化工生產壓力容器腐蝕問題的原因及防護措施

張攀(新疆化工設計研究院有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830001)

0 引言

壓力容器是化工設備中一大重要類別。壓力容器是經常在復雜特定的環(huán)境中使用，受到不同因素的影響，容易導致壓力容器出現腐蝕問題，只有采取科學的化工生產防護處理對策才能有效緩解壓力容器設備的腐蝕問題，延長設備的使用周期，為壓力容器的正常運行奠定扎實的基礎。

1 壓力容器腐蝕問題類別

1.1 壓力容器的應力腐蝕問題

所謂的應力腐蝕主要是指金屬材料受到應力因素或者其他環(huán)境因素的影響，主要是由于拉應力過大從而導致的延遲裂紋。應力腐蝕開裂的表面癥狀并不明顯，如果出現裂紋就會加速腐蝕和破壞。到目前為止，對應力腐蝕檢測工作的難度依然較大，應力腐蝕破壞的出現可能性在不斷增加，在設備的生產前后或者設備運行過程中都有可能出現腐蝕問題。

1.2 壓力容器的物理腐蝕問題

這種腐蝕問題主要是由于壓力容器受到物理溶解因素的影響出現了破壞問題。造成物理腐蝕的主要因素是全面腐蝕、晶間腐蝕以及應力腐蝕等問題。比如，對于放置熔融鋅的鋼容器來說，它的腐蝕主要是鐵受到液態(tài)鋅的影響，從而出現了不同程度和不同類型的腐蝕，影響容器的正常作用發(fā)揮，物理腐蝕帶來的損傷也較大，制約壓力容器自身作用的發(fā)揮。

1.3 壓力容器的化學腐蝕問題

這種腐蝕也可以稱為干腐蝕，主要是指壓力容器的金屬外表與電解質溶液發(fā)生電化學反應，這樣就會造成壓力容器的破壞，化學反應中不存在電流。化學反應本身就是由于金屬外觀的原子和非電解質的氧化劑之間發(fā)生氧化還原反應，從而出現腐蝕產物，化學腐蝕反應大都發(fā)生在干燥環(huán)境或者非電解質溶液中。

1.4 壓力容器的電化學腐蝕問題

這種腐蝕可以稱為濕腐蝕，主要是指壓力容器的金屬外表與電解質溶液發(fā)生電化學反應，這樣就會造成壓力容器的內部損壞，化學反應中存在電流。電化學腐蝕的發(fā)生條件需要至少發(fā)生陰極反應和陽極反應，并在壓力容器內部形成回路。其中的陽極反應主要是指金屬表面失去電子變成離子狀態(tài)到達溶液，反應過程是一個氧化的過程。陰極反應則是金屬內部所剩的電子在金屬外面與溶液中被吸收，在此過程中，金屬中的電子離子流和不同介質中的離子流產生回路，這一過程是還原過程。

2 化工生產中的壓力容器防腐處理方案

2.1 結合實際需求科學選擇壓力容器的材料

要想不斷降低金屬的腐蝕問題發(fā)生率，我們需要按照壓力容器的自身作用和環(huán)境需求選擇合適的材料。為了提升壓力容器的自身耐蝕性，在壓力容器的制作材料中可以增加一些金元素，從而形成耐蝕合金，提升壓力容器的耐腐蝕能力。比如，可以在鋼金屬中增加鎳元素，從根本上提升壓力容器的耐腐蝕成效。當然，工作人員還應該結合介質的易燃狀況和毒性提升其安全性。

2.2 從根本上提升加強焊接的工藝水平

在壓力容器的焊接過程中，焊接工藝水平直接關系到焊接質量。為此，我們應該結合相關要求選擇合適的焊接材料和技術，不僅如此，還要指派專業(yè)的電焊工人參與到施工中。在不銹鋼材料的使用過程中嘗試利用電弧焊或者氬弧焊技術。在焊接工作落實過程中，應該提前對其進行預熱處理，焊接完成之后，還應該對其進行穩(wěn)定化熱處理，還要及時檢查焊接后的外觀是否完整。不僅如此，還應該結合設計施工圖紙的需要認真落實好腐蝕試驗和探傷工作。

2.3 充分發(fā)揮緩蝕劑的作用提升防腐水平

這種試劑的主要作用就是干擾腐蝕化學物產生作用，它能夠在濃度較為合適的介質中保持自身良好狀態(tài)，從而有效發(fā)揮自己的防護作用。緩蝕劑的用量較小，一般來說都是需要用量在千萬分之幾，當然也有少數情況下的的用量在百分之幾，當然緩蝕劑的自身效果非常好，且具有較高的經濟效益。因此在使用緩蝕劑時，一般都是只需要使用非常少量的緩蝕劑就能取得顯著的成效，還能有效緩解金屬材料的腐蝕問題，同時還能從側面彰顯出金屬材料的物理特征。

2.4 合理運用襯里防護進行防腐處理

這種防腐處理擁有特定的使用條件，主要適用于一些介質腐蝕性較大的壓力容器，或者是一些耐蝕性較弱的金屬材料中，以及耐腐蝕性較強但是價格很高的壓力容器中。到目前為止，壓力容器的內部襯里涉及到很多不同的材料，比如一些不銹鋼材料、玻璃鋼材料以及聚四氯乙烯等，但是這種防腐處理方法所需的資金較多，施工也并不簡單。

2.5 科學使用防腐涂料進行防腐處理

這種涂料主要是在油漆涂料中的一種必備涂料，主要是由一些合成樹脂、橡膠或者植物油等組成的，使用環(huán)境也比較寬松，在比較艱難的環(huán)境下還能起到較好的防腐作用。通常情況下，防腐涂料是涂抹在金屬表面的，等涂料干了之后就能形成一層保護膜。這層保護膜能夠有效分隔開溶液與介質，盡量減少二者之間的腐蝕反應發(fā)生率，從而有效提升防腐作用。

2.6 積極采用電化學防腐措施

第一，采用犧牲陽極保護法的方法進行防腐處理。通過這種方法能夠較好地做好防腐處理工作，電極的電勢比壓力容器中被保護的電極合金和金屬低，可以在金屬表面形成腐蝕電極，從而有效保護金屬材料不受腐蝕。一般來講，犧牲陽極的材料可以分成以下幾種，比如鋅、鋁以及合金等材料，這種保護方法的適用范圍主要是工業(yè)用水的不同設備和零件，還有一些石油管道或者大型的設備等，降低其腐蝕發(fā)生率。

第二，利用外加電流法進行防腐處理。這種方法主要把附加電極和被保護的金屬分別看作電池的兩級，被保護的金屬看成陰極，在外加直流電的作用之下獲得相應的保護，主要的適用范圍是河水或者土壤中的金屬設備防腐處理。

第三，科學選擇緩腐蝕劑。充分發(fā)揮緩腐蝕劑破壞電解質的電化學腐蝕反應的作用，這樣能有效降低金屬表面的腐蝕反應發(fā)生率，從根本上降低金屬的陰極和陽極反應發(fā)生率，降低金屬的電化學腐蝕出現率。在緩腐蝕劑的選擇過程中，我們應該嚴格按照相關要求來落實，由于不同腐蝕劑的濃度各不相同，介質的溫度和酸堿度也各不相同，因此其腐蝕效果也各不相同。基于此，我們應該結合周圍環(huán)境和被保護金屬的需求進行科學選擇。科學利用緩腐蝕劑能夠有效提升防腐效果，還能提升經濟效益，因此這種防腐處理方法得到了較為廣泛的運用。

3 結語

綜上所述，壓力容器在運用過程中始終存在被腐蝕損壞的風險，化工企業(yè)需要嚴格按照相關要求落實好壓力容器的檢查維護和管理維護工作，結合提前制定好的規(guī)劃，定期做好壓力容器的取樣檢測工作，不斷強化壓力容器的管理維護力度。這樣才能及時獲取壓力容器的腐蝕現狀，并提出解決方案，降低腐蝕發(fā)生率。