论化工压力容器的防腐蚀措施研究

李婷婷

摘要：在石油化工生产过程中，压力容器是必不可少的一种化工设备。压力容器按压力等级可分为低压容器、中压容器、高压容器和超压容器，按作用的不同可分为反应容器、换热容器、分离容器、储运容器，类别较多，反应条件又极其复杂多变，因而生产使用过程中易出现许多问题，其中最常见的问题就是压力容器腐蚀问题，所以压力容器的防腐措施至关重要，本文针对此类情况进行了具体分析，并提出了解决方案。

关键词：化工；压力容器；防腐蚀；措施

中图分类号：TU712文献标识码：A

引言

化工工艺中的传质、传热、存储等工艺流程及相关化学反应，均涉及到化工压力容器的应用。化工生产领域涉及到众多危险化学品的使用，某些反应过程会具有强放热、剧毒、强腐蚀性、易自燃、爆炸等危险特性，一旦发生事故，其导致的人员与经济损失难以计量。因此，化工压力容器的从设计、装配至使用过程中要进行有效的安全控制，避免生产过程中的隐患，保证化工企业的安全运营。

1 压力容器的几种腐蚀类别

1.1 应力造成的腐蚀

应力腐蚀是指在金属材质的压力容器中，由于拉力作用造成了具有延迟性质的裂痕，破坏了金属压力容器的氧化膜表层，未被破坏的氧化膜与被破坏氧化膜下露出的金属表层形成了阴阳极，化学试剂作为介质，满足了化学腐蚀反应的条件，由此造成的一种腐蚀。应力腐蚀发生的速度较快，且没有明显的外观变形，不易被及时发现，对容器的破坏较严重。应力造成的腐蚀可能发生在设备使用前，也可能发生在设备使用后，目前没有很好的监测手段可以随时监控压力容器的内部情况。压力设备的设计及材料选择的不合理都可能会导致应力腐蚀发生。

1.2 物理因素造成的腐蚀

物理因素造成的腐蚀一般简称为物理腐蚀，是因为压力容器中长时间的存放液体金属化学溶液而造成的压力容器设备腐蚀。物理腐蚀并不发生任何化学反应，而是压力容器内膜的固态金属溶解在盛装的液态金属中，物质形态发生了变化，从而出现了腐蚀的现象。例如，长时间盛放液态锌的铁制内膜压力容器，由于内部固态金属长时间与液态锌接触而发生物理腐蚀。此类腐蚀比较常见，是压力容器腐蚀主要类型之一。

1.3 电化学反应腐蚀

电化学反应腐蚀的原理是压力容器中盛装的电解质溶液或空气中的水分子覆盖在压力容器的金属面，构成了电解质，而压力容器表面的固态金属则构成了正负极，形成了原电池，从而发生电化学反应。这是一种湿腐蚀，一般发生在液体环境中，例如，钢制的压力容器在潮湿的环境中易发生电化学反应，因为钢中不仅含有铁，还含有其他物质。在潮湿环境中，钢中的铁与钢中的其他物质及空气中的H2O形成了原电池，因此发生腐蚀反应。电化学反应腐蚀会产生大量阴阳离子，形成阴阳电流，在正负极离子的移动过程中，可能会对容器表层固体金属进行转移，形成干腐蚀。电化学腐蚀也是压力容器常见的腐蚀之一。

1.4 化学腐蚀

化学腐蚀是指压力容器中盛装的干燥性气态化学氧化试剂或非电解质溶液进过长时间的放置后，直接与其金属表层发生氧化还原反应而造成的腐蚀破坏。这种反应也被称作干腐蚀，需要满足特定的反应条件才会发生。这种腐蚀的产生是由于盛放的氧化剂与金属表层的分子或原子之间发生了电子交换，使试剂中的金属原子还原被置换出来，金属表层被氧化，不仅设备被腐蚀，还生成了金属沉淀物，附在压力容器内部表层上，阻碍容器设备的正常运行，影响生产效率。

2 防治压力容器腐蚀的策略

2.1 注重并结合实际选择材料

化工压力容器材料选择过程能从根源处减少容器的腐蚀，应根据应用情况及相关要求来对化工压力容器的材料进行选择。首先，在考虑材料防腐蚀性能的同时，也应适当的考虑材料的耐高温、耐高压等性能，从而抑制物理腐蚀的发生概率；其次，根据实际石油化工生产环境及长须盛装的溶剂种类来进行材料选择，例如，盛放溶剂为还原性较强的溶剂或在较潮湿环境中应尽量避免使用铁质压力容器；最后，应根据相关标准规定来选择材料，要注意材料的结构，不可使用晶间空隙大的材料，以免发生渗透造成腐蚀。一般主要使用碳鋼为铸造压力容器的材料，也可使用铜或钛作为材料。

2.2 科学应用缓腐蚀剂

缓蚀剂有吸附膜类型的缓蚀剂、氧化膜类型的缓蚀剂、沉淀膜类型的缓蚀剂几种类型。吸附膜类型的缓蚀剂能优化压力容器表层金属材料抗腐蚀性能，是一种有机溶剂；氧化膜类型的缓蚀剂本身就是一种氧化剂，可以与试剂中的还原性物质发生氧化还原反应，置换出的物质会附在内部形成一层保护膜，减少腐蚀反应；沉淀膜类型缓蚀剂会在压力容器内部形成一层沉淀保护膜，阻碍还原性物质与金属表层直接接触，提升压力容器防腐能力。

2.3 加强焊接质量控制

（1）焊接工艺的控制在压力容器的制造过程中，应严格按照其设计图纸进行监造。在压力容器的焊接过程中，根据相关标准和施工图要求进行焊接工艺卡制定。在焊接工作开展之前，首先进行与容器相同材质的预焊工作（如壳体进行焊前预热、焊条烘干及保温），制定焊接曲线。在焊接的过程中要严格按照焊接工艺评定卡和焊接工艺文件要求执行。（2）焊接过程中的热处理控制压力容器焊接前/后的热处理工艺非常关键。因为在一些特殊构造的压力容器，在焊接的过程中内部可能产生残余应力，一旦残余应力失控，就会给整个压力容器留下安全隐患。如果在焊接过程中进行有效的热处理，能够消除设备内部残余应力，确保压力容器内应力在可控范围内。（3）焊接工艺检验、验收压力容器的拼接组焊后，需要对所有焊缝（纵焊缝、环焊缝）质量进行无损探伤检测，检测标准在达到国标前提下满足施工图技术设计要求。焊接需要有焊接资质有经验的操作人员施焊，焊接工程师及相关人员对结构进行验收。

2.4 注重压力容器的日常维护与管理

以上所提到的每一种应对压力容器腐蚀的策略都有一定的适用范围，从整体上讲，应该以经济性、所产生的社会效益防腐蚀的效果、以及难易程度作为衡量的标准，进行综合评价与分析。除了对压力容器进行防腐蚀外，日常的管理与维护也是必不可少的。如可以每日做检查记录，定期抽查，加强日常管理监督，及时更换修理压力容器，尽量降低由腐蚀造成的作业事故。此外，还可以制定合理规范的奖惩条例，激发员工规范维护压力容器的积极性。

结束语

综上所述，化工压力容器的腐蚀对石油化工生产的安全性起重要影响，腐蚀反应对容器损害极大，从而影响石油化工生产的正常进行，所以相关人员必需要引起重视，在正常生产时应该定期进行检测，例如定期进行测厚，对测厚数据进行分析并采取相应防腐蚀手段，保证压力容器安全正常的运行，为生产装置的运行保驾护航。

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