压力容器在化工生产中的腐蚀与防护研究
2017-03-06杨学明许斌湖州市特种设备检测研究院浙江湖州313100
杨学明 许斌（湖州市特种设备检测研究院，浙江湖州313100）
压力容器在化工生产中的腐蚀与防护研究
杨学明 许斌（湖州市特种设备检测研究院，浙江湖州313100）
随着社会经济不断发展，压力容器在社会生产中的应用愈加广泛。其中，锅炉容器在石油化工生产中常会出现腐蚀问题，严重影响压力容器的运行状况，甚至会引发安全事故问题。基于此，本文重点对压力容器在化工生产中的腐蚀问题进行探究，进而提出几点防腐蚀的建议。
压力容器；化工生产；腐蚀；防护
现如今，随着我国工业化水平不断提高，压力容器在化工生产中的应用也愈加广泛。但是在压力容器实际应用过程中，由于受到操作条件影响，如介质、压力、温度、湿度等，导致压力容器在很大程度上会出现腐蚀问题，并且腐蚀情况多样，如磨损腐蚀、全面腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等，严重影响压力容器在日常应用中的稳定性、安全性，严重时会出现爆炸事故。因此，我们必须要加强对锅炉压力容器腐蚀问题的研究工作，针对腐蚀情况提出相应的防护措施。
1 造成压力容器腐蚀问题的主要原因
1.1 金属材料自身的问题
由于压力容器都是用金属材料制成的，因此，其出现腐蚀问题的主要原因很大程度上是金属本身性质决定的结果。经过相关试验表明，合金腐蚀速度在很大程度上与合金含量有着直接关系，所以压力容器中杂质教学的情况下会加大腐蚀程度。同时，金属表面状态和晶型对腐蚀也会造成很大影响，如果金属表面较为粗糙，就会加大腐蚀程度，因此很多金属表面都会覆盖一层氧化膜。金属晶粒越粗，会提高腐蚀速度。此外，在压力容器生产过程中，由于在制冷过程中的技术应用不当产生变形，会导致金属内部出现较大的内应力，从而加速腐蚀速度，特别是在有H2S存在场合也会导致压力腐蚀，出现金属表面破裂问题。
1.2 运作环境
在化工生产过程中，很容易出现很多腐蚀性介质，包括酸、碱、盐、氧、水等，这些因素都会在很大程度上加快金属腐蚀速度。通常情况下，不同结构的金属对介质腐蚀存在一定的适应范围，例如钢的耐腐性较高，但是依然会出现腐蚀问题，究其原因是因为超出了适应范围。因此，在压力容器在应用过程中，必须要对介质种类、物质浓度、化学成分、杂质、酸碱值、水分等进行控制。
介质温度越高，其压力就会越高，腐蚀速度也会随之增加。从本质上来说，腐蚀是一种化学反应，如铁锈就是因为接触了空气中的氧分子形成类四氧化三铁。从有关实验表明，压力容器内部温度每提升10℃，其腐蚀速度就会提高1-3倍。温度提高会加速溶液对流，从而提高扩散速度、降低电解液的电阻，从而大大提高了腐蚀速度。同时，压力提高也会提高腐蚀速度，主要是因为电化学过程中气体浓度会随压力增加而增加。介质流动速度也是同样的机理，会造成局部腐蚀问题严重。
2 压力容器腐蚀防护的几点建议
2.1 正确选择金属材料
由于导致压力容器腐蚀的主要因素是金属本身，这就需要在制作压力容器过程中，能够通过多种金属材料组合形成制造出耐腐蚀金属，或者在制作材料当中融入合金元素，从而提高金属表面的耐腐蚀性，减缓腐蚀速度（无法做到彻底防治腐蚀）。如可以在钢材料中加入镍材料，这样即可大大提高压力容器自身的耐腐蚀程度。同时，介质易燃程度和腐蚀程度也决定了如何选材。如Q235-A.F不允许用于易燃或具有中度以上危险的介质环境等。由此可见，在Q235-A.F选材层面上，主体材料选择不仅要根据容器工作压力和工作温度，同时也要注意压力容器内部所产生介质对材料自身的影响。
2.2 加强防腐设计
从法律角度上分析，企业想要生产压力容器必须要具备生产资格证明，这就在一定程度上保障了压力容器的生产质量。为了能够缓解压力容器的腐蚀速度，需要加强压力容器的设计工作，从而防止压力容器应用过程中的快速腐蚀问题，避免腐蚀介质过于集中某一个点，注重压力容器自身的组织结构。在开展压力容器设计过程中，必须要严格按照有关规定进行选材，同时也需要注重不同介质对材料性能的影响。如在湿H2S应力腐蚀环境中，需要在容器当中采用碳钢和低合金钢作为主要材料。此外，还设计过程中合理选择设备材质和衬里。设备主体采用碳钢，在特殊条件下也可以选择铜材、不锈钢、钛材。衬里可以选择石墨、玻璃、瓷砖等耐腐材料和不腐蚀材料。
2.3 合理应用缓蚀剂
在压力容器中加入缓蚀剂能够有效加强防腐性能。通常情况下，缓蚀剂能够附着在金属表面上，形成一道保护膜，从而减缓金属的腐蚀速率。在缓蚀剂应用过程中，可以加入少量缓蚀剂即可放慢腐蚀速度，甚至能够将速度降低到零（理论上的完全防腐），同时应用缓蚀剂也能够保障金属物理性能不变。此外，缓蚀剂是表面覆盖法的重要组成部分，也可以采用其他的表面覆盖法，如在金属周围采用介质隔离，包括在压力容器表面涂抹油气、覆盖陶瓷物质等，也可以在金属表面镀上一层防腐金属，包括Zn、Sn、Cr、Ni等。
3 结语
综上所述，压力容器在化工生产中常常会出现腐蚀问题，包括金属腐蚀和环境腐蚀两种情况。因此，可以针对压力容器自身和腐蚀介质两个方面提出相关的防腐措施，如选择防腐金属材料、强化防腐设计、应用防腐介质等，这样才能够从多个方面提高压力容器的防腐性能。
