关于压力容器防腐管理的思考

徐建江

[摘要] 压力容器是一种盛装气体或是液体、承载一定压力的密闭设备，在化工生产过程中广泛使用。压力容器一旦受到腐蚀，将会对化工设备的正常运行造成严重的影响，压力容器的防腐管理至关重要，对于压力容器在运行过程中出现的问题应该及时采取补救措施，避免产生更大的影响。

[关键词] 压力容器；防腐管理；腐蚀

[DOI] 10.13939/j.cnki.zgsc.2015.24.128

1 压力容器的常见腐蚀现象

1.1 物理腐蚀

物理腐蚀是指压力容器由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏，一般是由于压力容器的液态金属发生了物理腐蚀，但是这种腐蚀并没有发生化学反应没有产生新的物质也没有发生电化学反应，仅仅是因为物理溶解而导致的压力容器被破坏，例如盛放液态锌的钢性压力容器，因为铁被液态的锌所溶解而导致压力容器被损坏。

1.2 化学腐蚀

化学腐蚀是指金属直接与接触的物质发生氧化还原反应，从而导致压力容器被氧化损坏的过程。这种腐蚀现象一般是要在特定的环境中才会发生，也称作干腐蚀，在腐蚀过程中，金属直接和氧化剂发生电子交换，发生化学反应，不会产生电流。例如化工厂中盛装的氯气与压力容器中的铁成分发生氧化还原反应，生成氯化亚铁，覆盖在压力容器上，阻碍了压力容器正常运行，而且还会影响化工生产的工作效率。

1.3 电化学腐蚀

电化学腐蚀其实就是金属和电解质组成了两个电极，组成腐蚀原电池，如果说化学腐蚀是一种干腐蚀的话，那么电化学腐蚀就是一种湿腐蚀，一般情况下，钢铁制品在干燥的空气中是不容易被腐蚀的，但是在潮湿的空气中却会很快被腐蚀，这就是因为在潮湿的空气中，钢铁制品表面形成了一层电解质溶液，钢铁制品并不是纯铁所以钢铁的铁会和少量的碳形成原电池，铁为负极，碳为正极，所以铁会失去电子从而被氧化，这就是钢铁制品电化学腐蚀的基本原理。所以，在电化学腐蚀中，由于电极反应，导致金属失去电子被氧化，反应产物是通过进入介质中的金属离子或者覆盖在金属表面的金属氧化物，电化学腐蚀的危害性很大，一方面，这种现象会在短时间内使得压力容器金属表面遭到大面积腐蚀，另一方面，压力容器因为腐蚀而产生的沉积物造成金属表面粗糙，使得压力容器启动和运行时，水中铁含量增加，会加剧铁垢的形成，也会加剧腐蚀的形成。

1.4 应力腐蚀

应力腐蚀是指化工容器金属材料在某些介质之中，因为各种拉力的作用而造成的一种延迟性裂纹，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏，然而破坏的表面又与没有破坏的表面分别形成阴阳两极，阳极处的金属变成离子从而被氧化溶解，流向阴极，进一步腐蚀已经被破坏的表面，但是发生应力腐蚀是需要如下条件的：首先是需要有一定的金属成分；其次还需要一定的介质环境；最后就是需要应力作用。必须在这种特定的条件下才能发生应力腐蚀，往往一旦发生应力腐蚀，所产生的影响就很大，因为应力腐蚀的速度较快，破坏十分严重，而且往往没有任何宏观变形，即在毫无预兆的情况下就发生了突然的变化，由于压力容器的设计不合理，结构材料选择不当，焊接过程中残留应力等原因就会为应力的产生提供有利的环境。

2 针对压力容器腐蚀现象的对策

2.1 压力容器设计中的防腐管理

想要搞好压力容器的防腐管理，就必须先从压力容器的设计开始，通过对腐蚀基本原理的了解和正确运用防腐知识来设计压力容器，这样才能从根本上解决压力容器的腐蚀问题。首先，在压力容器的材料选择上，既然是要防止压力容器的腐蚀，那么就要选择耐电蚀、应力腐蚀和耐疲劳腐蚀的材料，注意整个压力容器系统中材料之间的适应性以及融合度，避免不同金属材料相互接触，从而避免发生电化学腐蚀。同时还要对保温材料选择适当，比如说含有大量氯化物的保温材料就不适用于不锈钢设备，避免两者之间发生氧化还原反应；其次，关于压力容器的工艺设计和强度设计，要考虑周围环境对压力容器的影响，这就表明介质需要保持适当而且均匀的流速，保持适当的温度和浓度等，而且同时还要考虑腐蚀环境对于材料强度的影响，所以在强度设计上一定要非常重视；最后，在设计压力容器的时候，应该尽量避免形成缝隙从而产生积液的死区，所以这就要求严格的焊接过程，需要注意消除及降低焊接缝隙处的残余应力，避免给应力提供有利的产生环境，从而避免压力容器的应力腐蚀，同时应该根据钢材的淬硬性，焊条的使用条件等进行焊接的预处理，焊接之后进行稳定的热处理，对焊接的质量进行严格的把关。

2.2 选择合理的缓腐蚀剂

对于缓腐蚀剂的选择，必须要科学合理，因为缓腐蚀剂的缓解腐蚀效果与它所使用的浓度以及介质的酸碱值、温度以及流速等因素密切相关，需要根据被保护对象以及环境条件进行严格选择。缓腐蚀剂能够很好地对金属材料进行防腐保护，同时它的经济效益也很高，所以这就成为压力容器防腐技术中应用广泛的技术之一。缓腐蚀剂主要是影响金属在介质中发生电化学腐蚀，通过覆盖在金属表面，抑制表面的阳极反应和阴极反应，减缓金属的电化学腐蚀。另外还存在抑制压力容器的物理化学腐蚀的缓腐蚀剂，主要为氧化膜、沉淀膜以及吸附膜三种：氧化膜型缓腐蚀剂就是指其本身就是氧化剂，可以与金属发生作用，在金属表面形成紧密的氧化膜，阻碍金属离子化，从而减缓金属的腐蚀；沉淀型缓腐蚀剂就是在金属表面生成沉淀膜，可以通过缓腐蚀剂分子之间相互作用生成，也可以通过缓腐蚀剂与腐蚀介质中的金属离子作用生成，一般情况是在阴极区形成并且覆盖在其表面，阻断金属与介质之间的离子作用，减缓金属的腐蚀；吸附膜型缓腐蚀剂一般为有机缓腐蚀剂，这种缓腐蚀剂在腐蚀介质中对金属表面有良好的吸附性，改变金属表面的性质，抑制金属的腐蚀。

2.3 加强对压力容器的管理维护

在进行压力容器的维护管理时，需要考虑多方面因素，对压力容器的管理进行有针对性的维护，例如在对金属材料的防护效果上不能仅仅考虑金属的基本性质，还需要考虑维护方式的经济效益，对于高要求的压力容器，应该采取多种多样的维护措施来进行综合保护，避免压力容器发生腐蚀现象从而影响化工生产。所以对于每一种防腐蚀的措施都需要对每种使用情况进行有效的分析，保证压力容器腐蚀现象处理的针对性，通过根据具体情况来采用不同的维护措施，这样更能有效地保证压力容器的完整性，也能保障化工生产的正常运作。

3 结论

综上所述，压力容器存在多种腐蚀现象，主要分为物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀以及应力腐蚀这四种，本文在了解这四种腐蚀现象产生原理的基础上，提出了相关对策。压力容器一旦被腐蚀破坏就会对化工安全生产造成严重的威胁，所以在对压力容器的防腐管理上最重要的还是对压力容器进行科学的管理，通过从设计上到缓腐蚀剂的选择上，再到维护管理上都需要严格进行管理，这样才能保证压力容器的正常运转。