浅析压力容器腐蚀的影响因素及防范措施

范跃瀚

（中船圣汇装备有限公司，江苏 苏州 215600）

压力容器是装载液体和气体并承担较大压力的密闭性设备，或内部有可形成压力的流体，以及受外压的设备等。腐蚀、开裂、破损、冲蚀以及物理受损等都是压力容器最明显的失效形式。压力容器以及附件等常常由于物料的腐蚀、劣化、改变、开裂等原因出现重大灾害事故，大部分是因为腐蚀引发的。一个构造完整的压力容器，常由于使用过程忽略腐蚀问题而造成应用期限下降或损坏失效，引起安全事故，在具体操作中一定要深刻认识，采用科学的策略进行预防。

1 压力容器出现腐蚀的主要影响要素

1.1 外部环境原因

压力容器的内外环境将会直接影响到其防腐性能。压力容器承载的试剂类型较多，所含物质成本很多，不可避免的会混杂少量腐蚀性材料，比如酸性材料、碱性材料等，这些成分均极可能会导致压力容器出现腐蚀现象。外部环境原因对压力容器造成腐蚀影响形式是多种多样的，其一，压力容器在应用时出现了腐蚀情况，内压的升高会起到明显的催化作用，加快腐蚀反应，进而恶化腐蚀问题。其二，压力容器当中温度会加快反应速度，温度上升，离子流动迅速，内部温度每上升10℃，化学反应速率便加快2倍～3倍[1]。其三，内部酸碱环境将催化腐蚀反应速度，酸碱环境不一样，内部具有的离子含量也将不一样。

1.2 物料特性因素

压力容器物料特性极大影响并决定着压力容器的抗腐水平。第一，腐蚀速度将受到表面金属物晶体构造密度和氧化性干扰，晶体构造密度愈大，表面愈粗糙，晶体孔缝就越大，服务物质就更易深入，越容易出现腐蚀反应[2]。第二，在利用压力容器时，如果内容添加的压力太大和内部煅烧等现象，此时内部压力很强，均有可能会导致压力容器出现变化，进而引起腐蚀反应，如果此时内部出现H2S，则容器极可能会出现腐蚀性损坏。第三，如果压力容器物料成分杂乱，将会加快电化学腐蚀反应速度。在成分杂乱的压力容器内，极易符合原电池反应要读，如果内部出现惰性材料，那么就会加快金属腐蚀速率。

2 压力容器腐蚀现象的防范对策

在研究压力容器腐蚀现象时，其主要原因包括客观因素和主观因素，如可有效处理这一问题，避免腐蚀的出现，就要求站在十分专业的高度去寻求策略，尽量减小腐蚀速率，进而提高压力容器应用的安全程度和应用期限。

2.1 完善外部环境

完善外部环境，可以很好防止压力容器出现腐蚀现象。完善外部环境主要涉及两层含义：一方面，尽可能防止使容器在高温、湿度大等工作环境下应用；另一方面，能够采取电镀方法和在介质内添加缓蚀剂等优化材料自身的使用环境。电镀方法主要指采用电解原理在导电体上设置一层能提高金属材料防氧化性能的金属，采用电镀方法能有效防止应力腐蚀。

2.2 添加并选用合适的缓蚀剂

容器金属外表加上适量的缓蚀剂可以有效提升其防腐水平，减小腐蚀速度。添加缓蚀剂的成本相较于其他防腐工艺而言消费偏低、效果明显，尤其是针对控制化学腐蚀与电化学反应腐蚀来讲，起到了针对性成效。缓蚀剂主要分为吸附膜类别和氧化膜类别、沉淀膜类别[3]。

吸附膜类别的缓蚀剂可以提高压力容器外表金属物防腐水平，属于一种有机物；氧化膜类别的缓蚀剂自身便是氧化剂，能够和试剂内的还原性物质出现氧化还原反应，衍生出的物质将附着于内部产生一层保护膜，降低腐蚀速度。

2.3 注重并根据实际选用材料

选取压力容器材料时可从根源处降低容器的腐蚀，要结合应用状况及各项标准来选用压力容器的物料。其一，在考虑材料抗腐性能的基础上，也要兼顾到材料的抗高温、抗高压等水平，进而减小物理腐蚀出现的概率；其二，结合实际情况与长须承载的溶剂类型来选用材料，比如，承载溶剂是还原性很强的材料或在很潮湿的环境下，就要尽可能防止采用铁质压力设备；其三，要结合相关标准要求来选取材料，注重材料的构造，不能采用晶间缝隙大的材料，防止产生渗透引起的腐蚀。通常主要选择碳钢作为生产压力容器的物料，也能够采用铜和钛作为铸造原料。

2.4 研制新型材料

在使用与发展压力容器时，其工艺始终在进步，新型材料也纷纷涌现与利用。当前，各种压力容器所采用的主要原料通常是金属材料或是合金物料，复合物料就使用在小结构与特殊部件中。因为大多数金属材料与合金材料抗酸碱性能都很差，后期工作中，新型材料的研制与适应要引起高度关注。

2.5 加强电化学防范

电化学防范是防止压力容器金属外表出现腐蚀反应，使之变成阴极，进而进行防护。当前，主要涉及两种方法：①施加电流阴极防护法，即外部加入直流电源，变化金属材料是阳极时的电子改变方向，令压力容器变成阴极，防止其受到腐蚀，要求长期供电。②牺牲阳极防护法，在压力容器内固定放入比金属外面更易受到养护的活动物料，比如锌、铝等物质，是指取代压力容器金属外表变成原电池阳极。施加电流阴极防护法能够随时调节电流大小，便于结合实际情况设计电流高低。

3 结语

综上所述，压力容器出现腐蚀情况并不是一种原因引起的，其生成环节与衍生结果都有区别，在研究压力容器的损坏时，能够以损坏部位的特点、金相、材质等检查方式为主，依据冶金、破坏等观念，分析其形成的主因。压力容器的腐坏情况关系者其结构的安全性，需要深入探究。

近些年，腐蚀问题已受到各行各业的广泛关注，政府与工业领域每年耗费巨资和人力支持防腐工作，以防止出现巨大损失，但具体效果并不是非常可观，成果依旧有限，以后的相关研究依旧有较大的进步空间，以期提出行之有效的防范策略。