化工壓力容器腐蝕影響因素探討

李 慧,張文杰

(惠生工程(中國)有限公司 河南化工設計院分公司,河南 鄭州 450018)

對于化工生產而言,壓力容器是一種基礎性的設備,在化工生產過程中應用非常廣泛。同時,在壓力容器應用的過程中,受到周邊環境的影響,容易出現腐蝕問題,不僅導致壓力容器的性能受到影響,安全性下降;同時也導致壓力容器的使用壽命大大縮短,這對于化工生產的順利進行非常不利的。深入研究化工生產中壓力容器腐蝕的影響因素,并采取針對性的應對措施,對于化工生產意義重大,同時也是保證化工安全生產的重要舉措。

1 化工壓力容器腐蝕常見類型

1.1 物理腐蝕

化工生產中應用到的壓力容器材料中含有金屬成分,這些金屬成分會發生溶解,導致壓力容器腐蝕。比如,壓力容器的材料是鋼材料,在實際使用過程中,其中存放的一些材料會與鋼材料發生物理反應,導致鋼材料出現緩慢溶解,長期下來就會導致物理腐蝕。

1.2 化學腐蝕

壓力容器表層一般會有部分金屬材料構成,而化工生產中會涉及到眾多的化學物質,這些金屬材料和化學物質發生接觸,一旦產生化學反應,就會引發化學腐蝕,進而導致壓力容器損壞?；诨どa的特點來看,化學腐蝕一般都是因為其中的氣體較為干燥,或者由于化學生產的過程生成了一些非電解質溶液,進而導致金屬成分受到氧化劑的影響而發生氧化,這個過程中雖然不會產生電流,但是會導致化學腐蝕。

1.3 電化學腐蝕

比起物理腐蝕和化學腐蝕,電化學腐蝕對壓力容器的影響更大,并且也是化工生產中導致壓力容器腐蝕的主要原因。這是因為在化工生產的過程中,受到各種化學反應的影響,容易生成一些電解質溶液,這些電解質溶液會在生產過程中形成回流,這就創造了一個電解質的環境,容易發生電化學腐蝕[1]。同時在實際的生產過程中,包括非常復雜的原因,也可能會與機械或者生物等發生反應。

2 化工壓力容器腐蝕影響因素分析

2.1 設備自身原因

化工生產中應用到的壓力容器中包含容易被腐蝕的金屬材料,金屬材料是否容易被腐蝕,還受到金屬當中合金數量的影響。因此,如果壓力容器中合金數量比較大,就會造成其中的雜質比較多,這樣壓力容器腐蝕的速度也會更快。另外,如果壓力容器的表面沒有處理平整,或者存在坑洼,一些空氣中的物質通過這些不平整的部位進入到壓力容器中,也很容易導致腐蝕問題的發生。另外,壓力容器處于較為復雜的化工生產環境中,在實際使用中容易出現形變,也會導致腐蝕速度的加快。

2.2 外在環境影響

在化工生產過程中,壓力容器的使用范圍廣泛,且處于高溫高壓環境中。在壓力容器使用的過程中,內部可能會留下一些具有腐蝕性的物質,這些物質與壓力容器融合在一起,會導致容器發生腐蝕。另外,在高溫高壓的環境下會導致腐蝕進程加劇。

2.3 人為因素

人為因素主要是:①由于化工生產中壓力容器經常會接觸到一些腐蝕性的物質,在實際生產的過程中,很多工作人員防腐工作不到位,或者被忽視,導致壓力容器在使用過程中發生腐蝕。②由于人員操作不當而導致的腐蝕。

3 化工壓力容器防腐蝕措施

3.1 適當使用緩蝕劑,減緩腐蝕速度

為了減少化工壓力容器的腐蝕,應用緩蝕劑是一種非常有效的手段。金屬材料在受到外界或者內部環境因素影響的情況下容易發生腐蝕,而緩蝕劑的工作原理是能夠干擾這種反應,從而延緩腐蝕的速度。同時,針對物理腐蝕,可以采用成膜的方式來控制,比如氧化膜中含有一定的氧化劑,當與金屬發生作用時,會在金屬表面形成一層膜,起到保護的效果,進而達到控制腐蝕的目的。吸附膜則是能夠吸附金屬表面上具有腐蝕性的介質,使得金屬表面的化學性質發生改變。沉淀膜能夠覆蓋在金屬的表面,阻礙金屬表面與其他介質發生化學反應,也能夠起到控制腐蝕的效果,在實際應用中可以結合實際需求進行選擇。

3.2 優化焊接的質量,提升耐腐能力

化工生產中的壓力容器之所以會發生腐蝕,有很大的一方面原因在于在進行焊接的過程中,在壓力容器中的一些部位會留下應力,這些應力在化工生產過程中會對壓力容器產生影響,進而導致腐蝕問題出現。針對這一問題,優化焊接的質量能夠有效消除殘余應力,提升壓力容器的耐腐蝕能力。壓力容器在實際應用中一般會采用不銹鋼材料進行焊接,為了在根本上保證焊接的質量,一方面要選擇質量合格的產品;另一方面事前做好預防工作。在焊接完成后,還應當進行相應的檢驗,確保壓力容器整體具有良好的耐腐蝕能力。

3.3 做好電化學防護,合理預防腐蝕

電化學防護能夠實現阻斷電化學反應的目的,從而延緩腐蝕速度。在實際應用中有兩種方式:①放棄陽極防護法,利用金屬的還原特性來達到減緩腐蝕的目的,適用于腐蝕性比較小的介質中。②增加電流陰極防護法,即通過額外增加電流的方式,保護陰極來減緩腐蝕。增加電流陰極防護法適用范圍更大,在操作中必須要保證足夠的電流,保證氣壓足夠低,并保證持續性的供電。

3.4 應用防腐蝕襯里,嚴選襯里材料

在化工生產過程中,難免會有一些腐蝕性比較強的物質,而金屬材料是容易被腐蝕的,一些應對腐蝕的材料往往價格較高。因此,為了達到防腐的目的,又能夠節約成本,應用防腐襯里是一種非常好的方式。在使用中確保襯里材料的選擇與相關的要求和標準相符,同時也需要結合化工生產的實際需求,綜合各方面的因素進行考慮。在化工生產壓力容器中比較常用的襯里材料有鈦、不銹鋼等金屬材料,這些材料能夠很好地應對化工生產中的高溫和高壓環境,價格較昂貴,并且在實際應用中,想要將其作為襯里也存在一定的技術難度。也有一些非金屬材料可以作為襯里材料,價格比較低廉,但是應對高溫高壓的能力相對比較弱,因此應用的范圍并不大。

3.5 做好日常的維護,延長使用壽命

做好日常維護是延緩腐蝕、延長壓力使用壽命需要做好以下幾個方面的工作:①在壓力容器的選擇中,要充分結合化工生產的實際需求,確保壓力容器質量合格。在使用前期就做好防腐蝕相關工作,比如加入緩蝕劑,優化焊接質量,進行電化學防護或者加防腐蝕襯里等。②在使用壓力容器的過程中,嚴格按照標準和規范進行操作,還應當做好容器情況的檢查,定期進行檢測,及時發現在容器使用過程中出現的腐蝕情況,并進行盡早處理,保證生產過程的順利和安全。③化工生產人員需要對設備的情況進行整體分析,明確腐蝕的影響因素,采取針對性的解決措施,減少容器的腐蝕問題,以延長使用壽命。

4 結束語

化工生產中的壓力容器腐蝕問題會對化工生產的順利進行產生極大的影響,還會留下安全隱患,容易引發安全事故。因此,在化工生產中,除了要做好防腐蝕措施,嚴格按照標準和規范使用壓力容器,還應當做好護理工作,從而延緩腐蝕的發展速度,提升設備的使用壽命,為化工生產營造一個高效且安全的環境,推動化工生產的健康發展。