液化石油氣儲(chǔ)罐應(yīng)力腐蝕的分析與預(yù)防

許汝治(陽(yáng)江市晨熙煤氣有限公司,廣東陽(yáng)江529500)

液化石油氣儲(chǔ)罐應(yīng)力腐蝕的分析與預(yù)防

許汝治(陽(yáng)江市晨熙煤氣有限公司,廣東陽(yáng)江529500)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，液化石油氣儲(chǔ)罐的防腐工作逐漸得到了人們的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的預(yù)防過(guò)程中存在著一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)為檢驗(yàn)工作不及時(shí)、液化石油氣儲(chǔ)罐的脆化性強(qiáng)、預(yù)防措施不得當(dāng)?shù)鹊?。針?duì)以上情況，工作人員應(yīng)該根據(jù)儲(chǔ)罐的預(yù)應(yīng)力對(duì)腐蝕情況進(jìn)行分析，通過(guò)化學(xué)成分分析的方法降低介質(zhì)的腐蝕性。因此，本文以液化石油氣儲(chǔ)罐應(yīng)力腐蝕的分析作為突破點(diǎn)，對(duì)預(yù)防措施進(jìn)行研究。

液化石油氣；儲(chǔ)罐；腐蝕；分析；預(yù)防

近年來(lái)，液化石油氣在人們的生活中發(fā)揮了巨大的作用。由于液化石油氣具有易燃的特性，在儲(chǔ)運(yùn)中如果發(fā)生儲(chǔ)罐腐蝕的現(xiàn)象，極大可能引發(fā)安全事故，因此對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行保養(yǎng)防腐是必不可少的。工作人員應(yīng)該制定出有效的防腐方案，根據(jù)設(shè)備的腐蝕進(jìn)行原因分析，并且積極制定有效的處理措施。

1 液化石油氣儲(chǔ)罐腐蝕研究

液化石油氣中含有二氧化硫、氫以及游離水等成分，以上都是腐蝕性較強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，會(huì)對(duì)儲(chǔ)罐帶來(lái)一定的威脅。因此，如果不能夠及時(shí)對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)外部制定有效的防腐措施，則會(huì)引發(fā)液化石油氣泄露、火災(zāi)等情況，危及安全生產(chǎn)。為了保障企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行，管理者必須采取一定的預(yù)防措施。

1.1 腐蝕形成原因

（1）從腐蝕形成的原因上來(lái)看，只有是由于液化石油氣中的液化因子與氧氣發(fā)生反應(yīng)，加快了液化石油氣的流動(dòng)速度，使腐蝕氣體散播在空氣中，從而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力較弱，并對(duì)儲(chǔ)罐產(chǎn)生腐蝕。

（2）當(dāng)液化石油氣中的介質(zhì)在溫度較高的封閉空間運(yùn)行時(shí)，液化石油氣中的氮原子會(huì)沿著儲(chǔ)罐的四周進(jìn)行蔓延，在表面擴(kuò)散的同時(shí)形成脆化層。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)的塑性來(lái)講，脆化層的形成使得預(yù)應(yīng)效應(yīng)瓦解，在負(fù)荷作用的影響下出現(xiàn)開(kāi)裂的情況。

（3）液化石油氣儲(chǔ)罐的表面通常是以焊接方式進(jìn)行加固。但如果工作人員的技術(shù)性不強(qiáng)，很容易出現(xiàn)連接點(diǎn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。如果儲(chǔ)罐表面有微小的裂紋，分子的離合性會(huì)增強(qiáng)，內(nèi)部運(yùn)行也更加劇烈，使熔合區(qū)的固體脆性減弱，并使開(kāi)裂的危險(xiǎn)增加。

1.2 應(yīng)力腐蝕的作用

應(yīng)力腐蝕的作用主要包括以下幾個(gè)方面：第一，從液化石油氣表面介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)看，一般以縱向發(fā)展為主，它會(huì)促進(jìn)保護(hù)膜的生成，并防止裂紋的產(chǎn)生。如下圖所示，該圖是應(yīng)力腐蝕作用圖。我們可以從中看出：不同應(yīng)力在液化石油

圖一應(yīng)力腐蝕作用圖

氣儲(chǔ)罐中流動(dòng)方向是不同，腐蝕前端的應(yīng)力過(guò)于集中，會(huì)出現(xiàn)橫向運(yùn)行的情況。而金屬原子作為游離物在儲(chǔ)罐的內(nèi)壁中形成一層保護(hù)膜，對(duì)組織結(jié)構(gòu)起到保護(hù)的作用。同時(shí)，保護(hù)膜的鈍化作用非常強(qiáng)，會(huì)在拉力的影響下使儲(chǔ)罐的形態(tài)不斷發(fā)生變化，直到出現(xiàn)裂痕為止。從本質(zhì)上來(lái)講，應(yīng)力腐蝕的必要條件就是拉伸力，它能夠使液化石油氣儲(chǔ)罐的使用性能下降，并在外部負(fù)荷性增加的情況下出現(xiàn)分子凝結(jié)的現(xiàn)象。從熱力學(xué)的角度來(lái)看，抗應(yīng)力腐蝕與其內(nèi)部組織的平衡性具有一定的關(guān)聯(lián)性，平衡性越好，越不容易出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。因此，儲(chǔ)罐裂縫的位置比較統(tǒng)一，一般在液面之下，這種情況也更容易使脆化層出現(xiàn)。

1.3 應(yīng)力腐蝕的危害

（1）破壞性強(qiáng)。應(yīng)力腐蝕而引起的裂紋往往深入到金屬內(nèi)部，一旦發(fā)生，很難修復(fù)，有時(shí)只好整臺(tái)設(shè)備報(bào)廢。

（2）腐蝕快。應(yīng)力腐蝕一旦產(chǎn)生裂紋，其腐蝕擴(kuò)展速率相對(duì)于其它類型的腐蝕要來(lái)的快。

2 液化石油氣儲(chǔ)罐腐蝕的處理措施

液化石油氣儲(chǔ)罐的防腐措施包括很多方面，工作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理，以減少液化石油氣泄露以及爆炸的概率。從液化石油氣儲(chǔ)罐腐蝕的基本部位來(lái)看，一般會(huì)發(fā)生在與液化物相近的底面中。儲(chǔ)罐被腐蝕的初期，儲(chǔ)罐的底部會(huì)出現(xiàn)一些明顯的坑洼，發(fā)生變形情況。當(dāng)?shù)搅烁g的中后期，罐內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)一些潰瘍狀的坑點(diǎn)，液化石油氣也出現(xiàn)連續(xù)泄露的情況。針對(duì)以上情況，工作人員應(yīng)該優(yōu)化處理措施，實(shí)現(xiàn)防腐的高效性。

2.1 選用優(yōu)質(zhì)的防腐涂料

防腐涂料的應(yīng)用是必不可少的，它能夠在一定程度上使儲(chǔ)罐得到保護(hù)。第一，材料的選用中，工作人員應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性、防腐性能、綜合效率等三方面出發(fā)，體現(xiàn)涂料的整體性能。一般情況下，涂料的耐熔性是工作者選擇的第一標(biāo)準(zhǔn)。在涂抹的過(guò)程中，要求相關(guān)人員應(yīng)該沿著儲(chǔ)罐的內(nèi)壁進(jìn)行均勻的處理，重點(diǎn)對(duì)錯(cuò)落的邊角進(jìn)行把控，以達(dá)到全面覆蓋的目的。第二，為了使防腐涂料快速的滲透到儲(chǔ)罐內(nèi)部，工作人員應(yīng)該在U形的薄壁區(qū)加上一層附著薄膜，令整體的預(yù)應(yīng)力增強(qiáng)，也體現(xiàn)了涂料的抗沖擊性。最重要的是，如果發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐中出現(xiàn)了細(xì)微的裂紋，工作者要根據(jù)其深淺性進(jìn)行打磨，并在焊接部位涂抹防腐用料，經(jīng)過(guò)2個(gè)小時(shí)的晾曬后再實(shí)施修補(bǔ)工作。為了使內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力增強(qiáng)，不使焊接熱量過(guò)于集中，可以利用涂料中產(chǎn)生的液化介質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，為預(yù)防工作提供有利條件。

2.2 合理控制液化石油氣儲(chǔ)罐的硬度

液化石油氣儲(chǔ)罐的硬度控制是比較關(guān)鍵的防腐措施之一。首先，從對(duì)儲(chǔ)罐的焊接方式來(lái)講，工作人員應(yīng)該對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，并在表面殘余應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上劃分出熱效應(yīng)的影響區(qū)域。為了避免儲(chǔ)罐出現(xiàn)裂紋，工作人員應(yīng)該利用規(guī)范的焊接工藝促進(jìn)儲(chǔ)罐的硬性管理。經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明：在焊接后進(jìn)行熱處理是防止儲(chǔ)罐脆化的基本方法之一。在儲(chǔ)罐的焊接縫隙中比較容易出現(xiàn)H2S應(yīng)力腐蝕，如果液化膜在不斷運(yùn)動(dòng)下出現(xiàn)了水蒸氣，并滲入到焊接表層，會(huì)對(duì)儲(chǔ)罐造成較大影響。因此，工作人員應(yīng)該以焊條的長(zhǎng)度為準(zhǔn)，用連接鋼板構(gòu)建儲(chǔ)罐的主體框架，并根據(jù)焊接問(wèn)題與熱處理步驟確定操作標(biāo)準(zhǔn)。如果焊接區(qū)的儲(chǔ)罐硬性較大，則可以采用分階段的焊接方式等待外部材料溫度降低，并出現(xiàn)冷卻情況后再進(jìn)行處理。同時(shí)，操作人員要盡量減少腐蝕區(qū)咬合不緊的情況，在潰瘍狀麻點(diǎn)的四周做好標(biāo)記，并利用探傷儀檢驗(yàn)氣體中出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)氮原子的走向來(lái)確定基本的焊接線。

2.3 添加合理的緩蝕劑，選擇檢驗(yàn)周期

緩蝕劑的添加也是儲(chǔ)罐防腐中比較關(guān)鍵的部分。第一，從緩蝕劑的使用性能來(lái)看，它能夠與液化水發(fā)生反應(yīng)，形成游離狀的疏水基團(tuán)。分子團(tuán)在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)下會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)的情況，形成新的吸附膜，附著在儲(chǔ)罐的金屬表面中。儲(chǔ)罐發(fā)生腐蝕的重要原因就是水與二氧化硫的不斷反應(yīng)，而緩蝕劑則能夠降低分子運(yùn)動(dòng)的速率，對(duì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新規(guī)劃，并突破表層的金屬元素，加強(qiáng)儲(chǔ)罐的硬性。第二，從檢查周期的選擇上來(lái)看，操作人員應(yīng)該注重對(duì)儲(chǔ)罐的安全防控工作。按照設(shè)備的使用頻率來(lái)規(guī)劃?rùn)z驗(yàn)周期，并確定關(guān)鍵的檢測(cè)部位，通過(guò)無(wú)損分析的方法查看儲(chǔ)罐接頭的焊接情況，衡量安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。同時(shí)，工作者也要根據(jù)儲(chǔ)罐開(kāi)裂程度的不同選擇檢查范圍，對(duì)補(bǔ)修過(guò)的位置進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督。一般情況下，焊接長(zhǎng)度不能出現(xiàn)太大的變化，對(duì)于超過(guò)73mm的縫隙，則不予補(bǔ)修。最重要的是，工作人員也要針對(duì)實(shí)際條件做好記錄，從裂紋的長(zhǎng)短、腐蝕原因、縫隙深淺、顏色等幾方面出發(fā)，建立齊全的儲(chǔ)罐檔案，為后期的預(yù)防工作提供條件。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要從以下兩個(gè)方面出發(fā)：第一，對(duì)液化石油氣儲(chǔ)罐的應(yīng)力腐蝕進(jìn)行分析。第二，闡述了儲(chǔ)罐應(yīng)力腐蝕的預(yù)處理方式。從而得出：為了保證液化石油氣的良好儲(chǔ)運(yùn)，工作人員應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)儲(chǔ)罐的防腐處理，從出現(xiàn)腐蝕的根源出發(fā)，選擇優(yōu)質(zhì)的防腐涂料，實(shí)施正確的焊接方法，避免裂紋的擴(kuò)大和延伸。同時(shí)，也要添加合理的緩蝕劑，在金屬表面形成一層保護(hù)膜，為儲(chǔ)罐內(nèi)部組織的良好發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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