申 川

（中國石油大慶煉化分公司物資采購部，黑龍江大慶 163411）

0 引言

壓力容器廣泛運(yùn)用于化工生產(chǎn)中，是一種非常重要的基礎(chǔ)設(shè)備，但是在使用過程中易出現(xiàn)各種腐蝕情況，受環(huán)境及其相關(guān)條件（如溫度、壓力等）的影響，不僅極大地降低了自身的安全性能，還縮短了可使用的時長壽命。據(jù)統(tǒng)計，由于設(shè)備腐蝕造成的安全事故占66.7%，甚至?xí)l(fā)爆炸事故導(dǎo)致人員傷亡。壓力容器的腐蝕是在環(huán)境影響下材料發(fā)生變質(zhì)引起的，大多數(shù)的壓力容器是金屬材料，所以金屬腐蝕占較大比例。金屬腐蝕有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別，按受損形態(tài)分為整體腐蝕和局部腐蝕，其中局部腐蝕又可分為多種類型，例如晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕、選擇性腐蝕、點(diǎn)腐蝕等。因此，掌握金屬腐蝕的規(guī)律及其特點(diǎn)，有利于找到壓力容器腐蝕的真相，這樣對出現(xiàn)的缺陷可以更快采用相關(guān)防腐手段解決，從而提高壓力容器使用壽命和安全性能。

1 化工壓力容器常見的腐蝕類型

1.1 物理腐蝕

物理腐蝕指的是容器材料本身帶有金屬性質(zhì)，在物理作用下溶解形成損壞。這種損壞和化學(xué)或者電化學(xué)毫不相干，只是生活中常見的物理反應(yīng)。例如，容器材料是由鋼制作的，用它盛放熔融金屬的這個容器就會被熔融的金屬慢慢溶解，長此以往就會形成物理腐蝕。

1.2 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕是指容器表層覆蓋的金屬材料和化學(xué)物質(zhì)接觸，產(chǎn)生相關(guān)化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的容器損壞?；瘜W(xué)腐蝕的產(chǎn)生，通常是由于氣體比較干燥或者產(chǎn)生了非電解質(zhì)溶液，直接造成金屬原子與氧化劑產(chǎn)生氧化反應(yīng)，電子交換期間不會形成電流但會形成腐蝕。

1.3 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是化工壓力容器產(chǎn)生腐蝕的最主要因素之一，其腐蝕性遠(yuǎn)大于物理腐蝕和化學(xué)腐蝕，這主要?dú)w咎于化工生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生電解質(zhì)溶液，基于電化學(xué)原理易形成電流回流，為電化學(xué)腐蝕提供電解質(zhì)環(huán)境。根據(jù)在電化學(xué)腐蝕過程中，處于陽極的金屬失去電子會變成以離子的形態(tài)與電解質(zhì)溶液產(chǎn)生反應(yīng)，金屬中余下的電子會與處于陰極的金屬產(chǎn)生氧化反應(yīng)。電化學(xué)腐蝕不僅是簡單的電化學(xué)反應(yīng)，也能和機(jī)械、生物發(fā)生作用，是一個極為復(fù)雜的反應(yīng)過程。

2 化工壓力容器腐蝕的影響因素

2.1 設(shè)備自身特性

化工壓力容器大多數(shù)是由金屬制成的，金屬本身就具有腐蝕性，但是所謂的腐蝕性又和金屬內(nèi)部的合金數(shù)量息息相關(guān)。因此，如果壓力容器中滯留太多合金屬量就會形成雜質(zhì)，這會大大加快腐蝕速度。此外，如果壓力容器的表面不夠光滑甚至是凹凸不平，就會給細(xì)菌可趁之機(jī)，也就更容易造成金屬腐蝕。更有甚者，由于長期受煅燒擠壓等外部因素影響，壓力容器在使用過程中容易發(fā)生變形，在內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的力，會加快設(shè)備的腐蝕速度。

2.2 環(huán)境因素

壓力容器是化工生產(chǎn)中使用最頻繁的設(shè)備之一，長期處在一個高溫高壓的環(huán)境里。在使用過程中，容器內(nèi)部會滯留很多相關(guān)介質(zhì)，如酸、堿、鹽等，由于工作過程長時間與容器密切接觸，導(dǎo)致容器形成腐蝕。當(dāng)介質(zhì)溫度上升或壓力增強(qiáng)，會進(jìn)一步加劇壓力容器的腐蝕。

2.3 人為因素

絕大多數(shù)的技術(shù)人員在日常使用壓力容器中都忽略了對其的防腐工作，有的還因?yàn)椴僮鞑豢茖W(xué)而導(dǎo)致壓力容器快速腐蝕。

3 化工壓力容器防腐策略

為了解決壓力容器腐蝕問題、有效降低其腐蝕率，需要從源頭即從化工生產(chǎn)所處的環(huán)境考慮，利用先進(jìn)的科學(xué)手段進(jìn)行壓力容器的防腐工作，同時也不能放松對日常設(shè)備的維護(hù)，為化工生產(chǎn)工作提供一個安全穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境。下面將針對化工腐蝕的防腐策略及方法進(jìn)行探討。

3.1 增加緩蝕劑

緩蝕劑是特殊的化學(xué)物質(zhì)，只要在金屬表面加入少許的緩蝕劑，就能有效減緩容器腐蝕的速度，可以很好保持材料的力學(xué)性能。在存放一些材料的金屬里，只需適當(dāng)加入一點(diǎn)緩蝕劑，有時候甚至可以起到讓材料腐蝕速度降低為0 的效果。所以，增加緩蝕劑在防金屬腐蝕方面是一種很好的技術(shù)手段，也是化工生產(chǎn)過程中較為明智的一種選擇。緩蝕劑的原理主要是用來干擾金屬在介質(zhì)中產(chǎn)生腐蝕反應(yīng)，覆蓋在金屬表面控制其產(chǎn)生正負(fù)極反應(yīng)，從而減緩金屬的腐蝕反應(yīng)。此外，還可以利用氧化膜、吸附膜和沉淀膜來控制壓力容器的物理腐蝕，氧化膜原理是因其本身含有的氧化劑在與金屬發(fā)生作用時，會形成一層保護(hù)膜覆蓋在金屬表面促進(jìn)電子氧化的產(chǎn)生，以降低腐蝕的速度和風(fēng)險。吸附膜的原理主要是在金屬表面上，對其腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生良好的吸附能力，從而改變金屬表面的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到減緩腐蝕的目的。沉淀膜原理利用的是分子間相互作用以形成緩蝕劑分子，并附在金屬的表面生成金屬離子，在陰極區(qū)可以覆蓋在金屬表面阻隔金屬與介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以此達(dá)到減緩腐蝕的目的。

3.2 改善焊接質(zhì)量

發(fā)生腐蝕的一個重要原因就是金屬材料在焊接過程中有的部位會有殘余應(yīng)力。不過可以采用先進(jìn)的技術(shù)手段提高焊接技術(shù)消除殘余應(yīng)力，改善金屬焊接某些部位的結(jié)構(gòu)，從而提升其耐腐蝕性。當(dāng)前社會采用最廣泛的技術(shù)就是利用不銹鋼材料焊接，其中普遍使用的方法就是電弧焊與氬弧焊。壓力容器在選擇焊接材料時要注意保證產(chǎn)品的質(zhì)量問題，要通過正規(guī)的渠道檢測材料的合格性，同時要充分考慮金屬材料的硬度強(qiáng)度、焊接厚度等因素，并做好相關(guān)預(yù)防工作。為了避免容器出現(xiàn)瑕疵，在焊接完成后要馬上采取相應(yīng)的熱處理措施并進(jìn)行腐蝕程度檢測，最后還要利用超聲波和切線法確認(rèn)檢測結(jié)果。

3.3 采用電化學(xué)防護(hù)

電化學(xué)防護(hù)的主要原理是通過把尚未腐蝕的金屬材料改成原電池中的陰極，利用陰極可以有效阻斷金屬內(nèi)部陽極的反應(yīng)，以減緩金屬的腐蝕速度。方法有兩個，一個是放棄陽極防護(hù)法，另一個是增加電流陰極防護(hù)法：前者是利用金屬材料鋁、鋅等可還原的特性，可以將其放置在容器里當(dāng)做陽極，目的為易腐蝕電路的陰極；而后者是在額外增加電流的形式，使電子被迫由介質(zhì)通過金屬容器，來有效保護(hù)容器中的陰極，其操作重點(diǎn)是電流必須足夠大、氣壓夠低，并且中間必須連續(xù)不停地供電。

放棄陽極防護(hù)法通常是介質(zhì)腐蝕性較小，比如中性鹽溶液，而增加電流陰極防護(hù)法原理主要是通過增加電源保護(hù)來提高有效功率，因此比前者適用范圍更廣。另外，增加電流陰極防護(hù)法在合理配置電器相關(guān)基礎(chǔ)上，可以隨時隨地調(diào)整電流的大小，但其投入的資金遠(yuǎn)高于放棄陽極防護(hù)法，所以應(yīng)綜合全面的因素考慮，合理選用防護(hù)方法。

3.4 應(yīng)用防護(hù)襯里

在化工生產(chǎn)中會有一些腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)，很多金屬材料容易腐蝕，但是不易腐蝕的介質(zhì)價格高昂，所以為了既防腐又節(jié)省成本，可以在容器里加入防護(hù)襯里。在防護(hù)襯里的選擇上要慎重，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)文件規(guī)定，合理考慮綜合因素使用。目前鈦、不銹鋼、聚四氟乙烯是使用較多的襯里材料，它們都有耐高溫耐高壓的性質(zhì)，但是由于價格高昂且在實(shí)際生產(chǎn)過程中操作難度較大。而非金屬襯里價格較低且耐高溫高壓能力較弱，在實(shí)際生產(chǎn)中使用率較低。

3.5 加強(qiáng)管理維護(hù)

化工企業(yè)在使用壓力容器時，必須嚴(yán)格按照各項(xiàng)使用說明，認(rèn)真做好容器檢查，按規(guī)定時間檢測，隨時追蹤腐蝕信息，盡早發(fā)現(xiàn)容器腐蝕情況降低損失，保證設(shè)備安全使用?；すぷ魅藛T也要加強(qiáng)對容器設(shè)備的分析，及時掌握腐蝕原因和解決措施，避免容器反復(fù)出現(xiàn)腐蝕情況，最大限度延長其使用壽命。

4 結(jié)語

壓力容器的腐蝕問題給化工生產(chǎn)過程帶來嚴(yán)重的安全隱患，所以在使用化工容器時要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并請專人定期對其進(jìn)行有效護(hù)理，以便提高其使用壽命。同時，還要利用有效的科學(xué)手段，提高化工設(shè)備整體防腐水平，打造一個安全良好的化工生產(chǎn)環(huán)境。