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化工压力容器腐蚀原因及防腐策略

2020-04-29王玉亮

中国化工贸易·中旬刊 2020年1期
关键词:腐蚀原因

王玉亮

摘 要:在开展相关化工生产工作时,压力容器设备有着举足轻重的地位。当压力容器发生腐蚀时,与之相关的化工反应也会受到影响,并且腐蚀了的压力容器会引起很大的安全隐患。本篇文章通过介绍化工压力容器腐蚀类型,以及影响其腐蚀速率的重要因素,积极提出相应的防腐策略,以期能够为相关从业人员提供参考意见,确保化工压力容器的安全性。

关键词:化工压力容器;腐蚀原因;防腐策略

1 化工压力容器的腐蚀类型

1.1 物理腐蚀

对于由各种金属材料制成的容器来说,在某些外界环境的影响下,长期存放不当可能会发生物理溶解现象。在这种情况下容器产生损坏现象,被称作为物理腐蚀。例如,在钢制容器中放入熔融金属,久而久之,二者之间便会发生物理变化,熔融金属会对容器产生一定的溶解作用。随着时间的增长,溶解现象变得越来越明显,进而造成严重的物理腐蚀。

1.2 化学腐蚀

如果容器的表面是金属材质的,在其中放入化学物质时,二者接触便会产生直接的化学反应,原材料的材质随之发生了改变,进而导致容器遭到损坏,这便是化学腐蚀。通常是干燥气体以及一些非电解质溶液,最容易诱导化学腐蚀发生。当容器与其中盛放的化学物质发生腐蚀时,金属原子展开电子交换的对象通常是氧化剂,在这样条件下,发生的氧化还原反应不会产生电流。

1.3 电化学腐蚀

对于化工压力容器来说,造成其腐蚀的最主要因素就是发生了电化学腐蚀。这种反应的腐蚀程度相较于物理腐蚀和化学腐蚀来说都更加强烈。在开展相关化工生产工作时,电解质溶液随处可见。这对于发生电解质反应来说,提供了良好的反应环境。从电化学的机理方面来看,电化学腐蚀是在阴极和阳极的基础上,在二者之间构成电流回流形成的。电化学腐蚀时,金属离子做阳极,其失去电子进而以离子的形态,进入到电解质溶液中。氧化剂作为该反应中的阴极,其主要任务捕捉金属中剩余的电子。电化学腐蚀不仅是单一的电化学过程,同时,也可应用到其他作用中,形成更为复杂的反应过程。

2 化工压力容器腐蚀产生的原因

2.1 压力容器本身的特点

化工压力容器腐蚀程度主要是由其材料特性决定的,容器所用材料的化学性质是否稳定,以及其杂质含量的多少对于反应速率有着重大影响。如果材料中夹杂一些惰性物质,其腐蚀速率就会明显增加。其次,影响其腐蚀速率的还有金属材料的表面晶型,以及其氧化状态。晶间腐蚀通常出现在粗糙的晶体材料上,而在其表面覆盖一层氧化膜,就可以提高其耐腐蚀性。例如,不锈钢材质的容器,在发生腐蚀的情况下,其焊缝金属会导致晶间腐蚀现象。腐蚀沿着晶粒之间的间隔,不断延伸到金属的内部,进而材料的耐腐蚀性能几乎完全消失。在制造容器的过程中,对材料进行煅烧,冷却等操作步骤,金属会产生一定的形变,随之伴随着较强的内应力,这种内应力对于金属来说也是起到加剧腐蚀作用的。除此之外,合金元素也会对于容器的腐蚀程度有着一定的影响,种类和含量有着较大差异的合金元素,对于腐蚀的敏感性也不同。

2.2 生产现场的因素

在化工压力容器的生产过程中,通常会接触到酸、碱、盐等一些具有腐蚀性的物质,这一类物质非常容易造成压力容器的腐蚀现象。虽然金属容器具有一定的抵抗能力,能够抑制介质的腐蚀,但是当相应的介质浓度很大时,便会超过容器材料的忍受极限,这样就会对容器造成严重的腐蚀。根据研究表明,介质温度的提高,能够有效加强介质之间的对流现象,导致介质的电阻不断降低,这对于发生电化学腐蚀来说是有利的前提条件。同时,过大的压力也会对数的腐蚀起到推动作用,当压力不断增大时,气体在戒指中的溶解度也会随之升高,这样一来相关电化学反应速率加快。

3 化工压力容器的防腐策略

3.1 选择合适的主体材料

在对化工压力容器展开设计的时候,应严格按照相关要求选用更为合理的材料。在开展设计工作时,应该尽量做到减小应力集中。对于容器成品来说,其金属材料的表面不应该存在着缺口或裂缝,以达到降低腐蚀速率的目的。其次,设计理念还应当与容器的具体用途、与实际使用环境进行结合。在压力容器的设计中,应该以相关文献为主要选材依据,按照其原则严格执行。除此之外,还应该一些注意力放在介质对于主体材料的影响作用上。

3.2 选择合理的环腐蚀剂

缓蚀剂具有良好的抗腐蚀作用,其能有效地减缓容器的腐蚀现象,它是由一种或者是一组特殊的化学物质组成的。当金属材料的表面被少量的缓释剂覆盖后,其金属材料的力学性就会有很好的保障。将一些特殊定制的缓蚀剂,添加在盛放某些戒指的化工压力容器中,其腐蚀速度甚至可以降低至零。因此,在化工压力容器防腐方面,添加相应的缓释剂是一种非常理想的选择,属于十分经济的金属防腐技术。缓蚀剂在金属与介质之间起到相应的作用,可以有效阻止发生电化学腐蚀。由于缓蚀剂覆盖在了金属的表面,那么构成电化学的阴极和阳极之间便会受到阻碍,这样金属发生电化学腐蚀的速率便会有所减缓。除此之外,还有氧化膜,沉淀膜以及吸附膜等不同类型,都能够达到有效抑制压力容器腐蚀的速率。在这种情况下,金属很难发生离子化,进而减缓了金属的腐蚀现象。或者,在金属表面形成沉淀,其通常与缓释剂分子,或者腐蚀介质中的金属离子产生相互作用,覆盖在阴极表面,使金属和介质之间的离子交换作用很难开展下去,进而改变其表面的性质,达到抑制金属腐蚀的效果。

3.3 改善焊接质量

对于金属材料来说,其焊接部位如果存在一定的残余应力,便会在很大程度上导致腐蚀断裂。想要有效地消除金属材料中存在的残余应力,可以将焊接质量不断提高,通过对焊缝区域的金相组织进行改善,不断提高其耐腐蚀性。到目前为止,在对不锈钢材料展开焊接工作的过程当中,电弧焊以及氩弧焊工艺被广泛应用于其中。但是不管应用于哪一种工艺,都必须以结构焊接规范的重要准则为前提依据。在开展相关焊接工作时,对其使用的焊条等焊接材料要适当选择,并且焊接材料还都必须通过质检机构的检测要求。对压力容器进行焊接之前,要对所操作的金属材料有着充分的了解。在其淬硬性、焊缝厚度等方面,充分考虑其特性,并且做好预热工作。在焊接工作完成后,还要及时开展相应的热处理。除此之外,应该注重对相关材料展开晶间腐蚀测试,这样便可以有效避免化工压力容器不达标现象的出现。

3.4 做好压力容器管理维护

在开展化工压力容器制作的过程中,需严格按照压力容器的各项使用规定却执行操作。对于容器的腐蚀情况要做到及时掌握了解,一旦发生化工压力容器发生腐蚀,或者其自身有着一定缺陷时,应尽快制定出相应的补救措施,防止其进一步腐蚀扩散,保证相关设备能够安全、稳定的运转下去。相关工作人员要深入的研究和分析各个腐蚀设备,对于其发生腐蚀的原因彻查清楚,并积极制定有关防御措施,避免该类造成腐蚀的原因重复出现,从而降低腐蚀现象出现的几率。

4 结束语

对于化工压力容器来说,其腐蚀现象的产生为化工生产工作带来了重大的安全危害。因此,加强对容器腐蚀的重视刻不容缓。本篇文章通过分析化工压力容器腐蚀影响的因素,对于该设备的工作环境以及腐蚀规律进行深入了解,制定了一定的防腐策略。旨在能够抑制其腐蚀速率不断减慢,进而达到使容器寿命延长的目的,确保化工生产相关工作能够更加安全更加稳定的运行下去。

參考文献:

[1]刘超锋,陆立颖,刘建秀,刘应凡,戚俊清,刘亚莉,许培援.金属压力容器腐蚀裕量的内涵[J].铸造技术,2013(07).

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