化工生产压力容器腐蚀原因及防护对策

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年2月第3期   作者:蔡洪琴 阚毅
[导读] 石油化工生产是促进我国经济发展、保障能源供应较为重要的重工业。

        蔡洪琴  阚毅
        新疆泽强工程项目管理有限公司克拉玛依分公司  新疆克拉玛依  834000  四川经准特种设备检验有限公司                四川广安      638000
        摘要:石油化工生产是促进我国经济发展、保障能源供应较为重要的重工业。在进行化工生产过程中,所使用的设备其规模较大、作用显著,其使用质量、使用安全性等对化工生产产生重要影响。本文将主要分析并探讨压力容器腐蚀原因及具体防护对策。
关键词:化工生产;压力容器;腐蚀原因;对策
        金属氧化、金属物质被腐蚀等现象是生活与工作中均较为常见的现象,而导致金属物质被腐蚀的因素有多种,常见因素主要包括水腐蚀、空气腐蚀及酸碱物质腐蚀等。通过对金属物质采取有效的防腐蚀措施,不仅可提升金属物质使用价值性,同时还可减少对环境的影响。
一、导致化工生产压力容器被腐蚀的具体原因
1、压力容器自身材质因素
        压力容器所使用的制成材料主要为金属材料,其本身具有一定的化学特性,且金属材料中所含杂质量较多,杂质种类也相对较多,据相关研究表明金属材料的被腐蚀速度与程度受合金含量与合金被腐蚀速度影响,合金被腐蚀速度越快。合金含量越高,金属材料的被腐蚀速度越快,被腐蚀程度越严峻。导致压力容器被腐蚀的因素除材质杂质含量外,还取决于材料表面光滑度。压力容器表面光滑度越高,其抗腐蚀性能越强;且压力容器表面颗粒度越大、越粗,其被腐蚀速度越快、被腐蚀症状越严峻。除此之外,由于在进行压力容器生产过程中会分别进行热加工与冷加工,这2种加工方式均会促使压力容器内部产生较大内应力,当2种内应力相冲时,会加速压力容器被腐蚀进程,促使其功能性、使用安全性与使用寿命性均受到不同程度影响。
2、环境因素
        化工生产环境中通常会存在各种对压力容器产生腐蚀作用的物质,常见腐蚀物质主要有水、酸性物质、碱性物质及氧气等。当以上腐蚀因素结合一起时,通常会加速压力容器被腐蚀进程、加剧被腐蚀程度。被用于化工生产中的金属器具,其具有一定范围内的抗腐蚀性,但当腐蚀物质被相关因子催发后,进而会表现其对应的腐蚀作用。譬如当水、酸性物质、碱性物质等温度逐渐升高时,容器内部压力也会随之增大,进而腐蚀速度也会随之不断加剧;当水、氧、酸性与碱性物质等流动速度不断加快时,物质的接触面积、冲击力等也不断加强,进而对压力容器的腐蚀作用也随之不断加强,促使压力容器出现较为严峻的被腐蚀现象。除此之外,压力容器设计与材料选用的合理性、加工质量性等对发生环境腐蚀现象也产生一定影响。
3、物理及化学腐蚀因素
        物理腐蚀主要是指物理溶液对压力容器产生的损坏现象,在此过程中无任何化学反应产生。例如用钢制容器进行熔融锌的盛放,熔融锌会对金属容器产生溶解反应,进而致使容器被损坏,严重影响金属容器的使用功能性与使用寿命性。
        化学腐蚀可根据腐蚀性质将其分为干腐蚀与湿腐蚀2类。其中干腐蚀主要是指非电解质物质与压力容器表面产生的化学反应,进而对压力容器产生不同程度损坏。其主要发生在环境较为干燥区域中或非电解质溶液中。非电解质物质中的氧化剂成分当与压力容器表面金属物质接触后,会交换其电子,进而产生氧化还原反应,促使最终在压力容器表面形成相关腐蚀性物质,进而对压力容器展现其功能性,致使压力容器被损坏,在此反应过程中无任何电流产生。湿腐蚀主要是指电解质溶液与压力容器表面接触,压力容器会产生氧化反应,致使压力容器被严重腐蚀。
4、应力腐蚀因素
        应力腐蚀主要是指元件承受拉应力作用、特定腐蚀介质环境、材料应力腐蚀的敏感性因素导致压力容器出现裂纹,此种因素所导致的腐蚀现象通常具有破坏性强、速度快的特点,对压力容器的使用功能性产生的影响相对较大。


二、预防化工生产压力容器被腐蚀的相关对策
1、对容器本身进行表面覆盖
        对容器进行表面覆盖,主要针对的是金属容器,利用密度较高的防腐涂料、搪瓷等物质对金属容器表面进行充分且均匀涂抹,进而有效隔绝金属容器表面与水、空气等物质的密切接触,促使防腐蚀目标可被有效实现。除在金属容器表面覆盖防腐涂料、搪瓷等密度性较高物质外,还可通过对容器表面进行镀金进而达到防腐蚀目的。具体操作为:先将其他金属物质镀在容器表面,其后对其进行金属氧化操作,致使其最终形成密度较高的氧化物薄膜覆盖在金属容器表面,可有效缓解、空气、水分等相关物质对压力容器的腐蚀,提高压力容器使用功能性、使用寿命与使用价值等,降低石油化工企业生产成本。
2、加强对压力容器电力学保护
        电力学保护在化工生产行业中是预防金属容器被腐蚀的一种较为有效的措施,其主要是利用化学防腐蚀原理所实现。电力学保护主要分为阳极保护与阴极保护2种,阳极保护主要是通过外加电流对压力容器进行持续供电,进而达到抗腐蚀目标;阴极保护具体可分为牺牲阳极保护与电流阴极保护2种。与阴极保护相比,阳极保护适用范围相对有限,主要用于预防氧化物质对金属容器的腐蚀,其对改善压力容器被腐蚀现象具有一定促进作用。
3、利用外加电流法对压力容器进行防腐蚀保护
        外加电流法,顾名思义,主要是通过增加与被保护物质相反电极,进而产生对应电流用于金属容器抗腐蚀中,其对缓解压力容器被腐蚀具有一定促进作用。具体操作方法为:将金属容器电极设为阴极(或负极),进而再以此设定对应的阳极(或正极),并将2者进行有效结合促使其形成直流电,直流电在运行过程中会对阴极进行保护,进而达到抗腐蚀目的。此种方法的适用范围较为广泛,不仅常用于各种金属设备抗腐蚀中,同时还广泛用于预防水污染中。通过将其运用至石油化工生产压力容器抗腐蚀中,不仅可有效缓解压力容器被腐蚀,同时还可促使压力容器使用价值、使用功能性、使用寿命性因此而有效延长,保障石油化工生产的常规化与高效化等[1]。
4、将缓蚀剂运用至压力容器防腐蚀保护中
        缓蚀剂是预防金属物品被水分、氧气、酸碱物质腐蚀的一种较为有效的方式。由于在石油化工生产过程中,腐蚀介质相对较多,腐蚀性相对较强,进而对压力容器使用寿命性、使用价值及石油化工生产成本、生产效率等均产生一定影响。对此,通过将缓蚀剂加入压力容器中,可有效避免或缓解压力容器被腐蚀,进而提高其使用价值与使用寿命性,降低石油化工生产成本、提高生产效率。在使用缓蚀剂过程中,相关人员需严格管控缓蚀剂的使用量,若缓蚀剂使用量较少,压力容器抗腐蚀作用相对较差;若缓蚀剂使用量过大,虽提高压力容器抗腐蚀作用,但压力容器物理机械性能也因此而受影响,进而对其使用效率产生一定影响。因此,相关人员在使用缓蚀剂过程中需根据生产环境各介质腐蚀性、压力容器使用目标、具体用途等合理制定缓蚀剂用量[2]。
5、提高压力容器的焊接质量
        焊接对预防金属容器被腐蚀具有一定作用。在进行具体焊接过程中,首先,相关人员需根据压力容器具体使用环境、用途、焊接厚度、金属材质淬硬性等相关因素对其进行有效预热;其次,在进行具体焊接时,操作人员需高效保证焊接质量,避免有焊缝存在;最后,当焊接完成后,操作人员不仅需对其进行严格外观检查,同时还需通过相关试验检查其抗腐蚀能力。
6、根据压力容器的具体用途选择适宜的加工材料
        由于不同材质的材料,其抗腐蚀性能也具有一定差异。因此,相关人员可根据压力容器的使用环境、具体用途及使用目标等进行材料的选择。在选择和使用材料的过程中,相关人员可在材料中加入不同金属元素的材料,或将不同材质的材料进行有效组合,进而促使加工后的容器抗腐蚀能力显著提升。
结束语
        压力容器是化工生产中较为重要器具,其使用寿命、使用功能等对化工生产效率、成本等均产生显著作用。因此,相关部门及人员需加强对压力容器抗腐蚀性关注度,及时通过各种措施避免或缓解容器被腐蚀,并保证其基本实用功能,进而提高化工生产基本效益。
参考文献
[1]伊春梅. 石油化工生产中压力容器的常见腐蚀问题及对策[J]. 砖瓦世界,2019(024):109.
[2]李敬文,侯嫚丹,刘辉. 石油化工生产中压力容器的常见腐蚀问题及对策[J]. 黑龙江科学,2018,009(018):64-65.
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