化工生产压力容 器腐蚀问题的原因及防护措施

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:陈广前
[导读] 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
        摘要: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。
        关键词:压力容器;腐蚀问题;原因措施
引言
        压力容器的使用特点使得压力容器很容易发生腐蚀的现象。所谓的腐蚀即容器内的金属在介质作用中发生了电化学或者化学反应导致容器金属遭到损耗和破坏表层性质发生改变。而压力容器发生腐蚀会影响容器的安全运行和寿命,严重的更可能使强度下降甚至发生严重的事故,造成二次爆炸、中毒、冲击波、环境污染等。
1腐蚀成因
        分析压力容器出现腐蚀问题,具体因素在于化工生产过程中蕴含大量的SO2、CO2、硫化物、盐雾等有害物质,加之化工生产环境条件的复杂,致使上述有害物质发生综合反应。压力容器其材质多为金属,在运行期间容器材质受到有害物质的影响而发生物理、化学反应,终导致容器腐蚀问题的产生。
2压力容器腐蚀问题类别
        2.1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。
        2.2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。
        2.3电化学腐蚀
        所谓的电化学腐蚀是指:金属材料侵入水或者其他电解质溶液中,因不同部位电极电位不同,形成阳极区和阴极区,在局部电池作用下发生的腐蚀。电化学腐蚀是通过电荷移动产生的。
3压力容器的腐蚀及预防措施
        3.1腐蚀破裂
        压力容器的腐蚀破裂是一种较为常见的破裂形式,产生该破裂的原因是由于高温造成的压力容器局部过热,另外一部分没有产热,出现容器内部温差,在处理一氧化碳和二氧化碳时容易出现渗碳腐蚀,且在高压或者水分多的情况下处理硫和氢等物质时出现的腐蚀,另外,在多种混合气体中添加一些水也会出现腐蚀。在高压、高温的情况中碳含量过高发生氢脆,导致容器遭到腐蚀的概率大大增加。而腐蚀破裂根据北部应力的不同又可以分为疲劳腐蚀、应力腐蚀以及渗碳腐蚀等。预防腐蚀破裂的措施:由于腐蚀破裂出现的原因以及类型的不同,所以在对其采取措施时也要根据实际情况进行预防,针对应力腐蚀可以选择一些对于应力腐蚀不太敏感的材料,并添加相应的缓蚀剂,在容器的制造过程中尽可能的避免应力过于集中,然后就是降低材料对于脆性的敏感度,防止周围出现有氢环境。
        3.2电化腐蚀
        由于电化学腐蚀而产生的压力容器的腐蚀,如果不及时对腐蚀进行处理压力容器的性能将大幅下降更可能导致穿孔等情况发生。处理建议:拆除隔热层及外部防护层,将容器本体外表面的腐蚀产物清理干净,进行防腐处理后再重新进行隔热处理,最后检查外部防护层搭接处防水是否合理;修复氨机房房顶,防止设备受雨水喷溅。


        3.3化工腐蚀
        建议对腐蚀及磨损严重的区域管段进行更换,并对吹灰器吹扫区域加装防磨瓦;在燃料中选择合适的添加剂,减少KCl等碱金属盐的产生;过热器管表面进行合适的喷涂,减少腐蚀。
4化工生产中的压力容器防腐处理方案
        4.1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。
        4.2重视对缓蚀剂的应用
        缓蚀剂溶液中囊括多种化学物质,主要用于设备腐蚀的预防以及减缓。据相关研究表明,缓蚀剂的应用有着良好的防腐蚀效果。在通常情况下,仅需千分之几、万分之几的用量即可降低压力容器发生腐蚀问题的几率。若压力容器情况特殊,也仅需利用百分之几的用量,即可实现对压力容器腐蚀问题的预防与减缓。在具体使用过程中,缓蚀剂的应用,可以在保障容器性能质量不受影响的前提下,促使容器在某种介质条件下,其腐蚀问题得到抑制,甚至可以有效清除容器的腐蚀问题。所以,需加大对缓蚀剂的应用力度,结合容器实际情况添加适量的缓蚀剂,实现对容器腐蚀问题的有效解决。
        4.3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。
        4.4重视对防腐蚀材料涂抹
        通过防腐蚀材料的涂抹,可起到预防腐蚀的作用,常用防腐蚀材料包括:(1)油脂涂料。该材料具有经济性、涂刷性较强、提升表面湿润性的等特点。但是在实际应用过程中,油脂材料的机械性能相对较差,且漆膜相对较软,涂抹后需较长的周期才能干燥。同时,油脂材料的防水性相对较差。(2)生漆。生漆材料的应用具有较强的附着力,可以提升容器表面的光泽度,其漆膜坚韧性较强,在抵抗油性腐蚀、水腐蚀等方面表现优异。但此材料的应用存在一定缺点,如生漆材料具有毒性,在材料涂抹、使用过程中,若人员防护不到位,极易出现皮肤过敏的问题。(3)酚醛树脂材料。酚醛材料在现阶段容器保护中的应用较为少见,虽然此种材料的应用有着较为理想的抗腐蚀效果,但是应用成本较高,且施工过程极为繁琐。(4)环氧树脂材料。此材料应用有着较好的腐蚀抵抗效果,常用固化剂包括芳香胺及其改性物、聚酰胺树脂等。
结束语
        在压力容器的使用中经常能遇到腐蚀情况,腐蚀的机理通常是由物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀等。针对电化学和化学腐蚀机理列举了现实中检验时发现的案例,通过对案例的分析提出了几点解决建议。现实中现在通常有6种防腐的措施,根据现实的使用情况可以采取一种或者几种措施同时进行,用于提高压力容器的防腐能力,提高使用寿命。
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