關于壓力容器防腐管理的思考

徐建江

[摘要] 壓力容器是一種盛裝氣體或是液體、承載一定壓力的密閉設備，在化工生產過程中廣泛使用。壓力容器一旦受到腐蝕，將會對化工設備的正常運行造成嚴重的影響，壓力容器的防腐管理至關重要，對于壓力容器在運行過程中出現的問題應該及時采取補救措施，避免產生更大的影響。

[關鍵詞] 壓力容器；防腐管理；腐蝕

[DOI] 10.13939/j.cnki.zgsc.2015.24.128

1 壓力容器的常見腐蝕現象

1.1 物理腐蝕

物理腐蝕是指壓力容器由于單純的物理溶解作用而引起的破壞，一般是由于壓力容器的液態金屬發生了物理腐蝕，但是這種腐蝕并沒有發生化學反應沒有產生新的物質也沒有發生電化學反應，僅僅是因為物理溶解而導致的壓力容器被破壞，例如盛放液態鋅的鋼性壓力容器，因為鐵被液態的鋅所溶解而導致壓力容器被損壞。

1.2 化學腐蝕

化學腐蝕是指金屬直接與接觸的物質發生氧化還原反應，從而導致壓力容器被氧化損壞的過程。這種腐蝕現象一般是要在特定的環境中才會發生，也稱作干腐蝕，在腐蝕過程中，金屬直接和氧化劑發生電子交換，發生化學反應，不會產生電流。例如化工廠中盛裝的氯氣與壓力容器中的鐵成分發生氧化還原反應，生成氯化亞鐵，覆蓋在壓力容器上，阻礙了壓力容器正常運行，而且還會影響化工生產的工作效率。

1.3 電化學腐蝕

電化學腐蝕其實就是金屬和電解質組成了兩個電極，組成腐蝕原電池，如果說化學腐蝕是一種干腐蝕的話，那么電化學腐蝕就是一種濕腐蝕，一般情況下，鋼鐵制品在干燥的空氣中是不容易被腐蝕的，但是在潮濕的空氣中卻會很快被腐蝕，這就是因為在潮濕的空氣中，鋼鐵制品表面形成了一層電解質溶液，鋼鐵制品并不是純鐵所以鋼鐵的鐵會和少量的碳形成原電池，鐵為負極，碳為正極，所以鐵會失去電子從而被氧化，這就是鋼鐵制品電化學腐蝕的基本原理。所以，在電化學腐蝕中，由于電極反應，導致金屬失去電子被氧化，反應產物是通過進入介質中的金屬離子或者覆蓋在金屬表面的金屬氧化物，電化學腐蝕的危害性很大，一方面，這種現象會在短時間內使得壓力容器金屬表面遭到大面積腐蝕，另一方面，壓力容器因為腐蝕而產生的沉積物造成金屬表面粗糙，使得壓力容器啟動和運行時，水中鐵含量增加，會加劇鐵垢的形成，也會加劇腐蝕的形成。

1.4 應力腐蝕

應力腐蝕是指化工容器金屬材料在某些介質之中，因為各種拉力的作用而造成的一種延遲性裂紋，表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞，然而破壞的表面又與沒有破壞的表面分別形成陰陽兩極，陽極處的金屬變成離子從而被氧化溶解，流向陰極，進一步腐蝕已經被破壞的表面，但是發生應力腐蝕是需要如下條件的：首先是需要有一定的金屬成分；其次還需要一定的介質環境；最后就是需要應力作用。必須在這種特定的條件下才能發生應力腐蝕，往往一旦發生應力腐蝕，所產生的影響就很大，因為應力腐蝕的速度較快，破壞十分嚴重，而且往往沒有任何宏觀變形，即在毫無預兆的情況下就發生了突然的變化，由于壓力容器的設計不合理，結構材料選擇不當，焊接過程中殘留應力等原因就會為應力的產生提供有利的環境。

2 針對壓力容器腐蝕現象的對策

2.1 壓力容器設計中的防腐管理

想要搞好壓力容器的防腐管理，就必須先從壓力容器的設計開始，通過對腐蝕基本原理的了解和正確運用防腐知識來設計壓力容器，這樣才能從根本上解決壓力容器的腐蝕問題。首先，在壓力容器的材料選擇上，既然是要防止壓力容器的腐蝕，那么就要選擇耐電蝕、應力腐蝕和耐疲勞腐蝕的材料，注意整個壓力容器系統中材料之間的適應性以及融合度，避免不同金屬材料相互接觸，從而避免發生電化學腐蝕。同時還要對保溫材料選擇適當，比如說含有大量氯化物的保溫材料就不適用于不銹鋼設備，避免兩者之間發生氧化還原反應；其次，關于壓力容器的工藝設計和強度設計，要考慮周圍環境對壓力容器的影響，這就表明介質需要保持適當而且均勻的流速，保持適當的溫度和濃度等，而且同時還要考慮腐蝕環境對于材料強度的影響，所以在強度設計上一定要非常重視；最后，在設計壓力容器的時候，應該盡量避免形成縫隙從而產生積液的死區，所以這就要求嚴格的焊接過程，需要注意消除及降低焊接縫隙處的殘余應力，避免給應力提供有利的產生環境，從而避免壓力容器的應力腐蝕，同時應該根據鋼材的淬硬性，焊條的使用條件等進行焊接的預處理，焊接之后進行穩定的熱處理，對焊接的質量進行嚴格的把關。

2.2 選擇合理的緩腐蝕劑

對于緩腐蝕劑的選擇，必須要科學合理，因為緩腐蝕劑的緩解腐蝕效果與它所使用的濃度以及介質的酸堿值、溫度以及流速等因素密切相關，需要根據被保護對象以及環境條件進行嚴格選擇。緩腐蝕劑能夠很好地對金屬材料進行防腐保護，同時它的經濟效益也很高，所以這就成為壓力容器防腐技術中應用廣泛的技術之一。緩腐蝕劑主要是影響金屬在介質中發生電化學腐蝕，通過覆蓋在金屬表面，抑制表面的陽極反應和陰極反應，減緩金屬的電化學腐蝕。另外還存在抑制壓力容器的物理化學腐蝕的緩腐蝕劑，主要為氧化膜、沉淀膜以及吸附膜三種：氧化膜型緩腐蝕劑就是指其本身就是氧化劑，可以與金屬發生作用，在金屬表面形成緊密的氧化膜，阻礙金屬離子化，從而減緩金屬的腐蝕；沉淀型緩腐蝕劑就是在金屬表面生成沉淀膜，可以通過緩腐蝕劑分子之間相互作用生成，也可以通過緩腐蝕劑與腐蝕介質中的金屬離子作用生成，一般情況是在陰極區形成并且覆蓋在其表面，阻斷金屬與介質之間的離子作用，減緩金屬的腐蝕；吸附膜型緩腐蝕劑一般為有機緩腐蝕劑，這種緩腐蝕劑在腐蝕介質中對金屬表面有良好的吸附性，改變金屬表面的性質，抑制金屬的腐蝕。

2.3 加強對壓力容器的管理維護

在進行壓力容器的維護管理時，需要考慮多方面因素，對壓力容器的管理進行有針對性的維護，例如在對金屬材料的防護效果上不能僅僅考慮金屬的基本性質，還需要考慮維護方式的經濟效益，對于高要求的壓力容器，應該采取多種多樣的維護措施來進行綜合保護，避免壓力容器發生腐蝕現象從而影響化工生產。所以對于每一種防腐蝕的措施都需要對每種使用情況進行有效的分析，保證壓力容器腐蝕現象處理的針對性，通過根據具體情況來采用不同的維護措施，這樣更能有效地保證壓力容器的完整性，也能保障化工生產的正常運作。

3 結論

綜上所述，壓力容器存在多種腐蝕現象，主要分為物理腐蝕、化學腐蝕、電化學腐蝕以及應力腐蝕這四種，本文在了解這四種腐蝕現象產生原理的基礎上，提出了相關對策。壓力容器一旦被腐蝕破壞就會對化工安全生產造成嚴重的威脅，所以在對壓力容器的防腐管理上最重要的還是對壓力容器進行科學的管理，通過從設計上到緩腐蝕劑的選擇上，再到維護管理上都需要嚴格進行管理，這樣才能保證壓力容器的正常運轉。