淺析壓力容器腐蝕的影響因素及防范措施

范躍瀚

（中船圣匯裝備有限公司，江蘇 蘇州 215600）

壓力容器是裝載液體和氣體并承擔較大壓力的密閉性設備，或內部有可形成壓力的流體，以及受外壓的設備等。腐蝕、開裂、破損、沖蝕以及物理受損等都是壓力容器最明顯的失效形式。壓力容器以及附件等常常由于物料的腐蝕、劣化、改變、開裂等原因出現重大災害事故，大部分是因為腐蝕引發的。一個構造完整的壓力容器，常由于使用過程忽略腐蝕問題而造成應用期限下降或損壞失效，引起安全事故，在具體操作中一定要深刻認識，采用科學的策略進行預防。

1 壓力容器出現腐蝕的主要影響要素

1.1 外部環境原因

壓力容器的內外環境將會直接影響到其防腐性能。壓力容器承載的試劑類型較多，所含物質成本很多，不可避免的會混雜少量腐蝕性材料，比如酸性材料、堿性材料等，這些成分均極可能會導致壓力容器出現腐蝕現象。外部環境原因對壓力容器造成腐蝕影響形式是多種多樣的，其一，壓力容器在應用時出現了腐蝕情況，內壓的升高會起到明顯的催化作用，加快腐蝕反應，進而惡化腐蝕問題。其二，壓力容器當中溫度會加快反應速度，溫度上升，離子流動迅速，內部溫度每上升10℃，化學反應速率便加快2倍～3倍[1]。其三，內部酸堿環境將催化腐蝕反應速度，酸堿環境不一樣，內部具有的離子含量也將不一樣。

1.2 物料特性因素

壓力容器物料特性極大影響并決定著壓力容器的抗腐水平。第一，腐蝕速度將受到表面金屬物晶體構造密度和氧化性干擾，晶體構造密度愈大，表面愈粗糙，晶體孔縫就越大，服務物質就更易深入，越容易出現腐蝕反應[2]。第二，在利用壓力容器時，如果內容添加的壓力太大和內部煅燒等現象，此時內部壓力很強，均有可能會導致壓力容器出現變化，進而引起腐蝕反應，如果此時內部出現H2S，則容器極可能會出現腐蝕性損壞。第三，如果壓力容器物料成分雜亂，將會加快電化學腐蝕反應速度。在成分雜亂的壓力容器內，極易符合原電池反應要讀，如果內部出現惰性材料，那么就會加快金屬腐蝕速率。

2 壓力容器腐蝕現象的防范對策

在研究壓力容器腐蝕現象時，其主要原因包括客觀因素和主觀因素，如可有效處理這一問題，避免腐蝕的出現，就要求站在十分專業的高度去尋求策略，盡量減小腐蝕速率，進而提高壓力容器應用的安全程度和應用期限。

2.1 完善外部環境

完善外部環境，可以很好防止壓力容器出現腐蝕現象。完善外部環境主要涉及兩層含義：一方面，盡可能防止使容器在高溫、濕度大等工作環境下應用；另一方面，能夠采取電鍍方法和在介質內添加緩蝕劑等優化材料自身的使用環境。電鍍方法主要指采用電解原理在導電體上設置一層能提高金屬材料防氧化性能的金屬，采用電鍍方法能有效防止應力腐蝕。

2.2 添加并選用合適的緩蝕劑

容器金屬外表加上適量的緩蝕劑可以有效提升其防腐水平，減小腐蝕速度。添加緩蝕劑的成本相較于其他防腐工藝而言消費偏低、效果明顯，尤其是針對控制化學腐蝕與電化學反應腐蝕來講，起到了針對性成效。緩蝕劑主要分為吸附膜類別和氧化膜類別、沉淀膜類別[3]。

吸附膜類別的緩蝕劑可以提高壓力容器外表金屬物防腐水平，屬于一種有機物；氧化膜類別的緩蝕劑自身便是氧化劑，能夠和試劑內的還原性物質出現氧化還原反應，衍生出的物質將附著于內部產生一層保護膜，降低腐蝕速度。

2.3 注重并根據實際選用材料

選取壓力容器材料時可從根源處降低容器的腐蝕，要結合應用狀況及各項標準來選用壓力容器的物料。其一，在考慮材料抗腐性能的基礎上，也要兼顧到材料的抗高溫、抗高壓等水平，進而減小物理腐蝕出現的概率；其二，結合實際情況與長須承載的溶劑類型來選用材料，比如，承載溶劑是還原性很強的材料或在很潮濕的環境下，就要盡可能防止采用鐵質壓力設備；其三，要結合相關標準要求來選取材料，注重材料的構造，不能采用晶間縫隙大的材料，防止產生滲透引起的腐蝕。通常主要選擇碳鋼作為生產壓力容器的物料，也能夠采用銅和鈦作為鑄造原料。

2.4 研制新型材料

在使用與發展壓力容器時，其工藝始終在進步，新型材料也紛紛涌現與利用。當前，各種壓力容器所采用的主要原料通常是金屬材料或是合金物料，復合物料就使用在小結構與特殊部件中。因為大多數金屬材料與合金材料抗酸堿性能都很差，后期工作中，新型材料的研制與適應要引起高度關注。

2.5 加強電化學防范

電化學防范是防止壓力容器金屬外表出現腐蝕反應，使之變成陰極，進而進行防護。當前，主要涉及兩種方法：①施加電流陰極防護法，即外部加入直流電源，變化金屬材料是陽極時的電子改變方向，令壓力容器變成陰極，防止其受到腐蝕，要求長期供電。②犧牲陽極防護法，在壓力容器內固定放入比金屬外面更易受到養護的活動物料，比如鋅、鋁等物質，是指取代壓力容器金屬外表變成原電池陽極。施加電流陰極防護法能夠隨時調節電流大小，便于結合實際情況設計電流高低。

3 結語

綜上所述，壓力容器出現腐蝕情況并不是一種原因引起的，其生成環節與衍生結果都有區別，在研究壓力容器的損壞時，能夠以損壞部位的特點、金相、材質等檢查方式為主，依據冶金、破壞等觀念，分析其形成的主因。壓力容器的腐壞情況關系者其結構的安全性，需要深入探究。

近些年，腐蝕問題已受到各行各業的廣泛關注，政府與工業領域每年耗費巨資和人力支持防腐工作，以防止出現巨大損失，但具體效果并不是非常可觀，成果依舊有限，以后的相關研究依舊有較大的進步空間，以期提出行之有效的防范策略。