压力容器的腐蚀与防腐蚀措施

2019-02-11王斌

时代农机 2019年10期

王斌

（江苏中圣压力容器装备制造有限公司，江苏南京210048）

在制作压力容器时，一般应用到的材料为金属制材料，这是由于石油化工行业的生产作业需要接触大量化学物质，例如二氧化碳、二氧化硫等，这些物质都具备一定的有害腐蚀性，或在潮湿、高温环境下极容易发生各类化学物理综合性反应，从而引发压力容器腐蚀。同时，金属材料长期处于这种作业环境中，也非常容易发生破损断裂。本文从压力容器的腐蚀类型和防腐蚀措施两方面做了深入探讨，对保证相关作业效益有着一定的现实意义。

1 压力容器的腐蚀类型分析

1.1 电化学腐蚀

电化学腐蚀产生原因：压力容器表面金属材质与电解质溶液发生电化学反应，使得压力容器表面金属遭到腐蚀破坏。文章主要分析电化学反应机理情况，一般情况下，压力容器金属表面发生电化学腐蚀分为阴极反应和阳极反应两种。其中，阴极反应为压力容器较常见的还原化学反应，是一种氧化剂将金属表面与溶液中电子吸收的过程。而阳极反应是一种氧化反应，当压力容器金属丢失电子后，与电解溶液发生氧化的过程。需要注意的是，一般压力容器的电化学腐蚀往往会伴随着化学腐蚀和物理腐蚀的发生。

1.2 物理腐蚀

物理腐蚀简单来说就是物理溶解腐蚀，主要指压力容器中长期储存的液态原料发生物理溶解。这种单纯的物理溶解与电化学反应最大的区别就是，腐蚀过程金属和溶液没有发生任何结构、化学变化，只是单纯金属剥蚀或溶解。一般在常温环境下，压力容器大部分金属材质并不会发生反应，除少数化学性能活泼的金属。但是，在高温高压状态下，熔点较高的金属仍保持固态，而熔点低的金属则物化为液态，液态金属不仅会溶解固态金属，甚至还会对压力容器的金属铁壁造成一定的腐蚀。

1.3 化学腐蚀

化学腐蚀往往发生在非电解质溶液和干燥气体中，主要是压力容器中金属表面与非电解质发生纯化学反应，从而导致化学腐蚀的现象，俗称干腐蚀。在纯化学反应中，压力容器金属表面与非电解质一般表现为氧化还原反应，例如金属原子与氧化剂之间发生的电子交换现象，引发腐蚀。

1.4 应力作用腐蚀

压力容器中经常储备的化工、石油原料在搅拌、反应作用影响下，一直处于不断流动、翻转过程中。这种情况下，原料中各个化学物质融合在一起，从而持续性对压力容器内壁产生冲刷作用，例如粘拉和挤压内壁等，这种现象被称为盈利作用，则产生的腐蚀为应力作用腐蚀。应力作用腐蚀不会明显对压力容器外观产生变化，但其发展破坏速度非常快，在加上难以及时发现，因此造成的不良后果相对严重。

2 压力容器防腐蚀的有效防护措施

2.1 科学选择金属材料

压力容器自身金属材质也是引发腐蚀的主要因素，因此，为了从根本上避免腐蚀问题出现，就需要在制作压力容器过程中注意材料的管理和控制。例如，可以采取多种金属组合材料，提高压力容器的质量性能，或者在制作压力容器时应用合金元素，这也能有效提高其耐腐蚀性。此外，还可以适当添加镍材料制作压力容器，从而增强压力容器表面抗腐蚀性。在选择其他材料制作压力容器时，还要详细计算并精确介质易燃和腐蚀度，其中容器的主体材料要按照平时工作温度、工作压力来选择，还要着重关注压力容器内部介质与材料之间的影响关系。

2.2 合理运用缓腐蚀剂

作为一种化学药物，缓腐蚀剂能在一定程度上降低腐蚀严重性。将缓腐蚀剂应用到压力容器中，不仅能降低腐蚀时间，还可以增加压力容器使用寿命，保障后续相关生产作业的安全操作。需要注意的是，使用缓腐蚀剂时要控制好剂量，若剂量过量，就会加快压力容器腐蚀，从而影响化工原料质量。

2.3 电化学保护方法

（1）牺牲阳极保护法。牺牲阳极保护方法主要借助压力容器中的合金和金属，以上介质的电极电势低于被保护电极，一般称为阳极。将这种金属介质用于容器金属表面，从而形成腐蚀电极，使被保护的金属变为阴极，并受到保护。

（2）外加电流法。外加电流法是一种将被保护金属和另一附加电极作为电池两级，被保护金属为阴极，并受到外加直流电影响成为阴极，受到保护。这种方法常用在土壤、河水金属设施防腐蚀中。

2.4 确保焊接质量

在对压力容器进行焊接时，通过进一步保障容器焊接质量，降低裂纹产生率，也能有效改善腐蚀现象。在对压力容器做焊接工作时，操作人员应严格遵守焊接规范进行，并选择合适的材料、焊条、工艺方法，管理人员在每道工序中加强质量控制，从而确保焊接质量。在投入应用前，也需要对压力容器做好质量检测，合格后才可以投入使用。此外，还可以依据压力容器不同材质性能做好热处理，以此强化容器稳定性。

2.5 金属表面覆盖层保护

使用金属或非金属材料覆盖在压力容器表面，并在使用环境中具有耐蚀性，从而提高使用寿命。非金属覆盖层包括涂层、衬里；金属覆层包括电镀、喷涂、化学镀、渗透等。

2.6 加强压力容器日常维护

上述提高的防腐蚀措施对一般性压力容器腐蚀有着针对性防控作用，若要从整体上提高压力容器防腐蚀效果，保证其经济效益，除了要对压力容器做好防腐蚀外，日常的维护和管理也非常重要。例如，相关管理人员应每日做好压力容器的综合评价分析，并依据相关检查记录进行针对性维护管理。同时，定期更换和修整压力容器，尽可能减少腐蚀问题导致的生产作业事故。相关企业还可以制定严格的奖惩制度，并培养员工和操作人员压力容器使用和管理能力，从而激发其维护积极性。