提升压力容器防腐性能的有效策略论文_周飞,王少帅

提升压力容器防腐性能的有效策略论文_周飞,王少帅

新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆省乌鲁木齐市 830011

摘要:关于石油化工领域内使用压力容器,如果缺少有效的防腐蚀措施,对腐蚀问题不能及时进行科学的规避和解决,不仅会对压力容器的使用和运行造成不利影响,而且还会增加生产作业中的隐患问题。因此,必须高度重视防腐蚀策略的研制,提高压力容器安全性能,从而促进石油化工行业健康稳定的发展。

关键词:压力容器;防腐性能;有效策略

1影响压力容器防腐性能的有关因素

1.1材料特性产生的影响

压力容器的防腐性能在很大程度上是由材料本身的特性所决定,具体如下:一是电化学反应的速度会直接受到材料的化学性质、杂质等方面的影响,倘若容器内有比较多的惰性夹杂物,则金属腐蚀的速度要快很多。二是腐蚀速度还会受到金属材料表层的氧化状态与晶体结构的影响。一般来说,晶粒越为粗糙,腐蚀速度就越快。如果材料表层有氧化膜,则具有较好的耐腐蚀性。例如不锈钢材质,在腐蚀介质的影响下,焊缝位置会出现晶间腐蚀,腐蚀将渗透到金属内部,材料的强度将深受影响。在焊接的过程中,晶间腐蚀会在热影响区内出现。三是制造过程中,在冷却、煅烧等诸多工艺下,金属会有形变产生,并有极强的内应力,这也会导致金属被腐蚀的程度加深,特别是在H2S的影响下,容器极有可能因腐蚀而破裂。三是合金元素对压力容器的防腐性能也有非常大的影响。不同的钢材料内合金的具体状况不一样,因此其对H?2S的敏感性也会不一样。

1.2环境因素产生的影响

从实际情况看,化工生产中难免会出现腐蚀性介质,这些介质都有可能导致压力容器被腐蚀。一般情况下,金属容器对介质腐蚀能够产生一定的抵抗作用,然而倘若介质浓度、含氧量、酸碱度等均超出了容器的承受标准,或者是出现非常敏感的介质,则会引发极为严重的腐蚀。环境因素对压力容器防腐性能所产生的影响具体表现为:一是作业环境。在不一样的作业环境下,容器的耐腐蚀性有很大区别。例如,在超过限定稳定的情况下,腐蚀速度要快很多;在酸性情况下,低碳钢容器被腐蚀的速度非常快。酸性越强,则腐蚀速度越快;在高温的状态下,水中溶解氧含量会非常大,容器腐蚀速度会加快。二是介质温度。相关资料表明,在温度每上升10℃的情况下,化学反应速度会显著提升,提速1~3倍。高温能够使得介质的对流速度加快,介质电阻下降,从而加快电化学腐蚀。通常,随着介质温度的加快,腐蚀速度加快。三是压力。压力也会对金属的腐蚀性产生一定的影响,在压力提升的过程中,介质中气体的溶解度会加大,电化学反应的速度更快。四是pH值。酸碱环境对容器腐蚀有直接的影响。在不一样的酸碱环境下,介质中电解的离子含量不一样,进而影响到腐蚀情况。五是介质流动速率。越快的介质流速对流、扩散产生越为明显的影响,金属表层的保护膜会受到更为强烈的冲击,从而产生空泡等现象,使得容器出现严重的腐蚀。六是因操作不当而产生的腐蚀。相关工作人员没有严格依照操作流程而开展生产活动,从而使得容器被腐蚀。

2 防治压力容器腐蚀的策略

压力容器的材质一旦遭到腐蚀,不仅会对使用性能造成影响,给企业带来经济上的损失,而且会严重威胁到工作人员的生命安全。因此,必须重视压力容器的腐蚀问题,及早采取措施,将腐蚀限制在一定的范围内。

2.1 压力容器选择合理的金属材料

根据压力容器的实际用途以及所承受的介质、温度、压力情况,在压力容器制作时,应该选择合理的主体材质。尽量加工多种材料做成耐腐合金,或者在金属材料中加入少量合金元素。如将镍元素添加于钢材料中,形成不锈钢,可以大大提高压力容器的耐蚀性能,减缓钢材料的腐蚀速度。另外,介质的腐蚀性、易燃性和毒性对压力容器选择材料也有很大影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆适当降低容易引起介质腐蚀材料的使用频率,对于电解质和温度较高的介质应该尽量避免使用以铁为主体材料的压力容器。碳钢材料较传统的金属材料抗腐蚀性更高,在压力容器主体材料的选择中,可以优先考虑。

2.2 科学应用缓腐蚀剂

缓腐蚀剂是一种能够使腐蚀效果降低的药剂,通常由多种化学物质组成。应用压力容器时,科学地选择缓腐蚀剂不仅能够让腐蚀时间缩短,增加压力容器的寿命,而且能够保障后续作业的安全。这里应该注意的是,缓腐蚀剂的用量并非越大越好,如果使用过量,既会加快化工原料对容器的腐蚀,也会影响化工原料的纯度。因此,必须根据原料的类型配置缓腐蚀剂,并且按照一定的比例用量,只有这样才能在达到化工操作标准的基础上减少化工容器自身的腐蚀。

2.3 容器内壁表面镀保护层

保护层是在容器的内壁做一种特殊的镀层,如镀熔浆层,以合成树脂、橡胶为主,能够降低介质与金属表面的接触,达到隔绝腐蚀功能。然而,任何保护层的材料都是由原子构成的,保护层的表面依然有微小的孔隙存在,长时间地孔隙渗透也依然会产生腐蚀,因此,在化工压力容器内壁表面镀保护层的时候,还需要加强对保护层的修补与保养,定期做维护,保障保护层的完整,延长使用效果。另外,镀铬、镀锰、镀锌、搪瓷等方式覆盖金属表面,也可以降低介质与金属容器的接触,对物理性溶解腐蚀起到一定的预防作用。

2.4 确保焊接质量

在焊接时,保证质量能够降低甚至消除由焊接裂缝产生的多余应力,减少裂纹的产生,改善腐蚀状况。在焊接化工压力容器时,应该严格按照焊接规范执行,选择合适的焊条、材料工艺以及焊接方法,每一道工序都必须严把质量关,正式使用之前,必须经过检验,合格之后方能投入使用。完成焊接工作后,还应该根据材料的不同进行热处理,增加压力容器的稳定性。检测观察外观情况是否有破损,并应用专业的仪器进行探伤试验。

2.5 注重压力容器的日常维护与管理

以上所提到的每一种应对压力容器腐蚀的策略都有一定的适用范围,从整体上讲,应该以经济性、所产生的社会效益防腐蚀的效果、以及难易程度作为衡量的标准,进行综合评价与分析。除了对压力容器进行防腐蚀外,日常的管理与维护也是必不可少的。如可以每日做检查记录,定期抽查,加强日常管理监督,及时更换修理压力容器,尽量降低由腐蚀造成的作业事故。此外,还可以制定合理规范的奖惩条例,激发员工规范维护压力容器的积极性。

2.5做好管理与维护工作

化工企业应从压力容器的具体使用规定入手,做好容器的检修,依照计划而展开检测及取样工作,及时发现容器的腐蚀问题,并采取有效应对策略,从而控制好腐蚀的扩大。相关工作人员应及时研究腐蚀设备,就导致腐蚀出现的原因展开深入分析,采取科学的应对策略,杜绝相同的问题出现。

结束语

压力容器在石油化工领域应用广泛,制作材料一般多使用金属。石油化工企业在进行工业生产时,需要接触到大量的二氧化硫、硫化氢、二氧化碳等物质,这些有害物质在高温状态或者潮湿的环境中很容易发生化学或者物理等综合性的反应,是造成压力容器腐蚀的外在因素。压力容器长期处在这种恶劣的环境中,在使用的过程中,金属材料本身也很容易发生断裂破损。因此,必须高度重视防腐蚀策略的研制,提高压力容器安全性能,从而促进石油化工行业健康稳定的发展。

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论文作者:周飞,王少帅

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期

论文发表时间:2018/10/29

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