压力容器的腐蚀预防措施

压力容器的腐蚀预防措施

邵建强

邵建强

浙江新化化工股份有限公司浙江建德311607

摘要：通常将金属在特定介质的作用下产生化学或电化学反应，自身遭到损耗与破坏或者原有的性质改变的过程称为腐蚀。压力容器被介质腐蚀是一种比较常见的现象，其使用寿命被极大地缩短，造成资源和资金的浪费。在腐蚀严重的情况下，压力容器的强度性能下降很快，会导致其不能正常工作，甚至引发破坏性事故，严重危及人民的生命财产安全和环境安全。因此，对压力容器的腐蚀进行讨论学习，掌握一些防腐措施是很有必要的，可以帮助技术人员对腐蚀有更全面的认识，对今后的设计工作是有益的。

关键词：压力容器；腐蚀；预防措施

引言：

在压力容器的实际应用过程中，如果没有及时对其出现的腐蚀问题进行处理，不仅会导致压力容器无法正常使用，还增加了生产过程中安全隐患。因此，需要加强对防腐蚀处理的重视。

1、化工压力容器腐蚀类型

1.1晶间腐蚀

化工的晶界非常活泼，在晶界或邻近区产生局部腐蚀，而晶粒的腐蚀则相对很小，这就是晶间腐蚀。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低化工的机械强度。而且腐蚀发生后化工和合金的表面仍保持一定的化工光泽，看不出破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化，不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂，强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。不锈钢焊缝间的晶间腐蚀是化学工业的一个重大问题。

1.2点蚀

金属表面局部地区出现向纵深发展的腐蚀小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀轻微，这种腐蚀形态叫做点蚀，又称孔蚀或小孔腐蚀，是局部腐蚀的一种。以钢材为例：不锈钢微小“锈孔”的迅猛增加，是造成不锈钢受到大规模腐蚀的原因。腐蚀物浓度或温度的微小变化，就能显著加快腐蚀速度。点状腐蚀的迅速出现，是由于化工表面亚稳定状态的微孔迅速增生的缘故。在真正的点蚀发生前，不锈钢表面保护性的氧化层中先形成直径几个微米、呈亚稳定状态的微型凹陷，尽管此前科学家们对这种凹陷形成过程进行了大量的研究，但点蚀的突然出现迄今尚无法解释。腐蚀疲劳是指化工材料在循环应力或脉动应力和腐蚀介质共同作用下，所产生的脆性断裂的腐蚀形态。这种腐蚀要比单纯交变应力造成的破坏或单纯腐蚀造成的破坏严重得多，而且有时腐蚀环境不需要明显的侵蚀性。腐蚀疲劳涉及许多工业部门，如传播的推进器、轴、舵，飞机构件，汽车弹簧，矿山绳索等等。即使是抗腐蚀性能很好的化工材料（如不锈钢），也能在像自来水这样的“无害”介质中发生腐蚀疲劳。腐蚀疲劳是一种很危险的破坏形式，因为它出现的时间和位置都很难事先预计。它不仅发生于处于活泼状态的化工材料，而且也发生于处于钝化状态的化工材料。

1.3腐蚀磨损

化工表面材料与周围介质发生化学或电化学反应，并伴随机械作用面引起的材料损失现象，称为腐蚀磨损。这是一种化学腐蚀为主，并伴有机械磨损的轮齿损伤型式。其特征是呈局部性的沟槽、波纹、圆滑或山谷形，通常显示方向性。腐蚀磨损通常是一种轻微磨损，但在一定条件下也可能转变为严重磨损。常见的腐蚀磨损有氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。

1.4电偶腐蚀

当两种不同化工材料浸入电解质溶液中时，如果用导线使这两种化工连通或直接接触，由于存在电位差，电子将会在两者之间流动，产生电偶电流，使电位较高的化工（阴极）溶解速度减小，电位较低的化工（阳极）溶解速度增加，把这种腐蚀称为电偶腐蚀，亦称接触腐蚀或双化工腐蚀。

1.5缝隙腐蚀

许多化工构件是由螺钉、铆、焊等方式连接的，在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙，其缝宽足以使电解质溶液进入，使缝内化工与缝外化工构成短路原电池，并且在缝内发生强烈的腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在腐蚀介质中的化工表面上，是在缝隙和其他隐蔽的区域内发生的一种局部腐蚀。孔穴、垫片接触面、搭接缝内、沉积物下、紧固件缝隙内是常发生缝隙腐蚀的方。

2、针对压力容器腐蚀现象的对策

2.1压力容器主材料的选择

压力容器的先关主材料的选择必须完全符合相关的规定要求，也就是说，只有通过资质认证的一些相关单位才有资格和能力进行压力容器的设计和制造，这样做的目的无非就是为了保证容器质量达标。这就要求在进行设计的时候按照《容规》等标准规范进行材料的选定。同时材料选择时也要考虑材料的内应力，尽可能减少内应力的集中，确保材料没有缺陷，因为具有引发腐蚀作用的介质很容易利用这些破损部位造成金属的快速腐蚀，与此同时还要注意金属设备的组织和具体结构。在制造压力容器的时候，要根据容器的具体用途功能、承受压力和温度的最大限度以及容易受哪些介质的影响等情况弄清楚，然后根据这些问题进行选择合适的材料制造抗腐蚀性能力强的合金。不过也可以在金属物质中添加一些必要的其他金属元素以提高合金的耐腐蚀性。

2.2加强对压力容器的管理维护

在进行压力容器的维护管理时，需要考虑多方面因素，对压力容器的管理进行有针对性的维护，例如在对金属材料的防护效果上不能仅仅考虑金属的基本性质，还需要考虑维护方式的经济效益，对于高要求的压力容器，应该采取多种多样的维护措施来进行综合保护，避免压力容器发生腐蚀引发泄露从而影响化工生产。所以对于每一种防腐蚀的措施都需要对每种使用情况进行有效的分析，保证压力容器腐蚀现象处理的针对性，通过根据具体情况来采用不同的维护措施，这样更能有效地保证压力容器的完整性，也能保障化工生产的正常运作。

2.3腐蚀的监测及评估

对腐蚀失效模式发生的轨迹加以分析，探讨其结构或材料破坏的机理并找出破损原因，研究有效改进方法。通过检测、评估，确认结构体的安全，可避免类似事故再次发生。其次为确保结构安全性，并延长使用寿命，为日后修补提供依据，应对压力容器进行安全性及剩余寿命的评估，而腐蚀监测是其中重要的一环。检测容器的表面及邻近设备的表面有没有异常变色或腐蚀的痕迹，定期进行腐蚀监测，可预知或早期发现有没有不可容忍的腐蚀损伤。比如以不同环境的二氧化硫浓度来探讨碳钢材料腐蚀行为，各种材料在不同腐蚀环境裂缝成长行为并不一样，由超声波检测可得压力容器现有壁厚、残余厚度及应力分布状况，结合应力强度因子来评估结构的安全性及剩余寿命。

3、结束语

综上所述，压力容器的破坏现象并非单一原因造成，其生成过程及衍生结果均有差别，在压力容器的破损分析时，可通过以破损部分的特征、金相、材质等鉴定方法为主，结合冶金、破坏等理论，分析其产生的原因。压力容器的腐蚀破坏问题关系到其构造的安全性，值得深入探讨。近年来腐蚀已逐渐受到社会各界重视，质量部门及企业每年花费庞大经费及人力投入防蚀工作，以避免发生重大损失，但实际成效并非十分理想，成果仍属有限，今后相关研究仍有更大的努力空间，期盼提出切实有效的对策。

参考文献：

[1]陈金花.化工压力容器质量控制分析[J].科技与企业，2015，14：190.

[2]曾珠.承压类特种设备社会风险预警方法及控制策略研究[D].中国地质大学（北京），2015.

[3]晁代强.中原油田三相分离器垢下腐蚀行为及防护措施研究[D].重庆科技学院，2015.

[4]穆培磊，周华伟，王晓辉.论化工容器的防腐蚀措施研究[J].化学工程与装备，2013，（3）：87-88.

[5]王岚，姜德林.压力容器常见腐蚀破坏的机理及预防措施[J].黑龙江科技信息，2014（05）：51-25.