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压力容器在化工生产过程中的防护处理探讨

发布时间:12-07

压力容器是一种盛装气体或液体的密闭设备,能够承受一定的压力,在化工生产中有着非常广泛的使用。可是在实际的使用过程中,压力容器常处在一个特殊的环境,会受到介质、温 度、压力等方面的影响,造成压力容器发生全面腐蚀、氢损伤、品间腐蚀、应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、电偶腐蚀、磨损腐蚀、腐蚀疲劳等不同类的金属腐蚀。金属腐蚀会造成压力容器的失效、损坏,如果没有及时采取科学有效的规避办法与解决措施,不但会影响对压力容器的正常使用,而且对运行形成不利影响,甚至还会引发意外爆炸情况发生,对人生财产造成损失。所以采取积极有效的应对补救措施,可以避免压力容器设备的持续腐蚀,增强设备应用寿命,从而使得压力容器处在一个持续稳定的环境中安全运转。


压力容器腐蚀的几种类型

     压力容器根据腐蚀的情况不同,分为应力腐蚀、物理腐蚀、电化学腐蚀即湿腐蚀、化学腐蚀 即干腐蚀四大类型。


①应力腐蚀

应力腐蚀是指金属材料在一定金属组织、应力与介质的某一环境条件下联合作用,并因为拉应力而造成的一种延迟裂纹。应力腐蚀开裂不会有任何症状,其裂纹一旦形成,发生腐蚀非常迅速,同时破坏严重。
      当前,对应力腐蚀检测比较困难,应力腐蚀破坏可以出现在各个环节,可以在设备使用和生产运行过程中,也可以在在设备使用以前,甚至是在设备加工、成型、制造时就可能出现腐蚀。造成压力容器出现应力腐蚀的原因有多种,有材料选择的不当,也有制造加工工艺不高,使得质量不符合标准,也有焊接残余应力的存在,也有压力容器的结构设计不符合标准,以及防腐措施做的不到位等问题。

②物理腐蚀

物理腐蚀是指因为金属受到单纯的物理溶解作用所造成压力容器的破坏。物理腐蚀产生的原因是由全面腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、氢损伤等问题造成的物理溶解所致。例如,盛放熔融锌的钢容器造成的腐蚀,就是因为铁被液态锌所溶劳等孔蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀和腐蚀疲方面的金属腐蚀。物理腐蚀危害同样也很大,会造成压力容器的失效。

③化学腐蚀
该腐蚀又叫做干腐蚀,主要指压力容器的金属外观和非电解质产生纯化学反应导致的损坏,化学反应无电流产生。化学反应过程是金属外观的原子和非电解质里的氧化剂产生的氧化还原反应,以至于形成腐蚀产物。化学腐蚀常出现在一些干燥气体地方或者非电解质溶液中。

④电化学腐蚀

该腐蚀又叫做湿腐蚀,这与干腐蚀是有区别的,主要是指金属外观和电解质溶液产生电化学反应,以导致其损坏,化学反应过程中有电流产生。电化学腐蚀的形成过程是在包含最少有一个阳极反应和阴极反应,并以流过压力容器金属里面的电子流与介质里面的离子流形成回路。阳极反应是金属表面失去电子变成离子状态进到溶液中,是一个氧化过程。阴极反应是金属内的剩下电子在金属外面和溶液界面为氧化剂并吸收,并以流过金属中的电子离子流与各种介质中的离子流形成回路,这是一个还原的过程。电化学腐蚀是压力容器腐蚀中最为多见的现象,这类反应可以是单一的化学反应,也可以是电化学作用和机械、生物作用共同进行的多变过程。


化工生产中的压力容器防腐处理办法

化工生产中,压力容器的腐蚀会受到材料本身特性和环境的影响,首先是金属本身的材料,合金的腐蚀速度和合金含量有紧密的关系,同时金属表面越粗糙,越易腐蚀。在加工过程中,压力容器会受到冲压、煅烧和焊接等变形,会有内应力产生,内应力就会加速腐蚀。其次是周围环境的影响,在化工生产过程中,周围存在酸、碱、盐、水、氧等腐蚀性的介质,这就需要压力容器的使用过程中需要控制好介质的类型、化学成分、pH 值、酸碱浓度与含氧量等。

①做好压力容器材料选择

为了避免或者减小金属的腐蚀,需要根据压力容器的用途和自身所处的环境特点,包括介质、温度与压力状况选择材料。在压力容器的制作过程中为了提高耐蚀性,可以选择在金属中添加合金元素或者各类材料构建成的耐蚀合金。如在钢中加入镍制,这样可以增加压力容器耐防腐效果。在选材过程中,我们还需要考虑介质的易燃情况和毒性状况,这决定了使用的安全性。

②加强焊接的工艺水平

焊接工艺的好坏,对焊机质量有着非常大的影响,因此要严格根据规程的规定选择适合的焊接材料与焊接工艺,同时要选择考试合格的专业电焊工进行施工。如使用不锈钢材料时,可以采用电弧焊或氩弧焊。焊接中,通常会出现残余应力,为了弱化或者避免焊接缝的剩余应力,杜绝裂纹的出现,增强焊缝的热影响点的金相组织和效能,需要进行综合性的考虑,包括钢材的淬硬性、焊接厚薄、应用的环境情况等要素。焊接过程中,首先要进行焊接预热,焊接好后,要做好稳定化热处理,并检查外观完整性,其次还要根据设计施工图纸的要求标准,做好超声波探伤射线探伤,晶间腐蚀试验等工序。

③缓蚀剂的运用

缓蚀剂是一种以适宜的浓度与方式在介质中存在,可以避免或降低腐蚀的化学物质以及几类化学性质的混合物,是一种在金属外面发挥着防护效果的物质。缓蚀剂用量很小,通常是从千万分之几到千分之几,只有少部分用量达百分之几,但是经济效益、效果显著,已经是压力容器防腐蚀最好方式之一。

在具体的应用过程中,通常是加入微量或少量缓蚀剂,效果就非常明显,可以明显降低金属材料的腐蚀速度,还能确保金属材料本身的物理机械性不受到影响。

④衬里防护的应用

衬里防护应用的条件是非常苛刻的,针对一些压力容器里面介质的腐蚀性大,又缺乏具有耐蚀金属材料,或者是耐腐蚀的材料有很贵,就可以采用衬里技术处理。当前,压力容器中采用的衬里,主要包括不锈钢、聚四氟乙烯、钛、玻璃钢、橡胶和搪玻璃等。具体要选择那种方式,需要根据压力容器里面的介质特点、运转压力和运转温度等状况选择,如,压力和温度较高的场合,选择衬不锈钢、衬钛。可是选择该方式成本高,施工比较难。

⑤防腐涂料的应用

防腐涂料是油漆涂料里面不开或缺的一种涂料,由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等构成,能在苛刻环境条件下应用,有着非常长效防腐寿命,因此得到了非常广泛的使用。防腐涂料是采取涂抹在金属的表面,干后可以形成一层薄的多孔膜。虽然没有将金属和腐蚀介质全部分隔开,可是大大的增强了阻隔介质通过微孔的扩散力与溶液电阻力,明显减小了腐蚀电流,防腐效果十分明显。

⑥增强日常的管理维护

针对压力容器的防腐工作,我们一方面要加强对腐蚀的处理技术,另一方面,我们还需要做好日常的管理维护。对于化工企业而言,首先要根据压力容器使用法规标准严格执行,定期进行压力容器的检查、取样,了解压力容器里面运转的腐蚀情况,如果出现腐蚀问题,需要及时采取补救办法,避免压力容器继续腐蚀,确保设备的正常运行。


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