化工生产压力容器腐蚀问题的原因及防护措施

2020-01-13张攀新疆化工设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐830001

化工管理 2020年10期

张攀(新疆化工设计研究院有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830001)

0 引言

压力容器是化工设备中一大重要类别。压力容器是经常在复杂特定的环境中使用，受到不同因素的影响，容易导致压力容器出现腐蚀问题，只有采取科学的化工生产防护处理对策才能有效缓解压力容器设备的腐蚀问题，延长设备的使用周期，为压力容器的正常运行奠定扎实的基础。

1 压力容器腐蚀问题类别

1.1 压力容器的应力腐蚀问题

所谓的应力腐蚀主要是指金属材料受到应力因素或者其他环境因素的影响，主要是由于拉应力过大从而导致的延迟裂纹。应力腐蚀开裂的表面症状并不明显，如果出现裂纹就会加速腐蚀和破坏。到目前为止，对应力腐蚀检测工作的难度依然较大，应力腐蚀破坏的出现可能性在不断增加，在设备的生产前后或者设备运行过程中都有可能出现腐蚀问题。

1.2 压力容器的物理腐蚀问题

这种腐蚀问题主要是由于压力容器受到物理溶解因素的影响出现了破坏问题。造成物理腐蚀的主要因素是全面腐蚀、晶间腐蚀以及应力腐蚀等问题。比如，对于放置熔融锌的钢容器来说，它的腐蚀主要是铁受到液态锌的影响，从而出现了不同程度和不同类型的腐蚀，影响容器的正常作用发挥，物理腐蚀带来的损伤也较大，制约压力容器自身作用的发挥。

1.3 压力容器的化学腐蚀问题

这种腐蚀也可以称为干腐蚀，主要是指压力容器的金属外表与电解质溶液发生电化学反应，这样就会造成压力容器的破坏，化学反应中不存在电流。化学反应本身就是由于金属外观的原子和非电解质的氧化剂之间发生氧化还原反应，从而出现腐蚀产物，化学腐蚀反应大都发生在干燥环境或者非电解质溶液中。

1.4 压力容器的电化学腐蚀问题

这种腐蚀可以称为湿腐蚀，主要是指压力容器的金属外表与电解质溶液发生电化学反应，这样就会造成压力容器的内部损坏，化学反应中存在电流。电化学腐蚀的发生条件需要至少发生阴极反应和阳极反应，并在压力容器内部形成回路。其中的阳极反应主要是指金属表面失去电子变成离子状态到达溶液，反应过程是一个氧化的过程。阴极反应则是金属内部所剩的电子在金属外面与溶液中被吸收，在此过程中，金属中的电子离子流和不同介质中的离子流产生回路，这一过程是还原过程。

2 化工生产中的压力容器防腐处理方案

2.1 结合实际需求科学选择压力容器的材料

要想不断降低金属的腐蚀问题发生率，我们需要按照压力容器的自身作用和环境需求选择合适的材料。为了提升压力容器的自身耐蚀性，在压力容器的制作材料中可以增加一些金元素，从而形成耐蚀合金，提升压力容器的耐腐蚀能力。比如，可以在钢金属中增加镍元素，从根本上提升压力容器的耐腐蚀成效。当然，工作人员还应该结合介质的易燃状况和毒性提升其安全性。

2.2 从根本上提升加强焊接的工艺水平

在压力容器的焊接过程中，焊接工艺水平直接关系到焊接质量。为此，我们应该结合相关要求选择合适的焊接材料和技术，不仅如此，还要指派专业的电焊工人参与到施工中。在不锈钢材料的使用过程中尝试利用电弧焊或者氩弧焊技术。在焊接工作落实过程中，应该提前对其进行预热处理，焊接完成之后，还应该对其进行稳定化热处理，还要及时检查焊接后的外观是否完整。不仅如此，还应该结合设计施工图纸的需要认真落实好腐蚀试验和探伤工作。

2.3 充分发挥缓蚀剂的作用提升防腐水平

这种试剂的主要作用就是干扰腐蚀化学物产生作用，它能够在浓度较为合适的介质中保持自身良好状态，从而有效发挥自己的防护作用。缓蚀剂的用量较小，一般来说都是需要用量在千万分之几，当然也有少数情况下的的用量在百分之几，当然缓蚀剂的自身效果非常好，且具有较高的经济效益。因此在使用缓蚀剂时，一般都是只需要使用非常少量的缓蚀剂就能取得显著的成效，还能有效缓解金属材料的腐蚀问题，同时还能从侧面彰显出金属材料的物理特征。

2.4 合理运用衬里防护进行防腐处理

这种防腐处理拥有特定的使用条件，主要适用于一些介质腐蚀性较大的压力容器，或者是一些耐蚀性较弱的金属材料中，以及耐腐蚀性较强但是价格很高的压力容器中。到目前为止，压力容器的内部衬里涉及到很多不同的材料，比如一些不锈钢材料、玻璃钢材料以及聚四氯乙烯等，但是这种防腐处理方法所需的资金较多，施工也并不简单。

2.5 科学使用防腐涂料进行防腐处理

这种涂料主要是在油漆涂料中的一种必备涂料，主要是由一些合成树脂、橡胶或者植物油等组成的，使用环境也比较宽松，在比较艰难的环境下还能起到较好的防腐作用。通常情况下，防腐涂料是涂抹在金属表面的，等涂料干了之后就能形成一层保护膜。这层保护膜能够有效分隔开溶液与介质，尽量减少二者之间的腐蚀反应发生率，从而有效提升防腐作用。

2.6 积极采用电化学防腐措施

第一，采用牺牲阳极保护法的方法进行防腐处理。通过这种方法能够较好地做好防腐处理工作，电极的电势比压力容器中被保护的电极合金和金属低，可以在金属表面形成腐蚀电极，从而有效保护金属材料不受腐蚀。一般来讲，牺牲阳极的材料可以分成以下几种，比如锌、铝以及合金等材料，这种保护方法的适用范围主要是工业用水的不同设备和零件，还有一些石油管道或者大型的设备等，降低其腐蚀发生率。

第二，利用外加电流法进行防腐处理。这种方法主要把附加电极和被保护的金属分别看作电池的两级，被保护的金属看成阴极，在外加直流电的作用之下获得相应的保护，主要的适用范围是河水或者土壤中的金属设备防腐处理。

第三，科学选择缓腐蚀剂。充分发挥缓腐蚀剂破坏电解质的电化学腐蚀反应的作用，这样能有效降低金属表面的腐蚀反应发生率，从根本上降低金属的阴极和阳极反应发生率，降低金属的电化学腐蚀出现率。在缓腐蚀剂的选择过程中，我们应该严格按照相关要求来落实，由于不同腐蚀剂的浓度各不相同，介质的温度和酸碱度也各不相同，因此其腐蚀效果也各不相同。基于此，我们应该结合周围环境和被保护金属的需求进行科学选择。科学利用缓腐蚀剂能够有效提升防腐效果，还能提升经济效益，因此这种防腐处理方法得到了较为广泛的运用。