壓力容器應力腐蝕與控制措施

丁子榮

摘要：壓力容器作為較常見的化工設備之一，其在化工生產應用中容易出現腐蝕問題，對化工生產的正常開展及其安全性均存在較大的不利影響，對其正常使用以及化工生產的安全產生威脅，同時也是化工壓力容器應用中不可避免的一種問題和情況，多需要采取有效的防腐策略，對化工壓力容器的腐蝕變化進行抑制，以延長壓力容器的使用壽命，同時對化工生產的安全性進行保障。

關鍵詞：壓力容器;應力腐蝕;控制措施

中圖分類號：TQ050? ? ? 文獻標識碼：A

1化工壓力容器的腐蝕影響因素

首先，化工壓力容器的材料特性對其腐蝕問題的影響，主要是通過以下幾個方面體現的。

其一，化工壓力容器制造材料的化學性質及其雜質含量等性能特征，對化工壓力容器使用中的電化學反應速率存在一定的影響。在材料中夾雜物含量較高的情況下，鋼材連續性和均勻性變差，腐蝕微電池對增加，導致壓力容器的電化學反應速率加快，從而對其電化學腐蝕的發展與變化進程產生相應的作用影響，導致其腐蝕速率及作用影響加快;

其二，化工壓力容器的材料特性對其腐蝕問題的影響，還表現為材料表面晶型及其氧化狀態對壓力容器的腐蝕速率也存在一定的影響，其中，材料表面晶型越明顯的壓力容器，其在使用過程中越容易出現晶間腐蝕問題，而在材料表面使用氧化膜進行覆蓋，則能夠在一定程度上促進其材料的抗腐蝕性能提升，進而降低其腐蝕發生率[1];

其三，進行化工壓力容器生產制造中，對容器材料所施加的煅燒以及冷卻、沖壓等作用不同，導致金屬材料所產生的形變情況也存在較大的區別，并且其材料上的應力分布也不同，而壓力容器金屬材料中的應力分布對其腐蝕作用存在一定的影響，會導致其腐蝕加快，尤其是在含有濕 H2S 的環境條件下，壓力容器金屬材料的各種殘余內應力對其腐蝕作用的加速影響更為明顯，嚴重時會導致壓力容器出現腐蝕破裂等，對化工生產安全影響十分不利;

其四，壓力容器的金屬材料中所含有的合金元素及其含量，對其腐蝕作用也存在著重要的影響，其中，材料中所含的合金元素類型及其具體含量不同，導致材料對硫化氫腐蝕的敏感性也存在差異，在具體情況中所表現出的壓力容器腐蝕變化也不同。

2壓力容器腐蝕控制措施

2.1結合實際需求科學選擇壓力容器的材料

要想不斷降低金屬的腐蝕問題發生率，我們需要按照壓力容器的自身作用和環境需求選擇合適的材料。為了提升壓力容器的自身耐蝕性，在壓力容器的制作材料中可以增加一些合金元素，從而形成耐蝕合金，提升壓力容器的耐腐蝕能力。比如，可以在鋼金屬中增加鎳元素，從根本上提升壓力容器的耐腐蝕成效[2]。當然，工作人員還應該結合介質的易燃狀況和毒性提升其安全性。

2.2提升加強焊接的工藝水平

在壓力容器的焊接過程中，焊接工藝水平直接關系到焊接質量。為此，我們應該結合相關要求選擇合適的焊接材料和技術，不僅如此，還要指派專業的電焊工人參與到施工中。在不銹鋼材料的使用過程中嘗試利用電弧焊或者氬弧焊技術。在焊接工作落實過程中，應該提前對其進行預熱處理，焊接完成之后，還應該對其進行穩定化熱處理，還要及時檢查焊接后的外觀是否完整。不僅如此，還應該結合設計施工圖紙的需要認真落實好腐蝕試驗和探傷工作。

2.3發揮緩蝕劑的作用提升防腐水平

這種試劑的主要作用就是干擾腐蝕化學物產生作用，它能夠在濃度較為合適的介質中保持自身良好狀態，從而有效發揮自己的防護作用。緩蝕劑的用量較小，一般來說都是需要用量在千萬分之幾，當然也有少數情況下的用量在百分之幾，當然緩蝕劑的自身效果非常好，且具有較高的經濟效益。因此在使用緩蝕劑時，一般都是只需要使用非常少量的緩蝕劑就能取得顯著的成效，還能有效緩解金屬材料的腐蝕問題，同時還能從側面彰顯出金屬材料的物理特征。

2.4合理運用襯里防護進行防腐處理

這種防腐處理擁有特定的使用條件，主要適用于一些介質腐蝕性較大的壓力容器，或者是一些耐蝕性較弱的金屬材料中，以及耐腐蝕性較強但是價格很高的壓力容器中。到目前為止，壓力容器的內部襯里涉及到很多不同的材料，比如一些不銹鋼材料、玻璃鋼材料以及聚四氯乙烯等，但是這種防腐處理方法所需的資金較多，施工也并不簡單[3]。

2.5科學使用防腐涂料進行防腐處理

這種涂料主要是在油漆涂料中的一種必備涂料，主要是由一些合成樹脂、橡膠或者植物油等組成的，使用環境也比較寬松，在比較艱難的環境下還能起到較好的防腐作用。通常情況下，防腐涂料是涂抹在金屬表面的，等涂料干了之后就能形成一層保護膜。這層保護膜能夠有效分隔開溶液與介質，盡量減少二者之間的腐蝕反應發生率，從而有效提升防腐作用。

2.6科學選擇緩腐蝕劑

充分發揮緩腐蝕劑破壞電解質的電化學腐蝕反應的作用，這樣能有效降低金屬表面的腐蝕反應發生率，從根本上降低金屬的陰極和陽極反應發生率，降低金屬的電化學腐蝕出現率。在緩腐蝕劑的選擇過程中，我們應該嚴格按照相關要求來落實，由于不同腐蝕劑的濃度各不相同，介質的溫度和酸堿度也各不相同，因此其腐蝕效果也各不相同[4]。基于此，我們應該結合周圍環境和被保護金屬的需求進行科學選擇。科學利用緩腐蝕劑能夠有效提升防腐效果，還能提升經濟效益，因此這種防腐處理方法得到了較為廣泛的運用。

利用外加電流法進行防腐處理。這種方法主要把附加電極和被保護的金屬分別看作電池的兩級，被保護的金屬看成陰極，在外加直流電的作用之下獲得相應的保護，主要的適用范圍是河水或者土壤中的金屬設備防腐處理。

總之，對化工壓力容器腐蝕的影響因素及防腐策略分析，有利于促進對壓力容器腐蝕影響因素準確把握的基礎上，采用有效的防腐策略，減少其腐蝕問題的發生，從而有效控制壓力容器腐蝕對化工設備及其安全性的不利影響。

參考文獻

[1]管亞軍，楊斌，周運武.壓力容器錐形封頭局部區域的腐蝕失效分析[J].裝備制造技術，2017（04）：152-154.

[2]羅匯果.壓力容器和壓力管道應力腐蝕開裂機理及影響因素分析[J].廣東化工，2017，44（06）：139-141.

[3]劉春娜，孫曉蔚.壓力容器設計若干技術問題解析[J].浙江冶金，2017（01）：5-6.

[4]袁文彬，朱建新，方向榮，莊力健，亢海洲，程偉.壓力容器與管道腐蝕案例庫的設計研究[J].石油化工腐蝕與防護，2016，33（05）：9-12.