論化工壓力容器的防腐蝕措施研究

李婷婷

摘要：在石油化工生產過程中，壓力容器是必不可少的一種化工設備。壓力容器按壓力等級可分為低壓容器、中壓容器、高壓容器和超壓容器，按作用的不同可分為反應容器、換熱容器、分離容器、儲運容器，類別較多，反應條件又極其復雜多變，因而生產使用過程中易出現許多問題，其中最常見的問題就是壓力容器腐蝕問題，所以壓力容器的防腐措施至關重要，本文針對此類情況進行了具體分析，并提出了解決方案。

關鍵詞：化工；壓力容器；防腐蝕；措施

中圖分類號：TU712文獻標識碼：A

引言

化工工藝中的傳質、傳熱、存儲等工藝流程及相關化學反應，均涉及到化工壓力容器的應用。化工生產領域涉及到眾多危險化學品的使用，某些反應過程會具有強放熱、劇毒、強腐蝕性、易自燃、爆炸等危險特性，一旦發生事故，其導致的人員與經濟損失難以計量。因此，化工壓力容器的從設計、裝配至使用過程中要進行有效的安全控制，避免生產過程中的隱患，保證化工企業的安全運營。

1 壓力容器的幾種腐蝕類別

1.1 應力造成的腐蝕

應力腐蝕是指在金屬材質的壓力容器中，由于拉力作用造成了具有延遲性質的裂痕，破壞了金屬壓力容器的氧化膜表層，未被破壞的氧化膜與被破壞氧化膜下露出的金屬表層形成了陰陽極，化學試劑作為介質，滿足了化學腐蝕反應的條件，由此造成的一種腐蝕。應力腐蝕發生的速度較快，且沒有明顯的外觀變形，不易被及時發現，對容器的破壞較嚴重。應力造成的腐蝕可能發生在設備使用前，也可能發生在設備使用后，目前沒有很好的監測手段可以隨時監控壓力容器的內部情況。壓力設備的設計及材料選擇的不合理都可能會導致應力腐蝕發生。

1.2 物理因素造成的腐蝕

物理因素造成的腐蝕一般簡稱為物理腐蝕，是因為壓力容器中長時間的存放液體金屬化學溶液而造成的壓力容器設備腐蝕。物理腐蝕并不發生任何化學反應，而是壓力容器內膜的固態金屬溶解在盛裝的液態金屬中，物質形態發生了變化，從而出現了腐蝕的現象。例如，長時間盛放液態鋅的鐵制內膜壓力容器，由于內部固態金屬長時間與液態鋅接觸而發生物理腐蝕。此類腐蝕比較常見，是壓力容器腐蝕主要類型之一。

1.3 電化學反應腐蝕

電化學反應腐蝕的原理是壓力容器中盛裝的電解質溶液或空氣中的水分子覆蓋在壓力容器的金屬面，構成了電解質，而壓力容器表面的固態金屬則構成了正負極，形成了原電池，從而發生電化學反應。這是一種濕腐蝕，一般發生在液體環境中，例如，鋼制的壓力容器在潮濕的環境中易發生電化學反應，因為鋼中不僅含有鐵，還含有其他物質。在潮濕環境中，鋼中的鐵與鋼中的其他物質及空氣中的H2O形成了原電池，因此發生腐蝕反應。電化學反應腐蝕會產生大量陰陽離子，形成陰陽電流，在正負極離子的移動過程中，可能會對容器表層固體金屬進行轉移，形成干腐蝕。電化學腐蝕也是壓力容器常見的腐蝕之一。

1.4 化學腐蝕

化學腐蝕是指壓力容器中盛裝的干燥性氣態化學氧化試劑或非電解質溶液進過長時間的放置后，直接與其金屬表層發生氧化還原反應而造成的腐蝕破壞。這種反應也被稱作干腐蝕，需要滿足特定的反應條件才會發生。這種腐蝕的產生是由于盛放的氧化劑與金屬表層的分子或原子之間發生了電子交換，使試劑中的金屬原子還原被置換出來，金屬表層被氧化，不僅設備被腐蝕，還生成了金屬沉淀物，附在壓力容器內部表層上，阻礙容器設備的正常運行，影響生產效率。

2 防治壓力容器腐蝕的策略

2.1 注重并結合實際選擇材料

化工壓力容器材料選擇過程能從根源處減少容器的腐蝕，應根據應用情況及相關要求來對化工壓力容器的材料進行選擇。首先，在考慮材料防腐蝕性能的同時，也應適當的考慮材料的耐高溫、耐高壓等性能，從而抑制物理腐蝕的發生概率；其次，根據實際石油化工生產環境及長須盛裝的溶劑種類來進行材料選擇，例如，盛放溶劑為還原性較強的溶劑或在較潮濕環境中應盡量避免使用鐵質壓力容器；最后，應根據相關標準規定來選擇材料，要注意材料的結構，不可使用晶間空隙大的材料，以免發生滲透造成腐蝕。一般主要使用碳鋼為鑄造壓力容器的材料，也可使用銅或鈦作為材料。

2.2 科學應用緩腐蝕劑

緩蝕劑有吸附膜類型的緩蝕劑、氧化膜類型的緩蝕劑、沉淀膜類型的緩蝕劑幾種類型。吸附膜類型的緩蝕劑能優化壓力容器表層金屬材料抗腐蝕性能，是一種有機溶劑；氧化膜類型的緩蝕劑本身就是一種氧化劑，可以與試劑中的還原性物質發生氧化還原反應，置換出的物質會附在內部形成一層保護膜，減少腐蝕反應；沉淀膜類型緩蝕劑會在壓力容器內部形成一層沉淀保護膜，阻礙還原性物質與金屬表層直接接觸，提升壓力容器防腐能力。

2.3 加強焊接質量控制

（1）焊接工藝的控制在壓力容器的制造過程中，應嚴格按照其設計圖紙進行監造。在壓力容器的焊接過程中，根據相關標準和施工圖要求進行焊接工藝卡制定。在焊接工作開展之前，首先進行與容器相同材質的預焊工作（如殼體進行焊前預熱、焊條烘干及保溫），制定焊接曲線。在焊接的過程中要嚴格按照焊接工藝評定卡和焊接工藝文件要求執行。（2）焊接過程中的熱處理控制壓力容器焊接前/后的熱處理工藝非常關鍵。因為在一些特殊構造的壓力容器，在焊接的過程中內部可能產生殘余應力，一旦殘余應力失控，就會給整個壓力容器留下安全隱患。如果在焊接過程中進行有效的熱處理，能夠消除設備內部殘余應力，確保壓力容器內應力在可控范圍內。（3）焊接工藝檢驗、驗收壓力容器的拼接組焊后，需要對所有焊縫（縱焊縫、環焊縫）質量進行無損探傷檢測，檢測標準在達到國標前提下滿足施工圖技術設計要求。焊接需要有焊接資質有經驗的操作人員施焊，焊接工程師及相關人員對結構進行驗收。

2.4 注重壓力容器的日常維護與管理

以上所提到的每一種應對壓力容器腐蝕的策略都有一定的適用范圍，從整體上講，應該以經濟性、所產生的社會效益防腐蝕的效果、以及難易程度作為衡量的標準，進行綜合評價與分析。除了對壓力容器進行防腐蝕外，日常的管理與維護也是必不可少的。如可以每日做檢查記錄，定期抽查，加強日常管理監督，及時更換修理壓力容器，盡量降低由腐蝕造成的作業事故。此外，還可以制定合理規范的獎懲條例，激發員工規范維護壓力容器的積極性。

結束語

綜上所述，化工壓力容器的腐蝕對石油化工生產的安全性起重要影響，腐蝕反應對容器損害極大，從而影響石油化工生產的正常進行，所以相關人員必需要引起重視，在正常生產時應該定期進行檢測，例如定期進行測厚，對測厚數據進行分析并采取相應防腐蝕手段，保證壓力容器安全正常的運行，為生產裝置的運行保駕護航。

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