壓力容器在化工生產中的腐蝕與防護研究

楊學明 許斌（湖州市特種設備檢測研究院，浙江湖州313100）

壓力容器在化工生產中的腐蝕與防護研究

楊學明 許斌（湖州市特種設備檢測研究院，浙江湖州313100）

隨著社會經濟不斷發展，壓力容器在社會生產中的應用愈加廣泛。其中，鍋爐容器在石油化工生產中常會出現腐蝕問題，嚴重影響壓力容器的運行狀況，甚至會引發安全事故問題。基于此，本文重點對壓力容器在化工生產中的腐蝕問題進行探究，進而提出幾點防腐蝕的建議。

壓力容器；化工生產；腐蝕；防護

現如今，隨著我國工業化水平不斷提高，壓力容器在化工生產中的應用也愈加廣泛。但是在壓力容器實際應用過程中，由于受到操作條件影響，如介質、壓力、溫度、濕度等，導致壓力容器在很大程度上會出現腐蝕問題，并且腐蝕情況多樣，如磨損腐蝕、全面腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕等，嚴重影響壓力容器在日常應用中的穩定性、安全性，嚴重時會出現爆炸事故。因此，我們必須要加強對鍋爐壓力容器腐蝕問題的研究工作，針對腐蝕情況提出相應的防護措施。

1 造成壓力容器腐蝕問題的主要原因

1.1 金屬材料自身的問題

由于壓力容器都是用金屬材料制成的，因此，其出現腐蝕問題的主要原因很大程度上是金屬本身性質決定的結果。經過相關試驗表明，合金腐蝕速度在很大程度上與合金含量有著直接關系，所以壓力容器中雜質教學的情況下會加大腐蝕程度。同時，金屬表面狀態和晶型對腐蝕也會造成很大影響，如果金屬表面較為粗糙，就會加大腐蝕程度，因此很多金屬表面都會覆蓋一層氧化膜。金屬晶粒越粗，會提高腐蝕速度。此外，在壓力容器生產過程中，由于在制冷過程中的技術應用不當產生變形，會導致金屬內部出現較大的內應力，從而加速腐蝕速度，特別是在有H2S存在場合也會導致壓力腐蝕，出現金屬表面破裂問題。

1.2 運作環境

在化工生產過程中，很容易出現很多腐蝕性介質，包括酸、堿、鹽、氧、水等，這些因素都會在很大程度上加快金屬腐蝕速度。通常情況下，不同結構的金屬對介質腐蝕存在一定的適應范圍，例如鋼的耐腐性較高，但是依然會出現腐蝕問題，究其原因是因為超出了適應范圍。因此，在壓力容器在應用過程中，必須要對介質種類、物質濃度、化學成分、雜質、酸堿值、水分等進行控制。

介質溫度越高，其壓力就會越高，腐蝕速度也會隨之增加。從本質上來說，腐蝕是一種化學反應，如鐵銹就是因為接觸了空氣中的氧分子形成類四氧化三鐵。從有關實驗表明，壓力容器內部溫度每提升10℃，其腐蝕速度就會提高1-3倍。溫度提高會加速溶液對流，從而提高擴散速度、降低電解液的電阻，從而大大提高了腐蝕速度。同時，壓力提高也會提高腐蝕速度，主要是因為電化學過程中氣體濃度會隨壓力增加而增加。介質流動速度也是同樣的機理，會造成局部腐蝕問題嚴重。

2 壓力容器腐蝕防護的幾點建議

2.1 正確選擇金屬材料

由于導致壓力容器腐蝕的主要因素是金屬本身，這就需要在制作壓力容器過程中，能夠通過多種金屬材料組合形成制造出耐腐蝕金屬，或者在制作材料當中融入合金元素，從而提高金屬表面的耐腐蝕性，減緩腐蝕速度（無法做到徹底防治腐蝕）。如可以在鋼材料中加入鎳材料，這樣即可大大提高壓力容器自身的耐腐蝕程度。同時，介質易燃程度和腐蝕程度也決定了如何選材。如Q235-A.F不允許用于易燃或具有中度以上危險的介質環境等。由此可見，在Q235-A.F選材層面上，主體材料選擇不僅要根據容器工作壓力和工作溫度，同時也要注意壓力容器內部所產生介質對材料自身的影響。

2.2 加強防腐設計

從法律角度上分析，企業想要生產壓力容器必須要具備生產資格證明，這就在一定程度上保障了壓力容器的生產質量。為了能夠緩解壓力容器的腐蝕速度，需要加強壓力容器的設計工作，從而防止壓力容器應用過程中的快速腐蝕問題，避免腐蝕介質過于集中某一個點，注重壓力容器自身的組織結構。在開展壓力容器設計過程中，必須要嚴格按照有關規定進行選材，同時也需要注重不同介質對材料性能的影響。如在濕H2S應力腐蝕環境中，需要在容器當中采用碳鋼和低合金鋼作為主要材料。此外，還設計過程中合理選擇設備材質和襯里。設備主體采用碳鋼，在特殊條件下也可以選擇銅材、不銹鋼、鈦材。襯里可以選擇石墨、玻璃、瓷磚等耐腐材料和不腐蝕材料。

2.3 合理應用緩蝕劑

在壓力容器中加入緩蝕劑能夠有效加強防腐性能。通常情況下，緩蝕劑能夠附著在金屬表面上，形成一道保護膜，從而減緩金屬的腐蝕速率。在緩蝕劑應用過程中，可以加入少量緩蝕劑即可放慢腐蝕速度，甚至能夠將速度降低到零（理論上的完全防腐），同時應用緩蝕劑也能夠保障金屬物理性能不變。此外，緩蝕劑是表面覆蓋法的重要組成部分，也可以采用其他的表面覆蓋法，如在金屬周圍采用介質隔離，包括在壓力容器表面涂抹油氣、覆蓋陶瓷物質等，也可以在金屬表面鍍上一層防腐金屬，包括Zn、Sn、Cr、Ni等。

3 結語

綜上所述，壓力容器在化工生產中常常會出現腐蝕問題，包括金屬腐蝕和環境腐蝕兩種情況。因此，可以針對壓力容器自身和腐蝕介質兩個方面提出相關的防腐措施，如選擇防腐金屬材料、強化防腐設計、應用防腐介質等，這樣才能夠從多個方面提高壓力容器的防腐性能。