化工压力容器防腐蚀的方法浅析

张粟森,王 旭（大连中集重化装备有限公司,辽宁 大连 116600）

化工压力容器防腐蚀的方法浅析

张粟森,王 旭
（大连中集重化装备有限公司,辽宁 大连 116600）

摘 要：压力容器是化工行业非常重要的容器设备，其一旦发生腐蚀，会严重影响化工企业的正常运营，因此应结合化工压力容器常见的腐蚀类型，采取有效的防腐蚀方法，提高化工压力容器的安全性和稳定性。本文分析了化工压力容器常见的腐蚀类型，阐述了化工压力容器防腐蚀的方法。

关键词：化工压力容器；防腐蚀；方法

压力容器在化工领域的应用非常广泛，在实际应用中经常出现腐蚀疲劳、缝隙腐蚀、应力腐蚀等，不仅造成化工压力容器的损坏和失效，而且容易引发各种安全事故，造成严重的经济损失和人员伤亡，因此必须高度重视化工压力容器的防腐蚀处理，采用科学合理的方法，延长化工压力容器的使用寿命。

1 化工压力容器常见的腐蚀类型

1.1 电化学腐蚀

电化学腐蚀主要是电解质溶液和压力容器金属表面发生电化学反应，造成金属表面损坏。根据电化学反应机理，压力容器金属表面发生的腐蚀主要包括阴极反应和阳极反应[1]，介质离子流和金属电子流形成回路。压力容器阳极反应是一种常见的氧化反应，压力容器金属失去电子后，进入电解质溶液；阴极反应是一种还原反应，氧化剂吸收溶液和金属表面的电子。化工压力容器腐蚀多数是电化学腐蚀，通常情况下，其不仅仅是一种电化学作用，经常和生物、机械、物理等相互作用。

1.2 化学腐蚀

化学腐蚀也被称为干腐蚀，是指非电解质和压力容器金属表面发生的一种纯化学反应，造成压力容器破坏，其主要发生在非电解质溶液和干燥气体中[2]。化学腐蚀最主要的特点是非电解质和金属表面原子之间发生氧化还原反应，产生腐蚀产物。在氧化剂和金属原子之间发生电子交换，这种化学反应不会产生电流。

1.3 物理腐蚀

物理腐蚀是指由于物理溶解造成的压力容器金属损坏，例如，钢容器被盛放的熔融锌溶液腐蚀，铁容器和液态锌发生物理腐蚀。

2 化工压力容器防腐蚀的方法

2.1 选择合适的主体材料

根据化工压力容器承受的压力、温度、介质情况以及实际用途，在加工制作压力容器时，应选择合适的主体材料，可在金属材料中适当加入一些合金元素，或者用多种材料加工成耐蚀合金，例如，在钢材料中添加镍元素，加工成不锈钢材料，可有效提高化工压力容器的防腐蚀性，减缓金属材料发生腐蚀。化工压力容器材料选择和介质腐蚀性有着密切关系，在很大程度上，介质毒性和易燃程度对于选材也有着重要影响。例如，Q235-B材料的压力容器不能盛装高危介质；Q235-A材料的压力容器不能盛装易燃、易爆介质[3]。

2.2 重视防腐蚀设计

根据化工行业的相关规定，只有具备相应资格认证的企业或者单位才能制造或设计化工压力容器。为了有效控制化工压力容器发生腐蚀，应高度重视容器的防腐蚀设计，在设计过程中合理控制集中应力，减少有可能造成腐蚀介质大量积聚的缝隙和缺口，优化压力容器的结构组织。在设计化工压力容器过程中，除了严格满足《化学压力容器规定》和GB150外，还要考虑到主体材料受到不同介质的影响。例如，在湿润的H2S环境中，尽量采用低合金钢和碳钢；在液氨环境中，尽量采用高强度低合金钢和低碳钢。化工压力容器化工设计要选择合适的设备衬里和材质，压力容器主体材料可主要采用碳钢，或者采用钛材、铜材或不锈钢，衬里材料做好选择聚四氟乙烯、瓷砖、玻璃、石墨、橡胶等抗腐蚀材料[4]。

2.3 采用缓蚀剂

对化工压力容器采用缓蚀剂，可获得良好的经济效益。通常情况下，缓蚀剂主要由多种有助于减缓和防止压力容器发生腐蚀的化学物质组成，结合化工压力容器应用的实际情况，在金属材料中加入少量或者微量的缓蚀剂，可明显降低化工压力容器的腐蚀速度，并且不影响金属材料的机械和物理性能。

2.4 电化学保护

电化学保护可采用外加电流法和牺牲阳极保护法，外加电流法是指将保护金属材料作为阴极，附件电极作为阳极，对化工压力容器外加直流电，保护阴极金属材料，这个方法可有效防止河水、土壤中的压力容器发生腐蚀；牺牲阳极保护法是指将比电极电势低的合金或金属作为阳极，被保护金属做阴极[5]，在实际应用中，合金、锌和铝等可作为牺牲阳极材料，用于保护石油管路、工业金属构件等。

2.5 表面覆盖保护层

对化工压力容器表面覆盖一层保护层，将周围介质和金属材料有效隔离，例如，在化工压力容器表面覆盖搪瓷、涂刷油漆等物质，避免水或者空气直接和钢铁制品相接触，或者在压力容器表面镀上Ni、Cr、Sn、Zn等金属，通过这种表面覆盖法，在压力容器表面形成一层氧化物薄膜。

2.6 加强维护管理

化工压力容器防腐蚀有很多种方法，不同腐蚀类型，采用不同的防腐蚀措施，每种防腐蚀方法有其特殊的应用范围和条件。为了进一步提高化工压力容器的抗腐蚀性能，应做好日常的维护管理，化工企业在日常生产运营中，应严格按照化工压力容器的相关法律法规，结合压力容器的操作使用规范，定期进行取样检查，全面了解压力容器的腐蚀状况和缺陷情况，一旦发现问题，及时进行维护处理，避免压力容器腐蚀范围扩大。化工压力容器腐蚀严重影响其安全运行，应结合其腐蚀形态，注意分析其腐蚀破坏原因，从而有针对性地采取防腐蚀措施，抑制和减缓压力容器腐蚀，提高安全性和稳定性。

3 结束语

化工压力容器对于化工企业的正常生产运营有着不可替代的重要作用，一旦发生腐蚀损坏，会严重影响化工安全生产。因此应结合化工压力容器常见的腐蚀类型，注意分析和研究其腐蚀原因，采取合理有效的防腐蚀方法，提高化工压力容器的抗腐蚀性。

参考文献：

[1] 王非.化工压力容器设计中对局部腐蚀的考虑[J].化工设备与管道,2000(04):50-53.

[2] 周野,丁磊,杨冰.浅析化工压力容器的防腐蚀措施[J].中国石油和化工标准与质量,2011(02):202.

[3] 2005～2009年度全国防腐蚀行业优秀耐蚀非金属压力容器生产企业[J].全面腐蚀控制,2010(05):50.

[4] 王非,林英.在化工设备设计中对防腐蚀的考虑[J].化工设备设计,1999(04):30-32+4.

[5] 王玉飞,吉仁塔布,白竞平.压力容器在化工生产中的腐蚀与防护[J].化学工程与装备,2009(10):121-123+87.

作者简介：张粟森（1987-），男，辽宁大连人，本科，设计工艺工程师，研究方向：设计及制造工艺。