李 慧,張文杰

(惠生工程(中國)有限公司 河南化工設(shè)計院分公司,河南 鄭州 450018)

對于化工生產(chǎn)而言,壓力容器是一種基礎(chǔ)性的設(shè)備,在化工生產(chǎn)過程中應用非常廣泛。同時,在壓力容器應用的過程中,受到周邊環(huán)境的影響,容易出現(xiàn)腐蝕問題,不僅導致壓力容器的性能受到影響,安全性下降;同時也導致壓力容器的使用壽命大大縮短,這對于化工生產(chǎn)的順利進行非常不利的。深入研究化工生產(chǎn)中壓力容器腐蝕的影響因素,并采取針對性的應對措施,對于化工生產(chǎn)意義重大,同時也是保證化工安全生產(chǎn)的重要舉措。

1 化工壓力容器腐蝕常見類型

1.1 物理腐蝕

化工生產(chǎn)中應用到的壓力容器材料中含有金屬成分,這些金屬成分會發(fā)生溶解,導致壓力容器腐蝕。比如,壓力容器的材料是鋼材料,在實際使用過程中,其中存放的一些材料會與鋼材料發(fā)生物理反應,導致鋼材料出現(xiàn)緩慢溶解,長期下來就會導致物理腐蝕。

1.2 化學腐蝕

壓力容器表層一般會有部分金屬材料構(gòu)成,而化工生產(chǎn)中會涉及到眾多的化學物質(zhì),這些金屬材料和化學物質(zhì)發(fā)生接觸,一旦產(chǎn)生化學反應,就會引發(fā)化學腐蝕,進而導致壓力容器損壞。基于化工生產(chǎn)的特點來看,化學腐蝕一般都是因為其中的氣體較為干燥,或者由于化學生產(chǎn)的過程生成了一些非電解質(zhì)溶液,進而導致金屬成分受到氧化劑的影響而發(fā)生氧化,這個過程中雖然不會產(chǎn)生電流,但是會導致化學腐蝕。

1.3 電化學腐蝕

比起物理腐蝕和化學腐蝕,電化學腐蝕對壓力容器的影響更大,并且也是化工生產(chǎn)中導致壓力容器腐蝕的主要原因。這是因為在化工生產(chǎn)的過程中,受到各種化學反應的影響,容易生成一些電解質(zhì)溶液,這些電解質(zhì)溶液會在生產(chǎn)過程中形成回流,這就創(chuàng)造了一個電解質(zhì)的環(huán)境,容易發(fā)生電化學腐蝕[1]。同時在實際的生產(chǎn)過程中,包括非常復雜的原因,也可能會與機械或者生物等發(fā)生反應。

2 化工壓力容器腐蝕影響因素分析

2.1 設(shè)備自身原因

化工生產(chǎn)中應用到的壓力容器中包含容易被腐蝕的金屬材料,金屬材料是否容易被腐蝕,還受到金屬當中合金數(shù)量的影響。因此,如果壓力容器中合金數(shù)量比較大,就會造成其中的雜質(zhì)比較多,這樣壓力容器腐蝕的速度也會更快。另外,如果壓力容器的表面沒有處理平整,或者存在坑洼,一些空氣中的物質(zhì)通過這些不平整的部位進入到壓力容器中,也很容易導致腐蝕問題的發(fā)生。另外,壓力容器處于較為復雜的化工生產(chǎn)環(huán)境中,在實際使用中容易出現(xiàn)形變,也會導致腐蝕速度的加快。

2.2 外在環(huán)境影響

在化工生產(chǎn)過程中,壓力容器的使用范圍廣泛,且處于高溫高壓環(huán)境中。在壓力容器使用的過程中,內(nèi)部可能會留下一些具有腐蝕性的物質(zhì),這些物質(zhì)與壓力容器融合在一起,會導致容器發(fā)生腐蝕。另外,在高溫高壓的環(huán)境下會導致腐蝕進程加劇。

2.3 人為因素

人為因素主要是:①由于化工生產(chǎn)中壓力容器經(jīng)常會接觸到一些腐蝕性的物質(zhì),在實際生產(chǎn)的過程中,很多工作人員防腐工作不到位,或者被忽視,導致壓力容器在使用過程中發(fā)生腐蝕。②由于人員操作不當而導致的腐蝕。

3 化工壓力容器防腐蝕措施

3.1 適當使用緩蝕劑,減緩腐蝕速度

為了減少化工壓力容器的腐蝕,應用緩蝕劑是一種非常有效的手段。金屬材料在受到外界或者內(nèi)部環(huán)境因素影響的情況下容易發(fā)生腐蝕,而緩蝕劑的工作原理是能夠干擾這種反應,從而延緩腐蝕的速度。同時,針對物理腐蝕,可以采用成膜的方式來控制,比如氧化膜中含有一定的氧化劑,當與金屬發(fā)生作用時,會在金屬表面形成一層膜,起到保護的效果,進而達到控制腐蝕的目的。吸附膜則是能夠吸附金屬表面上具有腐蝕性的介質(zhì),使得金屬表面的化學性質(zhì)發(fā)生改變。沉淀膜能夠覆蓋在金屬的表面,阻礙金屬表面與其他介質(zhì)發(fā)生化學反應,也能夠起到控制腐蝕的效果,在實際應用中可以結(jié)合實際需求進行選擇。

3.2 優(yōu)化焊接的質(zhì)量,提升耐腐能力

化工生產(chǎn)中的壓力容器之所以會發(fā)生腐蝕,有很大的一方面原因在于在進行焊接的過程中,在壓力容器中的一些部位會留下應力,這些應力在化工生產(chǎn)過程中會對壓力容器產(chǎn)生影響,進而導致腐蝕問題出現(xiàn)。針對這一問題,優(yōu)化焊接的質(zhì)量能夠有效消除殘余應力,提升壓力容器的耐腐蝕能力。壓力容器在實際應用中一般會采用不銹鋼材料進行焊接,為了在根本上保證焊接的質(zhì)量,一方面要選擇質(zhì)量合格的產(chǎn)品;另一方面事前做好預防工作。在焊接完成后,還應當進行相應的檢驗,確保壓力容器整體具有良好的耐腐蝕能力。

3.3 做好電化學防護,合理預防腐蝕

電化學防護能夠?qū)崿F(xiàn)阻斷電化學反應的目的,從而延緩腐蝕速度。在實際應用中有兩種方式:①放棄陽極防護法,利用金屬的還原特性來達到減緩腐蝕的目的,適用于腐蝕性比較小的介質(zhì)中。②增加電流陰極防護法,即通過額外增加電流的方式,保護陰極來減緩腐蝕。增加電流陰極防護法適用范圍更大,在操作中必須要保證足夠的電流,保證氣壓足夠低,并保證持續(xù)性的供電。

3.4 應用防腐蝕襯里,嚴選襯里材料

在化工生產(chǎn)過程中,難免會有一些腐蝕性比較強的物質(zhì),而金屬材料是容易被腐蝕的,一些應對腐蝕的材料往往價格較高。因此,為了達到防腐的目的,又能夠節(jié)約成本,應用防腐襯里是一種非常好的方式。在使用中確保襯里材料的選擇與相關(guān)的要求和標準相符,同時也需要結(jié)合化工生產(chǎn)的實際需求,綜合各方面的因素進行考慮。在化工生產(chǎn)壓力容器中比較常用的襯里材料有鈦、不銹鋼等金屬材料,這些材料能夠很好地應對化工生產(chǎn)中的高溫和高壓環(huán)境,價格較昂貴,并且在實際應用中,想要將其作為襯里也存在一定的技術(shù)難度。也有一些非金屬材料可以作為襯里材料,價格比較低廉,但是應對高溫高壓的能力相對比較弱,因此應用的范圍并不大。

3.5 做好日常的維護,延長使用壽命

做好日常維護是延緩腐蝕、延長壓力使用壽命需要做好以下幾個方面的工作:①在壓力容器的選擇中,要充分結(jié)合化工生產(chǎn)的實際需求,確保壓力容器質(zhì)量合格。在使用前期就做好防腐蝕相關(guān)工作,比如加入緩蝕劑,優(yōu)化焊接質(zhì)量,進行電化學防護或者加防腐蝕襯里等。②在使用壓力容器的過程中,嚴格按照標準和規(guī)范進行操作,還應當做好容器情況的檢查,定期進行檢測,及時發(fā)現(xiàn)在容器使用過程中出現(xiàn)的腐蝕情況,并進行盡早處理,保證生產(chǎn)過程的順利和安全。③化工生產(chǎn)人員需要對設(shè)備的情況進行整體分析,明確腐蝕的影響因素,采取針對性的解決措施,減少容器的腐蝕問題,以延長使用壽命。

4 結(jié)束語

化工生產(chǎn)中的壓力容器腐蝕問題會對化工生產(chǎn)的順利進行產(chǎn)生極大的影響,還會留下安全隱患,容易引發(fā)安全事故。因此,在化工生產(chǎn)中,除了要做好防腐蝕措施,嚴格按照標準和規(guī)范使用壓力容器,還應當做好護理工作,從而延緩腐蝕的發(fā)展速度,提升設(shè)備的使用壽命,為化工生產(chǎn)營造一個高效且安全的環(huán)境,推動化工生產(chǎn)的健康發(fā)展。