化工压力容器腐蚀影响因素探讨

李 慧,张文杰

(惠生工程(中国)有限公司 河南化工设计院分公司,河南 郑州 450018)

对于化工生产而言,压力容器是一种基础性的设备,在化工生产过程中应用非常广泛。同时,在压力容器应用的过程中,受到周边环境的影响,容易出现腐蚀问题,不仅导致压力容器的性能受到影响,安全性下降;同时也导致压力容器的使用寿命大大缩短,这对于化工生产的顺利进行非常不利的。深入研究化工生产中压力容器腐蚀的影响因素,并采取针对性的应对措施,对于化工生产意义重大,同时也是保证化工安全生产的重要举措。

1 化工压力容器腐蚀常见类型

1.1 物理腐蚀

化工生产中应用到的压力容器材料中含有金属成分,这些金属成分会发生溶解,导致压力容器腐蚀。比如,压力容器的材料是钢材料,在实际使用过程中,其中存放的一些材料会与钢材料发生物理反应,导致钢材料出现缓慢溶解,长期下来就会导致物理腐蚀。

1.2 化学腐蚀

压力容器表层一般会有部分金属材料构成,而化工生产中会涉及到众多的化学物质,这些金属材料和化学物质发生接触,一旦产生化学反应,就会引发化学腐蚀,进而导致压力容器损坏。基于化工生产的特点来看,化学腐蚀一般都是因为其中的气体较为干燥,或者由于化学生产的过程生成了一些非电解质溶液,进而导致金属成分受到氧化剂的影响而发生氧化,这个过程中虽然不会产生电流,但是会导致化学腐蚀。

1.3 电化学腐蚀

比起物理腐蚀和化学腐蚀,电化学腐蚀对压力容器的影响更大,并且也是化工生产中导致压力容器腐蚀的主要原因。这是因为在化工生产的过程中,受到各种化学反应的影响,容易生成一些电解质溶液,这些电解质溶液会在生产过程中形成回流,这就创造了一个电解质的环境,容易发生电化学腐蚀[1]。同时在实际的生产过程中,包括非常复杂的原因,也可能会与机械或者生物等发生反应。

2 化工压力容器腐蚀影响因素分析

2.1 设备自身原因

化工生产中应用到的压力容器中包含容易被腐蚀的金属材料,金属材料是否容易被腐蚀,还受到金属当中合金数量的影响。因此,如果压力容器中合金数量比较大,就会造成其中的杂质比较多,这样压力容器腐蚀的速度也会更快。另外,如果压力容器的表面没有处理平整,或者存在坑洼,一些空气中的物质通过这些不平整的部位进入到压力容器中,也很容易导致腐蚀问题的发生。另外,压力容器处于较为复杂的化工生产环境中,在实际使用中容易出现形变,也会导致腐蚀速度的加快。

2.2 外在环境影响

在化工生产过程中,压力容器的使用范围广泛,且处于高温高压环境中。在压力容器使用的过程中,内部可能会留下一些具有腐蚀性的物质,这些物质与压力容器融合在一起,会导致容器发生腐蚀。另外,在高温高压的环境下会导致腐蚀进程加剧。

2.3 人为因素

人为因素主要是:①由于化工生产中压力容器经常会接触到一些腐蚀性的物质,在实际生产的过程中,很多工作人员防腐工作不到位,或者被忽视,导致压力容器在使用过程中发生腐蚀。②由于人员操作不当而导致的腐蚀。

3 化工压力容器防腐蚀措施

3.1 适当使用缓蚀剂,减缓腐蚀速度

为了减少化工压力容器的腐蚀,应用缓蚀剂是一种非常有效的手段。金属材料在受到外界或者内部环境因素影响的情况下容易发生腐蚀,而缓蚀剂的工作原理是能够干扰这种反应,从而延缓腐蚀的速度。同时,针对物理腐蚀,可以采用成膜的方式来控制,比如氧化膜中含有一定的氧化剂,当与金属发生作用时,会在金属表面形成一层膜,起到保护的效果,进而达到控制腐蚀的目的。吸附膜则是能够吸附金属表面上具有腐蚀性的介质,使得金属表面的化学性质发生改变。沉淀膜能够覆盖在金属的表面,阻碍金属表面与其他介质发生化学反应,也能够起到控制腐蚀的效果,在实际应用中可以结合实际需求进行选择。

3.2 优化焊接的质量,提升耐腐能力

化工生产中的压力容器之所以会发生腐蚀,有很大的一方面原因在于在进行焊接的过程中,在压力容器中的一些部位会留下应力,这些应力在化工生产过程中会对压力容器产生影响,进而导致腐蚀问题出现。针对这一问题,优化焊接的质量能够有效消除残余应力,提升压力容器的耐腐蚀能力。压力容器在实际应用中一般会采用不锈钢材料进行焊接,为了在根本上保证焊接的质量,一方面要选择质量合格的产品;另一方面事前做好预防工作。在焊接完成后,还应当进行相应的检验,确保压力容器整体具有良好的耐腐蚀能力。

3.3 做好电化学防护,合理预防腐蚀

电化学防护能够实现阻断电化学反应的目的,从而延缓腐蚀速度。在实际应用中有两种方式:①放弃阳极防护法,利用金属的还原特性来达到减缓腐蚀的目的,适用于腐蚀性比较小的介质中。②增加电流阴极防护法,即通过额外增加电流的方式,保护阴极来减缓腐蚀。增加电流阴极防护法适用范围更大,在操作中必须要保证足够的电流,保证气压足够低,并保证持续性的供电。

3.4 应用防腐蚀衬里,严选衬里材料

在化工生产过程中,难免会有一些腐蚀性比较强的物质,而金属材料是容易被腐蚀的,一些应对腐蚀的材料往往价格较高。因此,为了达到防腐的目的,又能够节约成本,应用防腐衬里是一种非常好的方式。在使用中确保衬里材料的选择与相关的要求和标准相符,同时也需要结合化工生产的实际需求,综合各方面的因素进行考虑。在化工生产压力容器中比较常用的衬里材料有钛、不锈钢等金属材料,这些材料能够很好地应对化工生产中的高温和高压环境,价格较昂贵,并且在实际应用中,想要将其作为衬里也存在一定的技术难度。也有一些非金属材料可以作为衬里材料,价格比较低廉,但是应对高温高压的能力相对比较弱,因此应用的范围并不大。

3.5 做好日常的维护,延长使用寿命

做好日常维护是延缓腐蚀、延长压力使用寿命需要做好以下几个方面的工作:①在压力容器的选择中,要充分结合化工生产的实际需求,确保压力容器质量合格。在使用前期就做好防腐蚀相关工作,比如加入缓蚀剂,优化焊接质量,进行电化学防护或者加防腐蚀衬里等。②在使用压力容器的过程中,严格按照标准和规范进行操作,还应当做好容器情况的检查,定期进行检测,及时发现在容器使用过程中出现的腐蚀情况,并进行尽早处理,保证生产过程的顺利和安全。③化工生产人员需要对设备的情况进行整体分析,明确腐蚀的影响因素,采取针对性的解决措施,减少容器的腐蚀问题,以延长使用寿命。

4 结束语

化工生产中的压力容器腐蚀问题会对化工生产的顺利进行产生极大的影响,还会留下安全隐患,容易引发安全事故。因此,在化工生产中,除了要做好防腐蚀措施,严格按照标准和规范使用压力容器,还应当做好护理工作,从而延缓腐蚀的发展速度,提升设备的使用寿命,为化工生产营造一个高效且安全的环境,推动化工生产的健康发展。