压力容器腐蚀的影响因素及防范对策

发表时间:2020/6/16   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷3月第7期   作者:黄伟东
[导读] 压力容器因为长久使用会出现腐蚀,导致中毒或者火灾爆炸等现象发生

         摘要:压力容器因为长久使用会出现腐蚀,导致中毒或者火灾爆炸等现象发生,产生了对社会和谐发展的不利因素。因此,为了避免压力容器腐蚀,延长压力容器的使用寿命,降低压力容器腐蚀发生事故的危险,对人们的生命财产提供保障,就需要对压力容器腐蚀的影响因素以及防范对策进行综合分析与评估,以推动社会经济进步。
         关键词:压力容器腐蚀;影响因素;防范措施

引言
          化工机械设备遭受腐蚀后,设备的外观和性能都会发生极大地改变,造成不可避免的损失,这对于压力仪器的恢复和成本控制上有极大的影响,化工企业会蒙受不必要的损失。因此,增强化工元件压力容器的使用寿命,提高防腐措施的实际落实,将机械运转水平不断提升,是当今化工企业首要面临的问题。
1常见的压力容器腐蚀的基本类型与影响因素
1.1应力导致容器腐蚀
         在压力容器的内壁,常常有化工材料的加入,比如石油混合物质在压力器的不断运动以及冲刷过程中产生的运动应力,包括碾压以及挤压,在这种应力的作用下所产生的腐蚀效应都属于应力腐蚀,尽管这类腐蚀没有太过明显的表现,但是由于其表面很快的发展速度,并且缺少及时的处理,引发的后果往往难以预料[1]。
1.2物理效应腐蚀
         由于物理原因引起的腐蚀过程通常被称为物理效应腐蚀,主要是由于压力容器在液化金属化学容器中存放时使压力容器产生腐蚀。物理腐蚀的特点就是没有相应化学反应发生,其主要的产生机制为压力容器的内膜受到液态金属的影响,物质形态发生了巨大的变化,使得腐蚀情况发生。例如,在压力容器中长期存放液态锌,由于液态锌和内膜解除出现了物理变化,导致了压力容器产生物理效应腐蚀,这在压力容器产生腐蚀的效应中十分常见,是压力容器出现腐蚀的常见类型之一[2]。
1.3化学性腐蚀
         化学性腐蚀就是在压力容器内膜与其他化学物质混合出现的一种化学反应导致的压力容器腐蚀,这容易使压力容器产生损坏。因此在化学腐蚀现象中,出现氧化还原等反应比较多,金属原子和氧化剂直接产生无电子交换氧化还原反应,产生一些干燥气体或者非电解质溶液[3]。
         1.4电化学性内膜腐蚀
         电化学腐蚀是压力容器造成腐蚀的主要原因,破坏力巨大超过物理腐蚀和化学腐蚀之和,这是由于在化工生产中,电解质溶液被有效的应用从而给电化学腐蚀提供了稳定的化学环境。根据电化学的反应机制,电化学反应一般需要阴极与阳极,相互呼应会产生电流回流[4]。在实际电化学腐蚀反应中,主要是由于阳极金属失去电子变成游离态分解在电解质中,而电子被阴极捕获,完成电子的转移,见表1。


         表1 压力容器
        
2对于压力容器腐蚀的基本防范措施
         2.1对外部环境进行完善
         当外部环境稳定时,压力容器产生的腐蚀情况才能够有效避免,针对压力容器外部环境的完善一般以两方面内容为主:第一,避免压力容器在特殊环境下使用,如高温、高压等,这会加快腐蚀作用的形成;此外,可以应用电镀将介质中添加缓冲剂,实现材料应用环境的进一步优化,电镀是运用电解原理让导电体在金属材料的性能提升的一种方式,采用电镀来抑制应力腐蚀的发生[5]。
2.2选用适合的缓冲剂对其添加
         在压力容器金属表面添加合适的缓冲剂,能够降低腐蚀反应速率提升抗腐蚀水平。添加缓冲剂的工艺成本与其他防腐工艺相比较,经济实惠且效果明显,对于电腐蚀和电化学腐蚀有很好的针对性作用。吸附膜类别、氧化膜类别和沉淀膜类别是缓冲剂的主要类别,吸附膜类别的氧化剂在一定程度上可以对试剂中的氧化还原物质产生氧化还原反应,生成相关的氧化还原物质,在其表面产生一层保护膜,使得腐蚀速度降低。
2.3在实际选择中注重材料的选择
         在选择制作压力容器的材料选择时,对材料成分进行分析可以针对性的制作防腐蚀计划,结合实际情况,对相关的标准进行规范,以此对相关容器的物料进行合理的选择。首先,着重材料防腐性能,对材料本身的抗高温以及耐高压属性加以强化;其次,结合实际情况,对材料进行选取,选择能够长期承载的溶剂类型,比如在潮湿的环境下,采用一些非铁质的设备;最后,结合相关工程规范对材料进行选择,对于不符合标准的材料的选择,为防止渗透的情况发生,尽量不要采用晶体缝隙较大的材料,可以采用铜与钛等材料作为压力容器的生产制作材料。
2.4 科学研发新型材料
         在压力容器不断应用以及改进的今天,生产工艺也随之进步,大部分新型材料也逐渐出现并且应用到实际生产中。如今,压力容器一般采用的原料为金属或者复合金属材料。其中金属材料或者复合金属材料本身不具有抗酸碱性,或者其抗酸碱性比较弱,为了解决这项问题加强新型材料的研发是十分重要的。
2.5强化电化学应用规范
         压力容器的金属表层产生的腐蚀反应可以通过电化学防护措施进行抑制,通过压力容器金属转化为阴极的方式对压力容器的腐蚀性进行保护,这种防护作用机制主要有两方面:①外加电流形成阴极保护,这种方法主要是在外部直接进行电流连接,把阳极的电流流动方向改变,让压力容器转化为阴极,防止电流导致腐蚀状况发生。②牺牲阳极保护法,此类方法就是在压力容器的表面镀上一些活泼金属如锌与铝,当两种材料对表层进行替换后,就会使压力容器原本的阳极被替代,破坏电流通路,降低腐化速度。
结束语
         总而言之,压力容器产生腐蚀作用并不是由于单方面的原因,腐蚀反应的发生以及其衍生作用本身存在着许多差别,在对压力容器损坏情况的研究内容中,对其损坏特点和材质为主要依据,参考冶炼、损坏理念对其形成的主要原因进行评估总结。压力容器的腐蚀作用源自自身结构的可能性十分大,对此要加强分析,现阶段压力容器的腐蚀作用受到人们的广泛重视,耗费了大量的人力物力,对此进行防腐蚀研发,以此避免更大的经济损失,实际上这些举措应用没有取得良好的效果,需要在以后科研以及行业发展中着重注意。
参考文献:
[1]范跃瀚.浅析压力容器腐蚀的影响因素及防范措施[J]. 世界有色金属,2018(20):225+227.
[2]吕亮国,蒙建国,谭心,汪建新,王昌,郭晓峰,邓贵德.近十年我国压力容器研究热点分析——基于Citespace的知识图谱分析[J]. 科技管理研究,2019,39(06):121-127.
[3]王敬东.无损检测技术在锅炉压力容器检验技术中的应用探讨[J]. 科学技术创新,2019(16):174-175.
[4]姜洪权,周涛,高建民,夏锋社,王荣喜,张晓明,刘东程.压力容器服役质量指标体系构建及评价方法研究[J]. 西安交通大学学报,2019,53(06):23-28+116.
[5]肖俊.压力容器事故及加强安全对策的研究[J]. 化工管理,2018(15):81-82.

作者简介:黄伟东(1978-)男,硕士,主要从事承压类特种设备检验工作。
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: