壓力容器的腐蝕與防腐蝕措施

王 斌

（江蘇中圣壓力容器裝備制造有限公司，江蘇 南京210048）

在制作壓力容器時，一般應用到的材料為金屬制材料，這是由于石油化工行業的生產作業需要接觸大量化學物質，例如二氧化碳、二氧化硫等，這些物質都具備一定的有害腐蝕性，或在潮濕、高溫環境下極容易發生各類化學物理綜合性反應，從而引發壓力容器腐蝕。同時，金屬材料長期處于這種作業環境中，也非常容易發生破損斷裂。本文從壓力容器的腐蝕類型和防腐蝕措施兩方面做了深入探討，對保證相關作業效益有著一定的現實意義。

1 壓力容器的腐蝕類型分析

1.1 電化學腐蝕

電化學腐蝕產生原因：壓力容器表面金屬材質與電解質溶液發生電化學反應，使得壓力容器表面金屬遭到腐蝕破壞。文章主要分析電化學反應機理情況，一般情況下，壓力容器金屬表面發生電化學腐蝕分為陰極反應和陽極反應兩種。其中，陰極反應為壓力容器較常見的還原化學反應，是一種氧化劑將金屬表面與溶液中電子吸收的過程。而陽極反應是一種氧化反應，當壓力容器金屬丟失電子后，與電解溶液發生氧化的過程。需要注意的是，一般壓力容器的電化學腐蝕往往會伴隨著化學腐蝕和物理腐蝕的發生。

1.2 物理腐蝕

物理腐蝕簡單來說就是物理溶解腐蝕，主要指壓力容器中長期儲存的液態原料發生物理溶解。這種單純的物理溶解與電化學反應最大的區別就是，腐蝕過程金屬和溶液沒有發生任何結構、化學變化，只是單純金屬剝蝕或溶解。一般在常溫環境下，壓力容器大部分金屬材質并不會發生反應，除少數化學性能活潑的金屬。但是，在高溫高壓狀態下，熔點較高的金屬仍保持固態，而熔點低的金屬則物化為液態，液態金屬不僅會溶解固態金屬，甚至還會對壓力容器的金屬鐵壁造成一定的腐蝕。

1.3 化學腐蝕

化學腐蝕往往發生在非電解質溶液和干燥氣體中，主要是壓力容器中金屬表面與非電解質發生純化學反應，從而導致化學腐蝕的現象，俗稱干腐蝕。在純化學反應中，壓力容器金屬表面與非電解質一般表現為氧化還原反應，例如金屬原子與氧化劑之間發生的電子交換現象，引發腐蝕。

1.4 應力作用腐蝕

壓力容器中經常儲備的化工、石油原料在攪拌、反應作用影響下，一直處于不斷流動、翻轉過程中。這種情況下，原料中各個化學物質融合在一起，從而持續性對壓力容器內壁產生沖刷作用，例如粘拉和擠壓內壁等，這種現象被稱為盈利作用，則產生的腐蝕為應力作用腐蝕。應力作用腐蝕不會明顯對壓力容器外觀產生變化，但其發展破壞速度非常快，在加上難以及時發現，因此造成的不良后果相對嚴重。

2 壓力容器防腐蝕的有效防護措施

2.1 科學選擇金屬材料

壓力容器自身金屬材質也是引發腐蝕的主要因素，因此，為了從根本上避免腐蝕問題出現，就需要在制作壓力容器過程中注意材料的管理和控制。例如，可以采取多種金屬組合材料，提高壓力容器的質量性能，或者在制作壓力容器時應用合金元素，這也能有效提高其耐腐蝕性。此外，還可以適當添加鎳材料制作壓力容器，從而增強壓力容器表面抗腐蝕性。在選擇其他材料制作壓力容器時，還要詳細計算并精確介質易燃和腐蝕度，其中容器的主體材料要按照平時工作溫度、工作壓力來選擇，還要著重關注壓力容器內部介質與材料之間的影響關系。

2.2 合理運用緩腐蝕劑

作為一種化學藥物，緩腐蝕劑能在一定程度上降低腐蝕嚴重性。將緩腐蝕劑應用到壓力容器中，不僅能降低腐蝕時間，還可以增加壓力容器使用壽命，保障后續相關生產作業的安全操作。需要注意的是，使用緩腐蝕劑時要控制好劑量，若劑量過量，就會加快壓力容器腐蝕，從而影響化工原料質量。

2.3 電化學保護方法

（1）犧牲陽極保護法。犧牲陽極保護方法主要借助壓力容器中的合金和金屬，以上介質的電極電勢低于被保護電極，一般稱為陽極。將這種金屬介質用于容器金屬表面，從而形成腐蝕電極，使被保護的金屬變為陰極，并受到保護。

（2）外加電流法。外加電流法是一種將被保護金屬和另一附加電極作為電池兩級，被保護金屬為陰極，并受到外加直流電影響成為陰極，受到保護。這種方法常用在土壤、河水金屬設施防腐蝕中。

2.4 確保焊接質量

在對壓力容器進行焊接時，通過進一步保障容器焊接質量，降低裂紋產生率，也能有效改善腐蝕現象。在對壓力容器做焊接工作時，操作人員應嚴格遵守焊接規范進行，并選擇合適的材料、焊條、工藝方法，管理人員在每道工序中加強質量控制，從而確保焊接質量。在投入應用前，也需要對壓力容器做好質量檢測，合格后才可以投入使用。此外，還可以依據壓力容器不同材質性能做好熱處理，以此強化容器穩定性。

2.5 金屬表面覆蓋層保護

使用金屬或非金屬材料覆蓋在壓力容器表面，并在使用環境中具有耐蝕性，從而提高使用壽命。非金屬覆蓋層包括涂層、襯里；金屬覆層包括電鍍、噴涂、化學鍍、滲透等。

2.6 加強壓力容器日常維護

上述提高的防腐蝕措施對一般性壓力容器腐蝕有著針對性防控作用，若要從整體上提高壓力容器防腐蝕效果，保證其經濟效益，除了要對壓力容器做好防腐蝕外，日常的維護和管理也非常重要。例如，相關管理人員應每日做好壓力容器的綜合評價分析，并依據相關檢查記錄進行針對性維護管理。同時，定期更換和修整壓力容器，盡可能減少腐蝕問題導致的生產作業事故。相關企業還可以制定嚴格的獎懲制度，并培養員工和操作人員壓力容器使用和管理能力，從而激發其維護積極性。

3 結語

總而言之，壓力容器在應用時必須重視防腐蝕措施，并通過深入分析常見腐蝕問題，提出針對性解決辦法，從而提高壓力容器安全性能，保障相關生產作業的健康發展。