压力容器电化学腐蚀
略论化工压力容器有效防腐蚀措施

略论化工压力容器有效防腐蚀措施化工压力容器是化工行业中常用的设备,用于存储和运输各种化学物质。
由于容器中储存的液体或气体具有腐蚀性,所以容器的防腐蚀措施非常重要。
下面将对化工压力容器的有效防腐蚀措施进行略论。
第一,选择合适的材料。
化工压力容器通常采用不锈钢、镍基合金、钛合金等耐腐蚀材料制造。
这些材料具有良好的耐腐蚀性能,可以有效地防止容器内部化学物质对容器壁的腐蚀。
在选择材料时,要根据储存的化学物质的性质和浓度来确定合适的材料。
应避免使用易腐蚀和易腐蚀的材料组合,以防止电偶腐蚀的发生。
第二,使用防腐蚀涂层。
对于一些特殊情况下无法使用耐腐蚀材料的化工压力容器,可以在内壁和外壁上涂覆一层防腐蚀涂层。
常用的防腐蚀涂层有橡胶、聚合物涂料等。
这些涂层可以阻止化学物质与容器壁直接接触,从而起到防腐蚀的作用。
在选择涂层时,要考虑涂层的耐腐蚀性能、附着力和温度适应性等因素。
加强维护和检查。
定期进行化工压力容器的维护和检查,可以及时发现和处理容器内部和外部的腐蚀问题。
维护和检查内容包括容器的清洁、修复和更换受损涂层、检查焊缝和密封等。
还应定期进行容器的压力测试,以确保容器的完整性和安全性。
第四,控制工艺条件。
化工压力容器内的化学物质的温度、压力和PH值等工艺条件对容器的腐蚀速率有着重要影响。
要通过合理调整工艺参数,控制化学物质的腐蚀性,减缓容器的腐蚀速度。
还应避免使用过高和过低的温度和压力,以免引起容器的应力腐蚀和蠕变现象。
化工压力容器的有效防腐蚀措施主要包括选择合适的材料、使用防腐蚀涂层、加强维护和检查以及控制工艺条件等。
只有采取科学合理的防腐蚀措施,才能保证化工压力容器的安全运行,减少腐蚀造成的损失。
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。
压力容器腐蚀

炼油厂中常减压装置塔顶冷凝冷却系统,石油化 工厂苯酚、丙酮装置中烃化塔、丁苯橡胶中聚合 系统以及醋酸装置接触较多氯离子,高温氧化生 产对苯二甲酸装置接触Br- ,不锈钢制造的设备往 往有较严重的点蚀。炼油设备中许多塔、容器的 碳钢内壁长期接触Cl-, SO42-中性或接近中性的介 质也常产生点蚀坑。
• 氯脆、碱脆、氨脆、连多硫酸应力腐蚀、碳酸盐应力腐蚀、湿硫化
环境开 氢破坏、高温水应力腐蚀、硝酸盐应力腐蚀 裂
• 高温氢侵蚀、石墨化、σ相脆化、475℃脆化、回火脆化、渗碳、
材质劣 球化、再热裂纹、渗氮、晶间腐蚀 化
• 机械疲劳、机械磨损、超压、过载、脆性断裂、蠕变、异种金属焊
机械损 缝开裂、热疲劳、汽蚀、过热 伤
杜晨阳 中国特种设备检测研究院
金属在环境中,由于它们之间所产生的化 学、电化学反应,或者由于物理溶解作用 而引起的损坏或变质。
按腐蚀机理分类 化学 电化学 物理 化学腐蚀:金属表面与周围介质直接发生纯化学作用
而引起的破坏。 电化学腐蚀:金属表面与离子导电的电介质发生电化
学作用而产生的破坏。 物理腐蚀:金属由于单纯的物理作用所引起的破坏。
3.点蚀发生在特定的一临界电位(点蚀电位或破 裂电位Eb)以上。
当E>Eb时,点蚀 迅速发生和发展
当Eb<E<Ep时, 不产生新的蚀孔, 但已有的蚀孔可继 续发展
当E<Eb时,不发 生点蚀
点蚀敏感位置:金属材料表面组织和结构的不均匀 性使表面钝化膜的某些部位较为薄弱,从而成为点 蚀容易形核的部位:晶界、夹杂、位错和异相组织
晶界:
表面结构不均匀性,特别是在晶界处有析出相时, 如在奥氏体不锈钢晶界析出的碳化物相及铁素体或 复相不锈钢晶界析出的高铬σ相,使不均匀性更为 突出。
化工压力容器的腐蚀原因以及防腐措施

化工压力容器的腐蚀原因以及防腐措施发表时间:2018-07-23T18:13:02.880Z 来源:《知识-力量》2018年7月下作者:卢海[导读] 在化工设备长期运行的过程中,化工压力容器腐蚀的影响程度较大,所以必须对设备工作环境、腐蚀的介质以及腐蚀原因和类型等形成系统化地认知,结合具体情况,采取必要的防腐控制方式,才能够有效地规避压力容器的腐蚀,有效延长化工设备的使用时间。
(中车长江车辆有限公司,430212)摘要:在化工设备长期运行的过程中,化工压力容器腐蚀的影响程度较大,所以必须对设备工作环境、腐蚀的介质以及腐蚀原因和类型等形成系统化地认知,结合具体情况,采取必要的防腐控制方式,才能够有效地规避压力容器的腐蚀,有效延长化工设备的使用时间。
基于此,文章将化工压力容器作为重点研究对象,阐述了具体的防腐措施,希望有所帮助。
关键词:化工压力容器;腐蚀原因;防腐措施在石油化工行业中,压力容器的应用十分广泛,可以盛装并输送易燃易爆亦或是腐蚀性介质,同时要长时间承受高温与高压的作用,因此被列入高危性特种设备行列,在生产与使用的过程中,都应当给予高度重视,有效地规避安全事故的发生。
由此可见,深入研究并分析化工压力容器腐蚀原因以及相关防腐措施具有一定的现实意义。
一、常见化工压力容器腐蚀类型阐释一般情况下,化工压力容器腐蚀主要可以细化成物理腐蚀、化学腐蚀与电化学腐蚀三种类型。
以下将以这三种类型的腐蚀问题为主展开重点研究与探讨,以供参考。
(一)物理腐蚀类型化工压力容器的物理腐蚀具体指的就是物理溶解所引发的金属损坏问题,而并非是化学亦或是电化学反应所引起,致使液态金属所出现的物理腐蚀,进而导致金属物理性溶解。
(二)化学腐蚀类型所谓的化学腐蚀,则是金属的表面和非电解质出现了纯化学反应所产生的破坏情况[1]。
一般来讲,在干燥气体与非电解质溶液中的腐蚀现象被称为干腐蚀,且腐蚀过程不会产生电流。
而对于高温氧化而言,则是在高温环境当中,受氧作用影响,金属形成金属氧化物。
略论化工压力容器有效防腐蚀措施

略论化工压力容器有效防腐蚀措施化工压力容器是化工行业中常见的一种设备,广泛应用于石油化工、化工制药、冶金、造纸等领域。
在使用过程中,化工压力容器往往会受到各种腐蚀的侵害,导致设备的寿命缩短,甚至存在安全隐患。
采取有效的防腐蚀措施对化工压力容器的正常运行和安全性非常重要。
本文将从材料选择、表面处理、涂层保护等方面略论化工压力容器有效防腐蚀措施。
一、材料选择化工压力容器的材料选择对其防腐蚀性能有着至关重要的影响。
常见的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。
对于一般的腐蚀介质,碳钢是一种常见的选择,但其耐腐蚀性能较差,容易受到腐蚀的影响。
在实际应用中,通常会选用不锈钢或合金钢等耐腐蚀性能更好的材料来制造化工压力容器。
在材料选择方面还需考虑介质的温度、压力、PH值等因素,综合考虑确定最合适的材料,才能有效提高化工压力容器的防腐蚀性能。
二、表面处理对于化工压力容器来说,表面处理是非常重要的一环,可以有效提高其抗腐蚀能力。
在制造过程中,通常会采用喷砂、酸洗、磷化等方式对容器表面进行处理,以去除表面氧化铁皮、油污和焊渣等杂质,并提高表面粗糙度,增加涂层的附着力。
表面处理后,可以有效提高化工压力容器的抗腐蚀性能,延长设备使用寿命。
三、涂层保护涂层保护是化工压力容器防腐蚀的重要手段之一。
在实际应用中,通常会采用防腐蚀涂料对容器表面进行涂装,以提高其抗腐蚀能力。
根据介质的不同,可以选择不同类型的涂料,如环氧涂料、聚氨酯涂料、氟碳涂料等。
这些涂料具有良好的耐腐蚀性能和耐化学药品侵蚀性能,能够有效保护化工压力容器免受腐蚀的侵害。
在涂装过程中还需注意涂层的厚度、均匀性和完整性,以确保涂层的质量。
四、防腐层检测针对化工压力容器的防腐蚀措施,必须加强对防腐层的检测和监控。
定期对容器的涂层进行检测,发现问题及时修复,是保证涂层保护性能的有效手段。
常用的检测手段包括厚度测量、附着力测试、耐化学药品侵蚀性能测试等。
只有通过严格的防腐层检测,才能确保化工压力容器的防腐蚀性能处于良好状态。
压力容器腐蚀与防护

与化学反应的主要区别是参与反应的物质中还有金属 中的电子e
(3) 发生电化学的热力学条件
能量条件
自由能变化
G nF ( Ee ,a Ee ,c )
Ee,a及Ee,c: 分别为阳极和阴极反应的平衡电位 nF: 1克离子的腐蚀产物(金属离子)所携带电荷的电量 腐蚀反应条件: G 0
∵ nF>0
表示金属的腐蚀状态
金属在水溶液中腐蚀过程有关的3类发应 i) 化学价有变化(得或失电子)但无H+或OH-参与反应 如
Me Men ne
仅与E有关,与pH值无关
ii) 化学价不变,但有H+或OH-参与的反应 如 Men nOH Me(OH ) n 仅与pH值有关,与E无关 iii) 化学价有变化且有H+或OH-参与的反应 如
E-pH图的应用:
i) 判断腐蚀反应是否可能进行 如E、pH值在金属离子稳定区就可能发生腐蚀(例图中A点) ii) 判断是O2还是H+为去极化剂 E、pH值在a线下面,O2和H+皆可能为去极化剂,如在a、b线 之间,则只能以O2为去极化剂 iii) 有无可能生成腐蚀产物膜或钝化膜(调正E或pH值) 如落在金属氧化物或氢氧化物稳定区就可能生成,例D,D点 iv) 要以金属电位降到什么值才能阴极保护?需降到低于金属离 子活度为10-6的平衡线(例C点)
换均达到平衡时的电位即平衡电位
表1 金属的标准
电极电位
标准电极电位:金属离子活Байду номын сангаас为1时金属的
电极电位
铁的标准电极电位为-0.440V(SHE) 对应电极反应
Fe→Fe2++2e
表2 阴极反应的平 衡(电极)电位
化工压力容器防腐蚀的方法浅析

化工压力容器防腐蚀的方法浅析摘要:压力容器是化工行业非常重要的容器设备,其一旦发生腐蚀,会严重影响化工企业的正常运营,因此应结合化工压力容器常见的腐蚀类型,采取有效的防腐蚀方法,提高化工压力容器的安全性和稳定性。
本文分析了化工压力容器常见的腐蚀类型,阐述了化工压力容器防腐蚀的方法。
关键词:化工压力容器;防腐蚀;方法压力容器在化工领域的应用非常广泛,在实际应用中经常出现腐蚀疲劳、缝隙腐蚀、应力腐蚀等,不仅造成化工压力容器的损坏和失效,而且容易引发各种安全事故,造成严重的经济损失和人员伤亡,因此必须高度重视化工压力容器的防腐蚀处理,采用科学合理的方法,延长化工压力容器的使用寿命。
1化工压力容器常见的腐蚀类型1、1电化学腐蚀电化学腐蚀主要是电解质溶液和压力容器金属表面发生电化学反应,造成金属表面损坏。
根据电化学反应机理,压力容器金属表面发生的腐蚀主要包括阴极反应和阳极反应[1],介质离子流和金属电子流形成回路。
压力容器阳极反应是一种常见的氧化反应,压力容器金属失去电子后,进入电解质溶液;阴极反应是一种还原反应,氧化剂吸收溶液和金属表面的电子。
化工压力容器腐蚀多数是电化学腐蚀,通常情况下,其不仅仅是一种电化学作用,经常和生物、机械、物理等相互作用。
1、2化学腐蚀化学腐蚀也被称为干腐蚀,是指非电解质和压力容器金属表面发生的一种纯化学反应,造成压力容器破坏,其主要发生在非电解质溶液和干燥气体中[2]。
化学腐蚀最主要的特点是非电解质和金属表面原子之间发生氧化还原反应,产生腐蚀产物。
在氧化剂和金属原子之间发生电子交换,这种化学反应不会产生电流。
1、3物理腐蚀物理腐蚀是指由于物理溶解造成的压力容器金属损坏,例如,钢容器被盛放的熔融锌溶液腐蚀,铁容器和液态锌发生物理腐蚀。
2化工压力容器防腐蚀的方法2、1选择合适的主体材料根据化工压力容器承受的压力、温度、介质情况以及实际用途,在加工制作压力容器时,应选择合适的主体材料,可在金属材料中适当加入一些合金元素,或者用多种材料加工成耐蚀合金,例如,在钢材料中添加镍元素,加工成不锈钢材料,可有效提高化工压力容器的防腐蚀性,减缓金属材料发生腐蚀。
压力容器腐蚀原因分析及解决对策

压力容器腐蚀原因分析及解决对策摘要:化工产品的生产过程需要较多的生产设备与器械,其中压力容器在生产过程能够保证材料的生产环境始终处于高压状态下,维护材料的基本性能,生产出更高标准的化工产品。
由于化工产品的特殊性,压力容器在使用过程极易受到腐蚀影响。
基于此,本文详细探讨了化工压力容器出现腐蚀的不同种类原因,并提出有效的防护对策,提升压力容器的使用寿命。
关键词:化工;压力容器;腐蚀引言随着现代化先进技术快速发展,化工生产的压力容器使用频率逐渐变高,导致容器受到腐蚀情况增多,大幅度降低使用期限,化工生产的成本上升。
因此需要对压力容器的腐蚀问题加大重视,明确出现腐蚀问题的不同因素,制定出针对性的处理方案,延长压力容器寿命,提升使用效率。
1.出现腐蚀的主要原因1.1自身材料性质现阶段,化工压力容器所使用的材料基本是钢材,能够有效控制压力容器内部的压力变化,尤其在高压情况下,钢材料具有最佳效果。
容器实际制作时,在钢材中还要添加一些其他材料,保证容器外表能够具有可恢复能力。
若是单用钢材,会在高压情况下发生变形问题,并不会恢复到本来形状,因此需要添加具有恢复能力材料。
不过应用其他材料后,为容器出现电化学腐蚀带来方便。
制造完成的容器中钢材料分子分散存在,导致出现多电极情况,这种情况最大程度提升电流形成速度,进而让电化学腐蚀的效率与效果得到加强。
其中电化学造成的腐蚀问题因素较为复杂,并且会因容器原材料的不同会产生不一样的腐蚀效果,经过相关研究,压力容器出现电化学腐蚀问题最主要条件是需要金属参与,同时腐蚀还要在溶液的环境中才会发生。
容器材料出现电化学反应期间,材料内部的离子会定向移动,从而形成电流,这时电化学造成腐蚀问题会大幅度提升机械与化学的磨损程度,由于这种原因导致电化学腐蚀问题是几种腐蚀中最为严重情况。
在实际生产过程中,出现电化学反应后,容器还会发生不同的后遗症。
在日常使用时,电化学腐蚀问题应给予高度重视,加以防范与处理。
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黄河水利职业技术学院毕业论文(设计)报告题目:电化学腐蚀对压力容器在化工生产中的影响与防护学生:高松指导教师:李玉静专业:应用化工技术班级:应用化工09012012 年05 月20 日黄河水利职业技术学院学生论文(毕业)设计指导教师意见摘要金属与环境组分发生化学反应而引起的表面破坏被称为金属腐蚀。
对化工工业里的压力容器影响很大,目前腐蚀问题已成为阻碍化工领域高新技术发展和国民经济持续发展的重要制约因素,它不仅会造成经济损失,还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费,阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗,因此压力容器腐蚀的防治工作十分重要。
本文就金属的电化学腐蚀主要类型机理展开讨论,从而针对不同的机理归纳出不同的防治方法,分别加以说明,以求寻找腐蚀防护和腐蚀控制的最佳方法,从而确保压力容器在石油化工生产中安全、正常运行.关键词:金属腐蚀与防护电化学保护法压力容器目录摘要.…………………………………………………………………1. 引言…………………………………………………………………2. 金属腐蚀的分类……………………………………2.1 按腐蚀过程的历程分类2.1.1 物理腐蚀(Physical Corrosion)2.1.2 化学腐蚀(Electrochemical Corrosion)2.1.3电化学腐蚀(Electrochemical Corrosion)2.2 按腐蚀的形式分类2.2.1全面腐蚀也叫均匀腐蚀2.2.2 局部腐蚀是指腐蚀发生在金属表面的某个区域2.3 按照腐蚀的环境分类3.影响金属腐蚀的主要因素3.1 金属材料本身3.1.1 环境因素4.预防金属腐蚀的方法4.1 主体材料的选用4.1.1 设计应考虑防腐4.1.2 缓蚀剂的采用4.1.3 电化学保护4.1.4 表面覆盖法5. 管理维护结论致谢浅谈压力容器在化工生产中的腐蚀与防护1.引言压力容器是化工生产中广泛使用的一种重要的特征设备。
而在实际操作过程中,由于操作条件(介质、温度和压力)的不同,压力容器将会产生诸如全面腐蚀、品间腐蚀、应力腐蚀、氢损伤、孔蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀和腐蚀疲劳等各种各样的金属腐蚀,严重影响其在实际生产中的正常运行。
金属腐蚀会导致压力容器的失效和破坏,甚至会引发爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。
因此研究压力容器在化工生产中的腐蚀和防护显得尤为重要。
本文从压力容器在化工生产的实际出发,综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类,为压力容器在化工生产中的正常运行提供依据。
2.金属腐蚀的分类化工生产中使用的压力容器例如反应釜、蒸发器、换能器、蒸馏塔、贮罐等多为金属材料制成,碳钢材料居多。
金属腐蚀是金属材料与其所处的环境介质发生化学或电化学作用而引起变质和破坏的一种现象IjJ。
由于金属腐蚀的领域广、腐蚀机理比较复杂,其分类方法也是多样的,常见的金属腐蚀分类方法有以下三种。
2.1 按腐蚀过程的历程分类根据腐蚀过程的特点可以将金属腐蚀分为物理、化学和电化学腐蚀三大类2.1.1物理腐蚀(Physical Corrosion)是指金属由于单纯的物理溶解作用所引起的损坏。
在液态金属中可发生物理腐蚀,这种腐蚀不是由化学或电化学反应。
而是由物理溶解所致。
如用来盛放熔融锌的钢容器,由于铁被液态锌所溶解而损坏等等。
2.1.2化学腐蚀(Electrochemical Corrosion)是指金属表面与非电解质发生纯化学反应而引起的破坏。
通常在一些干燥气体及非电解质溶液中进行。
其反应历程的特点是金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应而形成腐蚀产物。
在腐蚀过程中,金属与氧化剂之间直接进行电子交换.发生直接的化学反应,没有电流产生。
2.1.3电化学腐蚀(Electrochemical Corrosion)是金属与介质之间发生电化学作用而引起的破坏。
反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应,阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动(电流),其历程服从电化学动力学的基本规律。
绝大多数情况下,由于金属表面组织结构不均匀,上述的一对电化学反应分别在金属表面的不同区域进行在。
例如当把碳钢放在稀盐酸中时,在钢表面铁素体处进行的是阳极反应(即Fe→Fe2++2e-),而在钢表面碳化铁处进行的则是阴极去极化反应(即2H++2e-→H2↑)。
与这一对电化学反应进行的同时,则有电子不断地从铁素体流向碳化铁。
我们把发生阳极反应的区域叫做阳极区,铁素体是阳极;把发生阴极反应的区域叫做阴极区,碳化铁是阴极;而在阳极与阴极之间不断地有电子流动。
这种情况和电池的工作情况极为类似,只不过这里的阳极(铁)和阴极(碳化铁)的数目极多,面积极小,靠的极近而已,所以通常称它为腐蚀微电池。
金属的电化学腐蚀之所以采取腐蚀微电池的形式,一方面是由于金属表面存在着各种各样的电化学不均匀性,为电化学反应的空间分离准备了客观条件;另一方面则是由于这两个反应分地区进行时遇到的阻力较小,因而在能量消耗上对反应的进行有利。
但是从防止和减少腐蚀的观点看,这当然是不利的,我们应当设法尽量减少或消除金属表面的电化学不均匀性。
电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱度的不同分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
A、析氢腐蚀:(腐蚀过程中有氢气放出)腐蚀过程中的阴极上有氢气析出的腐蚀。
它常发生在酸洗或用酸浸蚀某种较活泼金属的加工过程中。
Fe作为腐蚀电池的阳极,钢铁中较Fe不活泼的其他杂质作阴极,H+在阴极上获得电子发生还原反应。
反应方程式如下: 阳极(Fe):Fe—2e-=Fe2+阴极(杂质):2H+十2e-=H2(g)总反应:Fe十2H+=Fe2++H2(g)B、吸氧腐蚀(腐蚀过程中消耗氧)在腐蚀过程中溶解于水膜中的氧气在阴极上得到电子被还原生成OH-的腐蚀。
它常常是在中性、碱性或弱酸性的介质中发生的。
大气中钢铁等金属的腐蚀主要形式是吸氧腐蚀。
反应方程式如下:阳极(Fe):Fe-2e-=Fe2+阴极(杂质):O2十2H20十4e-=40H-总反应:2Fe十O2十2H20=2Fe(OH)2Fe(0H)2将进一步被O2所氧化,生成Fe(OH)3并部分脱水为疏松的铁锈。
4Fe(OH)2十O2十2H20=4Fe(OH)3=Fe203·xH20(铁锈)析氢腐蚀的水膜常呈酸性,而吸氧腐蚀水膜呈中性或酸性很弱或碱性。
通常两种腐蚀同时存在,但后者更为普遍,吸氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。
3.影响金属腐蚀的主要因素影响金属腐蚀的主要因素金属腐蚀过程取决于压力容器中金属及合金成分、杂质含量和表面状态等内在因素和介质温度、压力、浓度、流速等外部条件,而且这些因素互相影响、互相制约,关系复杂。
3.1 金属材料本身金属腐蚀的发生首先是由金属本身的化学性质决定的。
实验研究和生产实践证实,合金的腐蚀速度与合金含量有密切关系,囚此压力容器中的夹杂物会加速金属的腐蚀。
其次,压力容器的金属表面状态和晶型对其腐蚀也有很大的影响,表面越粗糙,越易腐蚀:表面有氧化膜则耐腐蚀。
金属的品粒越粗,压力容器腐蚀越快:反之,则较慢。
再者,压力容器在制造过程中,由于金属在制冷过程中的冷、热加工(如冲压、煅烧、焊接等)变形,会产生较大的内应力,内应力的存在会加速腐蚀过程,特别是在有H2S存在的场合还会引起压力腐蚀破裂。
3.1.1 环境因素化工生产中存在着许多具有一定腐蚀性的介质,如酸、碱、盐、水、氧等,这些都是压力容器产生腐蚀的重要外部环境。
一般金属材料对腐蚀介质有一定的适用范围。
因此,在压力容器的使用过程中,介质的种类、化学成分、浓度、pH 值、杂质、水分和含氧量都必须做到合适的控制。
介质的温度越高,压力越高,腐蚀越快,因为腐蚀是一种化学反应,每升温10℃,腐蚀速度增加1"-3倍。
温度升高加速了溶液的对流,扩散速度增大,同时电解液电阻下降,所以使腐蚀电池的反应加快。
压力会增大金属腐蚀速度,这是因为电化学过程中气体浓度随压力增加而增大的缘故。
介质流动速度愈快,愈易腐蚀,溶液流速的增加,强化了物质的扩散和对流,同时也加速了腐蚀产物的脱落或对保护膜的冲刷.从而产生旋涡、湍流、空泡,引起严重的冲击磨损和空泡腐蚀。
因此加速金属的腐蚀速度171。
压力容器设计过程中的结构设计不合理,选材不当,制造加工质墁不高,焊接残余应力的存在以及缺乏防腐措施或施工质量低劣等原因,也为腐蚀破坏提供了环境IEl。
此外,环境因素中的腐蚀介质、温度等还会对压力容器产生应力腐蚀。
4.预防金属腐蚀的方法4.1 主体材料的选用根据压力容器不同的用途和所处的介质、温度和压力情况,在压力容器的制作过程中,选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。
例如,在钢中加入镍制成不锈钢压力容器可以增强防腐蚀能力。
除了介质的腐蚀性与选材有直接关系外,介质的易燃程度和毒性程度也直接决定着选材。
如Q235·A.F不允许用于易燃或中、高、极度危害介质的环境;Q235一A不得用于盛装石油气环境及高、极度危害介质容器;Q235.B 不允许用于盛装极高度危害介质的环境。
总之,压力容器主体材料的选用不仅要根据容器的工作压力和工作温度及标准与规范的允许范围,而且还应特别注意介质特性对材料性能的影响。
4.1.1 设计应考虑防腐按照有关部门的规定,必须是具有资格认可的定点单位才可以对化工压力容器进行设计和制造。
为了防止设备在运行过程中急速腐蚀,在设计中要尽量减少应力集中。
消除可能引起腐蚀介质积聚的缺口和缝隙,并注意设备金属的组织和结构。
在进行压力容器设计时,除了应严格按照GBl50及《容规》等进行选材外,还应特别注意介质对主体材料的影响。
如在湿H,S应力腐蚀环境中使用的化工容器用碳钢及低合金钢(包括焊接接头)应符合下列要求:(1)化学成分。
母材:Mn<1.65%、Ni<1%(尽可能少)、Si<1.0%:焊缝金属:C郢.15%、Mn<1.6%、Si<1.0%、Ni<1.O哆“尽可能不含): (2)母材及焊接接头硬度HB翌35。
再如介质为液氮应力腐蚀环境中使用的低碳钢和低合金高强度钢(包括焊接接头)应符合HG20581.1998的钢制化工容器材料选f{j规定。
而对于高温氢腐蚀环境,应根据Nelson曲线选择碳钢或用Cr-Mo低合金钢。
在压力容器的设计中还应合理选择设备材质和衬里I101。
设备以碳钢为主,必要时应选择不锈钢、铜材和钛材。
衬里材料可选择橡胶、石墨、玻璃、瓷砖、聚四氟乙烯等耐腐蚀或不腐蚀材料。
4.1.3金属电化学腐蚀的防护1、电化学保护法电化学保护是指在电化学腐蚀系统中,通过施加外加电流将被保护金属的电位移向免蚀区或钝化区,按其保护原理可分为阴极保护和阳极保护。