化工壓力容器防腐蝕的方法淺析

張粟森,王 旭（大連中集重化裝備有限公司,遼寧 大連 116600）

化工壓力容器防腐蝕的方法淺析

張粟森,王 旭
（大連中集重化裝備有限公司,遼寧 大連 116600）

摘 要：壓力容器是化工行業非常重要的容器設備，其一旦發生腐蝕，會嚴重影響化工企業的正常運營，因此應結合化工壓力容器常見的腐蝕類型，采取有效的防腐蝕方法，提高化工壓力容器的安全性和穩定性。本文分析了化工壓力容器常見的腐蝕類型，闡述了化工壓力容器防腐蝕的方法。

關鍵詞：化工壓力容器；防腐蝕；方法

壓力容器在化工領域的應用非常廣泛，在實際應用中經常出現腐蝕疲勞、縫隙腐蝕、應力腐蝕等，不僅造成化工壓力容器的損壞和失效，而且容易引發各種安全事故，造成嚴重的經濟損失和人員傷亡，因此必須高度重視化工壓力容器的防腐蝕處理，采用科學合理的方法，延長化工壓力容器的使用壽命。

1 化工壓力容器常見的腐蝕類型

1.1 電化學腐蝕

電化學腐蝕主要是電解質溶液和壓力容器金屬表面發生電化學反應，造成金屬表面損壞。根據電化學反應機理，壓力容器金屬表面發生的腐蝕主要包括陰極反應和陽極反應[1]，介質離子流和金屬電子流形成回路。壓力容器陽極反應是一種常見的氧化反應，壓力容器金屬失去電子后，進入電解質溶液；陰極反應是一種還原反應，氧化劑吸收溶液和金屬表面的電子。化工壓力容器腐蝕多數是電化學腐蝕，通常情況下，其不僅僅是一種電化學作用，經常和生物、機械、物理等相互作用。

1.2 化學腐蝕

化學腐蝕也被稱為干腐蝕，是指非電解質和壓力容器金屬表面發生的一種純化學反應，造成壓力容器破壞，其主要發生在非電解質溶液和干燥氣體中[2]。化學腐蝕最主要的特點是非電解質和金屬表面原子之間發生氧化還原反應，產生腐蝕產物。在氧化劑和金屬原子之間發生電子交換，這種化學反應不會產生電流。

1.3 物理腐蝕

物理腐蝕是指由于物理溶解造成的壓力容器金屬損壞，例如，鋼容器被盛放的熔融鋅溶液腐蝕，鐵容器和液態鋅發生物理腐蝕。

2 化工壓力容器防腐蝕的方法

2.1 選擇合適的主體材料

根據化工壓力容器承受的壓力、溫度、介質情況以及實際用途，在加工制作壓力容器時，應選擇合適的主體材料，可在金屬材料中適當加入一些合金元素，或者用多種材料加工成耐蝕合金，例如，在鋼材料中添加鎳元素，加工成不銹鋼材料，可有效提高化工壓力容器的防腐蝕性，減緩金屬材料發生腐蝕。化工壓力容器材料選擇和介質腐蝕性有著密切關系，在很大程度上，介質毒性和易燃程度對于選材也有著重要影響。例如，Q235-B材料的壓力容器不能盛裝高危介質；Q235-A材料的壓力容器不能盛裝易燃、易爆介質[3]。

2.2 重視防腐蝕設計

根據化工行業的相關規定，只有具備相應資格認證的企業或者單位才能制造或設計化工壓力容器。為了有效控制化工壓力容器發生腐蝕，應高度重視容器的防腐蝕設計，在設計過程中合理控制集中應力，減少有可能造成腐蝕介質大量積聚的縫隙和缺口，優化壓力容器的結構組織。在設計化工壓力容器過程中，除了嚴格滿足《化學壓力容器規定》和GB150外，還要考慮到主體材料受到不同介質的影響。例如，在濕潤的H2S環境中，盡量采用低合金鋼和碳鋼；在液氨環境中，盡量采用高強度低合金鋼和低碳鋼。化工壓力容器化工設計要選擇合適的設備襯里和材質，壓力容器主體材料可主要采用碳鋼，或者采用鈦材、銅材或不銹鋼，襯里材料做好選擇聚四氟乙烯、瓷磚、玻璃、石墨、橡膠等抗腐蝕材料[4]。

2.3 采用緩蝕劑

對化工壓力容器采用緩蝕劑，可獲得良好的經濟效益。通常情況下，緩蝕劑主要由多種有助于減緩和防止壓力容器發生腐蝕的化學物質組成，結合化工壓力容器應用的實際情況，在金屬材料中加入少量或者微量的緩蝕劑，可明顯降低化工壓力容器的腐蝕速度，并且不影響金屬材料的機械和物理性能。

2.4 電化學保護

電化學保護可采用外加電流法和犧牲陽極保護法，外加電流法是指將保護金屬材料作為陰極，附件電極作為陽極，對化工壓力容器外加直流電，保護陰極金屬材料，這個方法可有效防止河水、土壤中的壓力容器發生腐蝕；犧牲陽極保護法是指將比電極電勢低的合金或金屬作為陽極，被保護金屬做陰極[5]，在實際應用中，合金、鋅和鋁等可作為犧牲陽極材料，用于保護石油管路、工業金屬構件等。

2.5 表面覆蓋保護層

對化工壓力容器表面覆蓋一層保護層，將周圍介質和金屬材料有效隔離，例如，在化工壓力容器表面覆蓋搪瓷、涂刷油漆等物質，避免水或者空氣直接和鋼鐵制品相接觸，或者在壓力容器表面鍍上Ni、Cr、Sn、Zn等金屬，通過這種表面覆蓋法，在壓力容器表面形成一層氧化物薄膜。

2.6 加強維護管理

化工壓力容器防腐蝕有很多種方法，不同腐蝕類型，采用不同的防腐蝕措施，每種防腐蝕方法有其特殊的應用范圍和條件。為了進一步提高化工壓力容器的抗腐蝕性能，應做好日常的維護管理，化工企業在日常生產運營中，應嚴格按照化工壓力容器的相關法律法規，結合壓力容器的操作使用規范，定期進行取樣檢查，全面了解壓力容器的腐蝕狀況和缺陷情況，一旦發現問題，及時進行維護處理，避免壓力容器腐蝕范圍擴大。化工壓力容器腐蝕嚴重影響其安全運行，應結合其腐蝕形態，注意分析其腐蝕破壞原因，從而有針對性地采取防腐蝕措施，抑制和減緩壓力容器腐蝕，提高安全性和穩定性。

3 結束語

化工壓力容器對于化工企業的正常生產運營有著不可替代的重要作用，一旦發生腐蝕損壞，會嚴重影響化工安全生產。因此應結合化工壓力容器常見的腐蝕類型，注意分析和研究其腐蝕原因，采取合理有效的防腐蝕方法，提高化工壓力容器的抗腐蝕性。

參考文獻：

[1] 王非.化工壓力容器設計中對局部腐蝕的考慮[J].化工設備與管道,2000(04):50-53.

[2] 周野,丁磊,楊冰.淺析化工壓力容器的防腐蝕措施[J].中國石油和化工標準與質量,2011(02):202.

[3] 2005～2009年度全國防腐蝕行業優秀耐蝕非金屬壓力容器生產企業[J].全面腐蝕控制,2010(05):50.

[4] 王非,林英.在化工設備設計中對防腐蝕的考慮[J].化工設備設計,1999(04):30-32+4.

[5] 王玉飛,吉仁塔布,白競平.壓力容器在化工生產中的腐蝕與防護[J].化學工程與裝備,2009(10):121-123+87.

作者簡介：張粟森（1987-），男，遼寧大連人，本科，設計工藝工程師，研究方向：設計及制造工藝。