浅谈压力容器的腐蚀及其控制措施
浅谈压力容器的安全控制

科技凰浅谈压力容器的安全控制李幸雷(洛阳市金鑫化工有限公司,河南洛阳471400)腩要]压力容器等辛争孝中{垒备的安全问题历采备受政痔部门的高度重视,几乎所有的工业国家都将其作为特殊的设备而进行专门的监督管理,由政府部门或技术权成的组织来实施监督管理,并利用法律、行政、经济等手段实施强制的监督管理措施。
睽;键词]压力容器;环境条件;使用务件;运行检查1压力容器环境条件的控制压力容器工作环境的好坏也是影响压力容器使用安全性能的重要环节,因此,在其使用过程中实行环境条件的控制是至关重要。
主要表现在两个方面:一方面是压力容器的介质环境:另一方面是压力容器力学环境,也就是常说的交变荷载环境。
I.I介质腐蚀性的控制从理论上讲,钢材受介质腐蚀是不可避免的,因而压力容器在设计时必须考虑介质的腐蚀性能及使用温度等,以选用适合容器使用条件的金属材料,并按规定给予一定的腐蚀量。
由于各种钢材的耐腐蚀性能不同,介质的腐蚀性能也有所不同,因此减缓腐蚀速度,延长使用寿命也是压力容器使用环节必须注意的重要问题。
解决压力容器的腐蚀问题必须从以下两方面做起。
1)介质杂志含量的控制。
在特定的条件下,由于杂质的存在会造成严重的腐蚀,通常影响较为严重的杂质有氯离子、氢离子及硫化氢等,在液化石油气球形储罐开罐检查中发现的诸多危及安全使用的问题,除制造质量外,介质中的硫化氢含量高是很重要的因素之一。
2)含水量的控制。
气体、液化气体中水分的存在,对于加速介质对容器壁的腐蚀起着重要的作用。
由于水能溶解多种介质而形成的电解质溶液,从而导致电化学腐蚀环境的形成,产生电化学腐蚀。
12交变栽荷的控制在反复交变载荷的作用下金属将产生疲劳破坏。
压力容器的疲劳破坏绝大多数属于金属的低周疲劳,其特点是所承受的交变力较高而应力交变的次数并不太多,此条件在很多压力容器中都存在。
压力容器器壁上的交变应力主要来于以下几方面:一是:间歇操作的容器经常开停车(即反复加压、卸压)。
影响压力容器金属腐蚀的主要因素及防治对策

影响压力容器金属腐蚀的主要因素及防治对策【摘要】压力容器作为化工企业中一种常见的设备,在很多的化工领域有着重要的作用。
本文结合笔者多年实践工作经验,针对化工压力容器中较为常见的腐蚀类型以及影响因素做出分析,并且在后文中针对腐蚀情况给予了相应了控制措施,进一步加强化工压力容器在实践当中的安全运行。
【关键词】压力容器;金属腐蚀;防治化工机械设备在受到严重的腐蚀之后,不管是设备呈现出来的色泽方面,还是机械其它方面所变现出来的性能等,都有着不同程度的变化,从而导致机械设备在使用过程当中产生不必要的损失。
这样对于化工企业在产品的生产以及成本控制等方面有着较大的影响,化工企业针对这一点也会背负着较大的经济损失。
所以,关于机械的防腐方面问题,就需要采取有力的防腐措施,有效的将运行机械的防腐能力进一步的提高,这才是当今社会中化工企业以及相关生产领域所迫切需要解决的问题。
1 化工压力容器腐蚀的常见几种类型根据腐蚀过程的历程分类:1.1 物理腐蚀物理腐蚀是指金属由于受到液态金属的单纯物理溶解作用而引起的损坏,但并不是由化学和电化学反应引起的。
比如使用钢容器来盛放熔融锌,由于液态锌会溶解铁金属从而致使钢容器受损坏等等。
1.2 化学腐蚀化学腐蚀是指金属在一些干燥气体及非电解质溶液中,金属表面与非电解质发生纯化学反应而引起的损坏,也称为干腐蚀。
化学腐蚀的反应过程中,金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接进行电子交换,发生氧化还原反应而形成腐蚀产物,期间并没有产生电流。
1.3 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属表面与电解质溶液发生电化学反应而产生的破坏,即湿腐蚀。
电化学腐蚀是化工压力容器腐蚀中最普遍、最常见的腐蚀。
一般按电化学机理进行的电化学腐蚀在反应过程中都会产生电流,即产生一个或多个阳极反应和阴极反应,同时通过介质中的离子流与流过金属内部的电子流构成回路。
其中阳极反应是指金属在失去电子后以一种离子的状态进入到溶液中,是一个氧化的过程;而阴极反应是指氧化剂在金属表面及溶液界面将金属内的剩余电子吸收,其是一个还原的过程。
影响压力容器金属腐蚀的主要因素及防治对策

.
且快 。
3 化工压力容器的防腐蚀控制措施
化工设备在防腐 方面所采 取的有效 防治措施有着 比较 多的方 法 . 通常在处理的时候所 采取的方法是改善金属 的基本本质 . 将金属 和防 腐介质进行有效 的相互 隔离 。 或者直接 采取表面处理 法 . 笔者经过 总 结分析 , 针对化工压力容器 的防腐蚀控制措施进行下文 阐述。 3 . 1 压力容器 主材料 的选择 根 据相关 部门规定 。 化工压力容器 的设计和制造必须是一些通过 并具有相关资格认证 的定点单位 在设 计化工 压力容器 时应严格按照 G B I S 0及《 容规》 等进行选材 , 尽量减少应力 集中 , 将可能 引起腐蚀介 质积聚的缺口和缝隙消 除。 同时还要注意设备金属的组织和结构 。而 在制作压力容器 的过程 中, 应根据压力容器的用途、 所处的介质 、 温度 和压力 情况 。 选择相适应 的合理的材料组成耐 蚀合金 . 或 者可以添加 些相适 应的不 同的合金元素 于金属 中. 可 以以碳 钢为主 . 必 要时须 选择不锈钢 、 钛材和铜材。 以提高压力容器 的耐蚀性 , 从而防止或缓减 压力容器 中金属 的腐蚀情况 如将镍加入 到钢 中可制成一个防腐蚀能 力稍强 的不锈钢压力容器。 此外 , 在选材时除 了要考虑介质 的腐蚀性 , 还应考虑介质的易燃程度和毒性程度 , 如在易燃或 中、 高、 低度危害介 质 的环境 中不可使用 o 2 3 5 一 A . F等等。
一
1 化 工压 力容 器腐蚀的常见 几种 类型
根据腐蚀过 程的历程分类 :
1 . 1 物理腐蚀
物理腐 蚀是指金属 由于受到液 态金属 的单 纯物理溶解作 用而引 起 的损坏 。 但并 不是 由化学 和电化学反应 引起 的。 . 比如使用钢容器来 盛放熔融锌 , 由于液态锌会溶解铁金属从 而致使钢容器受损坏 等等 1 . 2 化学腐蚀 化学腐蚀是指金属在一些 干燥气体及非 电解质溶 液中 . 金属表面 与非 电解质发生纯化学反应而 引起 的损坏 . 也称为干腐蚀 。化学腐蚀 的反应过程 中. 金属表 面的原子与非 电解质 中的氧化剂 直接进行电子 交换 。 发生氧化还原反应而形成腐蚀产物 , 期 间并没有产生 电流。 1 . 3 电化学腐蚀 3 . 2 缓蚀剂的选用 电化学腐蚀 是指金属 表面与 电解质 溶液发生 电化学反应 而产生 缓蚀剂是一种可防止或减缓设备腐蚀的化 学物质 . 同时也可以是 的破坏 , 即湿腐蚀 。 电化学腐蚀 是化工压力容器腐蚀 中最普遍 、 最常见 几种化学物质的混合物。 由于只要再金属表面加人千分之几或千万分 的腐蚀。 一般按 电化 学机理 进行 的电化学腐蚀在 反应过程 中都会产生 之几甚至个别情况时只要 百分 之几的用量 . 不仅可 以保持金属材料 原 电流 . 即产生 一个或多个 阳极 反应和阴极 反应 , 同时通过介质 中的离 来 的物理机械性能不变 . 还可使在某 介质 中金属材料 的被腐蚀 的速度 正 由于缓蚀剂这种 良好的防腐蚀 效果且 使用缓 子流与流过金属 内部的电子流构成 回路 。 其 中阳极 反应 是指金属在失 明显得到降低或为零。 去 电子后 以一种离 子的状态进 入到溶液 中 . 是一个氧 化的过程 : 而阴 蚀剂经济效益也较高 , 因而其常被用 于压力容器 防腐蚀技术中 。 极反应是指氧化剂在金属表面及溶液界面将金属 内的剩余 电子 吸收 。 3 - 3 提高焊接质量 其是一个还原 的过 程。电化学腐 蚀可 以是一 种单一 的电化学作用过 提高焊接质量可以降低或 消除焊接缝的残余应力 . 防止裂纹 的产 程. 也可 以是 电化学作用 、 生物作 用和机械作 用三者共存 或者它们相 生 , 从而使焊缝的热影 响区的金相组织与性能得到较好 的改善 。电弧 焊和氩弧焊这两种 焊接工艺时不锈钢材料最常采用的焊接方法。 在焊 互作 用的一个复杂过程。 接压力容器时应严格按 照相关规定 的要 求选用合适 的焊 接材料和焊 2 化工压 力容器金属腐蚀的产 生因素 接工艺 , 而焊条等焊接 材料 的质量必须经有关部门检验且合格。 同时. 焊接者还应是经相关考试合格具有合格证书且技术较好的 在焊接前 2 . 1 压力容 器材 料本身的特性 焊接厚度 和使用条件等 因素进行综合考虑并实现 压力容器材料本身特性引起的金属腐蚀主要体现于以下三方 面 : 应对钢材的淬硬性 、 预热措施 : 为 了防止化工压 力容器 出现超标 缺陷 。 焊后应 对其进行稳 ( 1 ) 金属本身的化学性 质 , 合金含量 ( 如压力容器 中的夹 杂物 ) 会加速 检查其外观 , 进行 晶问腐蚀试验 , 此外还应根据设计图纸 合金 的腐蚀 速度 ; ( 2 ) 压力容器的金属表面状态和晶型 , 金属表面有氧 定化热处理 , 化膜 的耐腐蚀 . 若 没有 则表面越粗糙腐 蚀越 快。晶粒越粗糙腐蚀也越 要求使用超声波探伤射线探伤 。 3 . 4 电化学保护 快: ( 3 ) 压力容器在制造 过程中的变形 , 由于受 冲压 、 焊接 、 煅 烧等冷 、 电化 学保护是指根据 电化学原理使金 属设 备成为腐 蚀电池 中的 热加 工的影 响 . 金属会 出现变形现象 。 从而产生较大的 内应力 , 进而加 阴极 . 从而达到防止或减轻金属腐 蚀的 目的 . 其一般有牺牲 阳极保护 速金属 的腐蚀 过程 。 法 和外加 电流法两种 。 牺牲阳极保 护法是指用 电极 电势 比压力容器金 2 . 2 环境 因素 锌、 合金等做 阳极 , 并将其 固定在 被保护金属上 , 形成腐 在化工生产 中 , 压 力容器会 接触 到酸、 碱、 盐、 水、 氧等具有一定腐 属更 低的铝、 外加 电流法一般用于土壤 、 河水中的金属设备 , 其是指将被保 蚀性 的介质 ,而不 同的金属材料对腐蚀介质有其一定 的适用范围 , 如 蚀 电极 ; 使被 保护 的金 属作 为阴 果在压力容器适用过程中未合理地控制介质 的种类 、 化学成分 、 p H值 、 护金 属与另一附加电极作 为电池的两个极 . 在外加直流点 的作用下使 阴极得到保护。 浓度 、 含 氧量等 . 将会使压力容器发 生腐蚀 现象 。 由于腐蚀是一种化学 极 . . 5 使用 防腐材料 反应 . 所 以当介质 的温度不断升 高时 , 压力也会升 高 . 同时金属腐蚀速 3 首先 . 油脂涂料 。油脂涂料主要是利用干性 油作 为主要成膜物的 度也 就越快 . 一般是每 升温 1 0 ℃. 金属就会 以 1 至3 倍 的速 度发生腐 类涂料 。 其所具有的主要特点是容 易生产 , 而且具有较好 的涂刷性 , 蚀。 此外 . 由于压力容器 内的介质流速不 断增加 , 强化 了物 质的扩散 对 于所需要 涂刷 面也具有较好 的润湿性 .并且在 价格方 面也较 为低 这是其主要 的优点所在。 但是 , 漆膜也具有干燥慢 以及膜的性质相 和对流 . 同时还会使腐蚀产物 的脱落速度及保 护膜被 冲刷 的速度不断 廉 , 机械 性能也 比较差 。 也不具有 较强的耐水性 以等缺点 ; 其次, 加快 . 以致产生漩涡 、 空泡 等 , 从而 引起严 重的 冲击磨 损和空泡 磨损 , 对较软 , 生漆不仅具有较强的附着力以及漆膜 坚韧 , 而且 《 下转第 6 8 页) 所 以。 介质 的流动 速度也会对金 属腐蚀 产生影 响 , 流动越 快 , 腐蚀越易 生漆 。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策

浅谈压力容器设计中的常见问题及对策1. 引言1.1 背景介绍压力容器是工业生产中常用的装置,用于存储、运输或处理各种气体、液体或固体物质。
在压力容器设计过程中,常常会遇到一些问题,如果不加以注意和解决,可能会带来安全隐患和经济损失。
因此,对于压力容器设计中的常见问题及对策的探讨变得尤为重要。
在压力容器设计中,材料选择不当是一个常见的问题。
如果选择的材料强度不足或者耐蚀性差,容器可能会在工作过程中出现断裂或腐蚀现象,从而导致事故发生。
另外,设计计算不准确也是容易被忽视的问题之一。
如果设计计算不够精确,容器的承载能力可能无法满足实际工作条件,导致容器失效。
此外,几何形状不合理和操作条件考虑不周也会影响压力容器的安全性和稳定性。
为了解决这些问题,需要严格控制材料选择,确保选用符合标准和要求的材料。
同时,进行精确的设计计算,确保容器在工作过程中能够承受各种力的作用。
优化几何形状也是提高容器稳定性的重要措施,可以减少应力集中和减轻负荷。
最后,充分考虑操作条件,包括温度、压力、介质性质等因素,确保容器在各种工况下都能够正常工作。
通过有效地解决压力容器设计中的常见问题,可以提高容器的安全性和可靠性,保障工业生产过程的顺利进行。
在面对不断增长的工业需求和严格的安全要求下,压力容器设计师需要不断总结经验,不断改进设计方法,以确保压力容器的质量和安全性。
2. 正文2.1 压力容器设计中的常见问题在压力容器设计中,常见问题包括材料选择不当、设计计算不准确、几何形状不合理、以及操作条件考虑不周等方面。
材料选择不当可能导致压力容器的强度不足或耐久性不足,从而造成安全隐患。
设计计算不准确可能导致压力容器在使用过程中出现失效或漏气等问题。
几何形状不合理可能导致应力集中、疲劳破坏等问题,影响压力容器的使用寿命。
操作条件考虑不周可能导致压力容器在实际操作中受到过大的压力或温度变化,从而影响其安全性和稳定性。
对策包括严格控制材料选择,确保选择符合压力容器设计要求的材料;精确进行设计计算,确保设计计算符合相应标准和规范;优化几何形状,避免应力集中和疲劳破坏;充分考虑操作条件,确保压力容器在不同操作条件下的安全性和稳定性。
化工设备压力容器破坏及预防措施

化工设备压力容器破坏及预防措施化工设备中的压力容器是承受高压和高温的关键设备,一旦发生破坏,将给生产安全和环境造成严重影响。
加强压力容器破坏的预防工作,对保障工厂安全生产至关重要。
本文将从压力容器破坏的原因和预防措施两方面进行分析和探讨。
一、压力容器破坏的原因1. 设计不合理压力容器的设计不合理是导致破坏的重要原因之一。
包括壁厚不足、受力不均、缺乏支撑、不合理的结构等等,都会导致压力容器在工作中出现应力集中,进而产生破坏。
2. 制造工艺不当压力容器在制造过程中,如果工艺不当、材料质量不达标、焊接缺陷等,都有可能导致压力容器的破坏。
3. 金属材料变质随着使用时间的增加,压力容器内的金属材料可能会发生腐蚀、疲劳、变形等情况,进而导致破坏。
4. 运输安装不符合规范在压力容器的运输和安装过程中,如果操作不符合规范,容器可能会受到外力作用而受损。
5. 过载和超压在使用过程中,如果超出了压力容器的承受范围,会导致压力容器的破坏。
例如压力过高、温度突然变化等情况。
6. 异常情况包括地震、火灾等外部异常情况,都有可能对压力容器产生破坏影响。
二、压力容器破坏的预防措施1. 加强设计与制造压力容器的设计和制造是预防破坏的第一道防线。
在设计时应当考虑材料、结构、受力情况等因素,确保容器具备足够的承压能力。
制造过程中,要进行严格的材料检测和工艺控制,确保所有生产的压力容器质量合格。
2. 定期检测与维护对于已经投入使用的压力容器,需要定期进行检测和维护。
包括检查壁厚、焊接质量、腐蚀情况等,及时发现问题并进行修理。
同时也要做好记录和档案管理,确保每一台压力容器都有明确的使用和检测记录。
3. 加强培训和管理压力容器的使用和维护需要专业知识和技能,对操作人员进行培训并制定相应的管理制度非常重要。
确保操作人员严格按照操作规程进行使用,避免出现过载或超压情况。
4. 设立安全阀和报警装置在压力容器中设置安全阀和报警装置,可以在压力达到设计范围时及时释放压力,避免发生超压状况。
浅谈压力容器制造的质量控制

体 中产生 一 次应 力,当一次应 力超过 壳体材料 及复检文 件应 检查合格 ,确保 无疏漏或问题 ,
检验 机构都将耐压试验 作为容器制造的最终程 承载能力时 ,就 会导致 压力容器破裂而 发牛事 完全符合设 计图样的原材料要 求。对材料的 代 故 。因此 ,压 力是设计压力容 器的 丰要参数之 用 ,需要 经过原设计单位认 可和企业有关部 分 序,也是完成生产 流程后的最重要程 序 ,因此 审批 ,方便干 同时更改焊接材料 和重做焊接 制造厂家 对耐压试验 认 对待,严恪控制 。
产生 缺陷 ,造 成各 种 事故 的 隐患 。为确 保 压 力容
≮ 镧暴≥压 容器 广 应用 化 、 容器设计 制造、安装企业 实行许可证准入制 度 力 是 泛 在 工 航
能够确保其安全运行。
其进行安全 质量监督的原 因。同时还有对压 力 接 参数与焊接 工艺一 样 ,是一个范 围值 。则明 显不够真实 , } 负责仟 。焊接参数的控 制必 1 _ 不 须以焊机上的读表 显示为准值 ,焊 接记 录也应
目 程术 技
浅谈压力容器制造的质量控制
孙 悦 中 海油能源发展股份有限公司油 田建设渤海工程分公司
空、石油等工业生产部门的一类特殊设备,压力 容 器的承 受压 力 、温度 ;易燃 易爆 、有 毒介 质 等 等。其 目的 是 :在压力容 器使用寿命期限 内, 特殊性能,使压 力容器在生产和运行过程中极易
浅谈压力容器制造过程中存在的问题及相应解决措施

浅谈压力容器制造过程中存在的问题及相应解决措施压力容器是工业生产中常见的一种设备,用于储存和输送气体或液体,并承受内部的压力。
在化工、石油、医药、食品等领域都有广泛的应用。
在压力容器的制造过程中,由于材料、工艺、设计等方面的因素,会出现一些问题,影响其质量和安全性。
解决这些问题是非常重要的。
本文将从材料选择、焊接工艺、质量控制等方面,浅谈压力容器制造过程中存在的问题及相应的解决措施。
一、材料选择问题1.材料强度不足:在制造压力容器时,选择材料的强度不足,可能导致在受到内部压力时产生变形或破裂。
解决措施:在材料选择时,必须严格按照相关标准和规范,选择符合要求的材料,同时要进行充分的材料强度计算和验证。
2.材料腐蚀问题:在一些特殊的工作环境下,压力容器会遭受腐蚀,导致材料的性能下降,甚至产生裂纹。
解决措施:在选择材料时,必须考虑到工作环境的特殊性,选择耐蚀性好的材料,并在制造过程中做好表面涂层保护。
二、焊接工艺问题1.焊接变形:在焊接过程中,由于温度变化引起的材料变形,可能会使压力容器的结构产生缺陷。
解决措施:采用合适的焊接方法和工艺参数,控制焊接温度和预热温度,采取合适的焊接顺序和焊接顺序等措施,减小焊接变形。
2.焊接裂纹:在焊接过程中,由于焊接质量不合格或热应力引起的裂纹,会导致压力容器的安全性下降。
解决措施:进行合格的焊工培训,掌握良好的焊接技术,采用适当的预热和后热处理工艺,保证焊接质量。
三、质量控制问题1.内部缺陷:在压力容器内部产生缺陷(如气孔、夹杂等),可能导致结构疲劳破坏或爆炸事故。
解决措施:采用适当的无损检测方法对压力容器进行全面检测,及时发现和修复内部缺陷。
2.尺寸偏差:在制造过程中,由于加工、装配等环节的误差,可能导致压力容器的尺寸偏差较大。
解决措施:严格控制每个环节的加工精度,采用合适的检测仪器对尺寸进行测量,做好记录和标识。
四、运输安装问题1.运输损坏:在压力容器运输过程中,由于操作不当或外部环境因素,可能导致容器结构损坏。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策

浅谈压力容器设计中的常见问题及对策压力容器是工业生产中常见的设备,用于加工、储存和输送各种气体、液体和粉末。
它们承受着高压、高温或低温等复杂的工作环境,因此在设计和制造过程中要特别注意安全性和可靠性。
在压力容器设计中常常会遇到一些问题,下面就让我们来浅谈一下这些常见问题及对策。
一、焊接质量问题焊接是压力容器制造过程中最关键的环节之一,焊接质量直接影响着容器的安全性和可靠性。
常见的焊接质量问题包括焊接缺陷、焊接接头设计不合理和焊接接头处的应力集中等。
为了解决这些问题,首先应该加强焊工的技术培训,提高他们的焊接水平和质量意识;其次要严格控制焊接工艺参数,确保焊接质量符合标准要求;最后要设计合理的焊接接头结构,减少应力集中并提高接头的疲劳寿命。
二、材料选择和损伤问题压力容器的材料选择直接关系到其抗压性能和耐腐蚀性能。
选择不当或材料损伤都会导致容器失效。
为了避免这些问题,首先应该在设计阶段就对材料进行严格筛选和检测,确保材料符合要求;其次要加强对材料的管理和保养,及时发现并处理材料损伤问题;最后要严格按照材料的使用规范来设计和制造压力容器,确保其安全性和可靠性。
三、安全阀和压力表问题安全阀和压力表是压力容器的重要保护装置,它们直接关系到容器的安全运行。
常见的问题包括安全阀和压力表的选择不当、安装位置不合理和维护不及时等。
为了解决这些问题,首先应该对安全阀和压力表的性能和使用要求有清楚的了解,确保其选择和安装符合标准要求;其次要加强对安全阀和压力表的维护保养,及时发现并处理问题;最后要加强对安全阀和压力表的使用管理,确保其在容器运行过程中起到应有的作用。
四、设备结构设计问题压力容器的结构设计直接关系到其承压性能和使用寿命。
常见的结构设计问题包括受力分析不合理、结构尺寸设计不合理和支撑方式选择不当等。
为了解决这些问题,首先应该加强对设备结构设计的理论研究和实践经验总结,确保设计合理性;其次要加强对设备结构的计算分析,确保其受力性能符合要求;最后要结合实际情况对设备结构进行合理优化,确保容器的安全运行。
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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
力,有效抑制腐蚀电流,起到一定的防腐作用。
(六)应用防护衬里
在化工生产过程中有一些腐蚀性极强的化学介质,而现有的金属材料无法满足这些介质的防腐要求,或者材料的价格极其昂贵而无法用于制作容器,这种情况下通常会为容器添加一层防护衬里。
选择防护衬里时,应该严格依据文献的有关要求,并充分考虑反应温度、压力以及介质的具体性质。
目前使用较多的衬里材料有玻璃钢、聚四氟乙烯、钛、不锈钢、搪玻璃等,其中钛、不锈钢等金属衬里对高温、高压的抵抗能力较强,但其造价较高,施工难度较大。
而非金属衬里的造价相对低廉,但对高温、高压的耐受能力相对要差一些,应用场合有限。
(七)加强管理维护
化工企业必须严格遵循压力容器的各项使用规定,认真落实容器检修工作,按计划进行检测、取样,及时掌握容器的腐蚀情况,发现容器腐蚀或缺陷时要尽快制定补救方案,以控制腐蚀的进一步扩散和蔓延,保证设备的安全运转。
相关人员要加强对腐蚀设备的研究和分析,彻底清查腐蚀原因,制定相应的预防措施,防止同类问题重复出现,从而有效避免容器腐蚀,延长容器使用寿命。
设备腐蚀是化工生产的重要风险源,特别是对于化工压力容器来说,腐蚀所造成的危害更大,后果更加严重,必须加强对容器腐蚀的重视程度,结合压力容器的工作环境来分析腐蚀规律与影响因素,并制定相应的防护举措,以抑制腐蚀进程,延长容器寿命,确保化工生产的安全稳定运行。
参考文献
[1]韩鹏飞,王正方,张川.钢制压力容器局部腐蚀失效分析及防护措施[J].化工装备技术,2016,(03).
[2]关大毅.石油化工钢制压力容器的应力腐蚀行为研究[J].铸造技术,2016,(02).。