化工行业是我国重要的基础行业，它主要为许多化工生产基础原料，对促进我国工业发展起着重要作用。 青海盐湖工业股份有限公司化工分公司青海格尔木 816000 摘要：氯碱化工行业是我国重要的基础行业，它主要为许多化工生产基础原料，对促进我国工业发展起着重要作用。但在氯碱生产过程种会产生许多具有腐蚀性的物质，例如氯气、盐酸等，它们会对化工设备造成不同程度的腐蚀，这会直接对化工生产效率与产品质量造成影响，为避免这种情况，必须对氯碱化工设备进行防护，以确保氯碱产品的安全性。 关键词：氯碱化工设备；腐蚀；防护一、氯碱工业简述 氯碱工业为最基本的化学工业之一，它制取氯气与碱采用的是电解保护食盐水的方法，产品除用于化学生产外在轻工业、冶金工业、防止工业也有广泛应用。值得注意的是在电解饱和食盐水时一般会加入薄膜以提高生产效率，薄膜能够减少阳极区进入OH一数量，从而抑制其它副反应的发生，大大提高产量。我国最早的氯碱工厂是上海天原电化厂，在那时所制的的商品只有盐酸、液氨等几种，随着我国工业的发展，我国氯碱工业产量、质量、品种、技术等多方面都进步很快，在1990年我国烧碱产量已居世界第三位，到2000年，我国烧碱年产量达540万吨之多。 二、氯碱化工设备腐蚀原因探析（一）氯气 氯气是进行氯碱生产时的重要产物，它也是造成化工设备腐蚀的一大重要原因。氯气是化学性质较为活泼的一种气体，在常温干燥的情况下，氯气不会与金属发生较强的反应，但随着温度的升高，氯气变得愈加活泼，对设备腐蚀作用也变得愈强。而且氯气中氯元素与水反应还会生产次氯酸，它具有强氧化性，会对金属造成不同程度腐蚀，只有一些非金属材料在特殊情况下才能抵挡它的侵蚀。（二）烧碱 烧碱虽然不和氯气一样参与氯碱化工的直接生产,但是它作为氯碱化工生产的直接产物,也贯穿着整个氯碱生产过程。烧碱自身的腐蚀性威力对氯碱化工设备毒害性也不小,如果使用一般的氯碱化工设备会对氯碱化工设备造成直接的破坏,同时顶先稀释好的烧碱溶液会在浓缩的状态下对氯碱化工设备造成更为严重的腐蚀,主要是对金属材质的设备具有破坏性。所以为了延长氯碱化工设备的使用寿命,应该对烧碱所能接触到的装置、设备采取强大的防腐蚀措施。（三）盐酸 盐酸和烧碱一样,也是氯碱化工生产过程中的产物,与烧碱一样自带极强的腐蚀性。尤其是化工生产过程中所产生的酸,腐蚀强度要比化学基础试剂强上不止十倍百倍,能和很多金属发生反映,会对机械生产设备产生严重腐蚀。盐酸对有氧无氧的条件下所产生的腐蚀程度不同,比如在无氧的盐酸中,对铁的腐蚀强而不会对铜产生腐蚀,在有氧的盐酸中,铁铜都会发生腐蚀。盐水本身并没有腐蚀性,但是它在生产过程中很容易和金属一起腐蚀电池,从而使得金属失去自身的金属电子导致自身被溶解,这也是腐蚀现象的一种。由此可见,在进行氯碱化工生产过程中对氯碱化工设备其进行防腐措施是很有必要的。 三、氯碱化工设备腐蚀防护策略（一）采用碳钢涂层 碳钢设备涂层的优点包括以下几个方面：防腐性能好。通过涂层的隔离，减轻了含氯离子的工业循环水对碳钢管材的点蚀、垢下腐蚀和细菌腐蚀。（2）涂层表面光滑，硬度较高，摩擦系数小，不易滞留集积污垢，传热效果好。（3）涂层抗冲刷、抗渗透、耐温变，环境适应性好。（4）既节省了维修费用和检修时间（经统计，做过涂层的设备可延长使用寿命2~4倍），同时还保证了生产装置的连续运转，取得较好的间接效益。（5）可以替代高价的金属材料并取得更好的效果。上海氯碱化工股份有限公司华胜化工厂在二氯乙烷装置的焚烧单元，有一台废气吸收换热器，用于冷却酸性废气，冷媒是循环水。由于控制难度较大，换热器的使用寿命较短，曾经使用过碳钢和双相钢材质的换热器，但使用不超过一年就都受蚀泄漏（物料侧）而失效。在物料侧做了涂层后使用寿命大大提高，目前使用已经超过三年，经检查涂层状况仍然很好。因此，可以考虑进一步做双侧涂层，以避免腐蚀的扩大。 （二）酸的防护措施 氯化氢是氯碱工业中的副产物之一，遇水变成盐酸溶液具有比较强的腐蚀性，对生产设备和管道造成损坏。另外生产中所用的硫酸也会造成设备的腐蚀。盐酸装置所用的材料必须合理选取，做好防腐工作。目前合成炉、换热器、吸收器广泛采用石墨材质，盐酸贮槽目前大多采用玻璃钢。玻璃钢的原材料有增强材料和基体材料两种。作为玻璃钢主要承载材料的增强材料是玻璃钢的强度和刚度的直接影响因素，一般是玻璃纤维或其织物。基体材料的主要成分是合成树脂，组成物质是合成树脂和辅料。在纤维间传递有效载荷是基体材料的主要作用，并且使载荷均匀分布。玻璃钢的性能受到基体材料性能，如耐腐蚀性、耐热性等的影响。如双酚A型不饱和聚酯玻璃钢耐温只有60～70℃，乙烯基酯玻璃钢能耐110℃浓盐酸，在化工生产企业中正在取代碳钢、不锈钢等。不透性石墨具备较为优良的耐腐蚀性，能适应绝大多数的恶劣环境，但是在强氧化性介质如硝酸、浓硫酸等中防腐性也较差。不同的浸渍树脂使得不透性石墨的品种也不一样，耐腐蚀性能有差异。 （三）氯气腐蚀的防护措施为防护氯碱化工设备受到氯气的腐蚀,可以采用碳钢或是金属钦材料的氯碱化工设备。因为碳钢和对金属钦对氯气腐蚀具有抵抗作用,可以减少氯气对氯碱化工设备的腐蚀。但是碳钢对氯气的抵耐作用和温度有很大的关系,不同的温度情况下对应相应范围额度,为保证碳钢材料的氯碱化工设备在安全的防腐环境下工作,必须将氯气的温度控制在90℃以下。而钦是一种化学性质较活泼的金属,可以在常温条件下形成一层保护性较强的氧化膜,抵抗各种酸性物质的腐蚀。还可以建造氯气洗涤塔、氯气储槽和脱氯气等设备。（四）烧碱腐蚀的防护措施