壓力容器腐蝕的影響因素與預(yù)防措施探討

楊學(xué)萍

摘要：壓力容器是各個工業(yè)部門必不可少的一種設(shè)備，特別是在化工領(lǐng)域。但是壓力容器容易受到各種腐蝕，嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)活動。本文先分析影響壓力容器腐蝕的因素，然后在此基礎(chǔ)上再闡述預(yù)防壓力容器腐蝕的措施。

關(guān)鍵詞：壓力容器;金屬腐蝕;腐蝕與防護

目前，壓力容器已被廣泛應(yīng)用到化工生產(chǎn)中。但是由于內(nèi)在因素和外在因素的影響，壓力容器很容易受到各種腐蝕，從而影響了正常的生產(chǎn)活動。因此，對壓力容器腐蝕的影響因素與預(yù)防措施進行探討，有著重大的意義。

1.影響壓力容器腐蝕的因素

由于制造壓力容器的材料主要是以有色金屬為主，因此很容易產(chǎn)生各種各樣的腐蝕。一般將影響壓力容器金屬腐蝕的原因大致分為兩類，即金屬材料本身的內(nèi)在因素和受環(huán)境影響的外在因素。在壓力容器金屬腐蝕的過程中，這兩種因素相互影響并相互制約。下面來對這兩個因素進行具體的分析：

1.1金屬材料本身

壓力容器之所以會發(fā)生金屬腐蝕，其首要原因是由金屬材料本身的化學(xué)性質(zhì)決定的。據(jù)相關(guān)的實驗和實踐證明，合金的腐蝕速度直接受合金含量的影響。而壓力容器中合金的含量比較大，因此壓力容器金屬腐蝕的速度也較快。同時，壓力容器金屬腐蝕的速度還直接受金屬表面光潔度和晶型的影響。據(jù)相關(guān)的實驗和實踐證明，若金屬的表面越光滑、晶粒越細(xì)，則腐蝕的速度越慢;反之，則腐蝕的速度越快;并且當(dāng)壓力容器的表面出現(xiàn)氧化膜時，則說明此壓力容器具有耐腐蝕性的特點。除此之外，壓力容器金屬在制造的過程中也會對壓力容器金屬腐蝕的速度造成很大的影響。

1.2環(huán)境因素

壓力容器是化工企業(yè)中一種比較常見的設(shè)備，它必然會接觸到具有腐蝕性的介質(zhì)，如鹽、酸、氧以及堿等。而金屬材料的不同，其腐蝕介質(zhì)的適用范圍也不盡相同，且每種金屬材料腐蝕介質(zhì)的適用范圍是固定的。例如，在稀硫酸中，碳鋼很容易就會被溶解掉，而在濃硫酸中卻能保持穩(wěn)定。因此，壓力容器在實際的使用過程中，為了最大程度地保護容器、減緩金屬腐蝕的速度，就必須對各種介質(zhì)的含量進行合理的控制。

同時，介質(zhì)的流動速度、溫度以及壓力也直接關(guān)系到壓力容器的腐蝕速度。據(jù)相關(guān)實驗和實踐證明，若介質(zhì)的溫度、壓力越低，則壓力容器的腐蝕速度越慢。究其原因，主要是因為腐蝕這種現(xiàn)象的實質(zhì)就是化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，溫度降低會減緩溶液的對流，擴散的速度也會減小，從而使腐蝕的化學(xué)反應(yīng)減慢。此外，介質(zhì)的流動速度越慢，壓力容器腐蝕的速度也越慢。這是因為溶液流動速度的減慢會弱化物質(zhì)的擴散和對流，并且也減緩了對壓力容器保護膜的沖刷。

2.預(yù)防壓力容器腐蝕的措施

針對上文中所提到的影響壓力容器腐蝕的因素，本文從四個方面來對壓力容器腐蝕進行預(yù)防，即壓力容器主體材料的選用、設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)、緩腐蝕劑法以及襯里。下面來分別對這四個方面進行具體的分析：

2.1主體材料的選用

主體材料的選擇對于壓力容器的制造來說至關(guān)重要，它決定了壓力容器的耐腐蝕性。因此，在選用主體材料時，一定要選擇耐腐蝕性強的合金材料;同時，在制造壓力容器時，還可以在在金屬中添加能夠提高其耐腐蝕性的合金元素，以此來減緩壓力容器金屬腐蝕的速度。例如，在制造不銹鋼壓力容器時，若將合金元素——鎳加入到鋼中，就可以提高不銹鋼壓力容器的耐腐蝕性。

除此之外，主體材料的選用還直接受介質(zhì)的易燃程度和毒性程度的影響。例如，在制造易燃介質(zhì)壓力容器時，不能選用Q235-A.F作為主體材料;在制造液化石油氣壓力容器時，不能選用Q235-A作為主體材料;在制造毒性程度高或高危害介質(zhì)的壓力容器時，不能選用Q235-A和Q235-B作為主體材料。因此，在選用主體材料制造壓力容器時，還必須考慮介質(zhì)特性對材料性能的影響。

2.2設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)

壓力容器的結(jié)構(gòu)是否合理，直接關(guān)系到壓力容器耐腐蝕性的程度。因此，為了提高壓力容器的耐腐蝕性，在制造壓力容器之前，還必須先設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)。要設(shè)計合理的壓力容器結(jié)構(gòu)，在設(shè)計過程中必須注意以下幾點：首先，要注意設(shè)備金屬的組織，并最大限度地消除能夠?qū)е赂g介質(zhì)集聚的缺口;其次，在設(shè)計時還要注意應(yīng)力的集中情況，并盡量減少應(yīng)力的集中，這樣做是為了減少或避免設(shè)備在運行過程中的腐蝕;最后，還要注意底部出口的設(shè)計，合理的底部出口設(shè)計應(yīng)滿足排凈殘液的需要，以此來避免殘留液對壓力容器的腐蝕。除此之外，在進行壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還必須考慮導(dǎo)致壓力容器受到電偶腐蝕、沖涮腐蝕以及縫隙腐蝕的影響因素。

2.3緩腐蝕劑法

緩腐蝕劑是一種防腐技術(shù)，它具有方法簡便以及經(jīng)濟效果較好的特點。顧名思義，“緩腐蝕劑”就是指能夠減緩甚至完全抑制住壓力容器金屬腐蝕速度的物質(zhì)。目前，緩腐蝕劑已被廣泛應(yīng)用到各個工業(yè)部門，如化工部門、鋼鐵部門以及石油部門等。并且，緩腐蝕劑的使用已取得了不少的成就，有效地解決了很多腐蝕問題。

不同的緩腐蝕劑，其適用的范圍也不盡相同，并且每種緩腐蝕劑的適用范圍是確定的。同時，緩腐蝕劑對壓力容器金屬保護的效果與被保護壓力容器金屬以及腐蝕環(huán)境有關(guān)。因此，在使用緩腐蝕劑來對減緩甚至完全抑制住壓力容器金屬腐蝕速度時，一定要選擇正確的緩腐蝕劑，且用量也要適當(dāng);否則不僅不會起到應(yīng)有的效果，還可能引起相反的效果。例如，若壓力容器金屬的鈍化能力很弱，當(dāng)使用陽極性緩腐蝕劑對其進行保護時，不僅不會達到減緩金屬腐蝕速度的效果，反而會加速金屬的腐蝕。

2.4襯里

在工程材料中，所謂“襯里”就是指在管道或是容器內(nèi)表面復(fù)合的一層耐蝕材料。換言之，襯里就是一種防腐蝕的方法。襯里的選擇隨著介質(zhì)條件、溫度以及壓力的不同而不同。例如，若是壓力容器的溫度和壓力都比較高，那么就應(yīng)該襯耐腐蝕金屬。目前，在碳鋼設(shè)備表面襯橡膠、搪瓷以及陶瓷等是當(dāng)前最廣泛的應(yīng)用。

3.結(jié)束語

綜上所述，壓力容器在很多化工領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。但壓力容器容易受到各種腐蝕，嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)活動。因此，必須采取行之有效的策略來進行預(yù)防。

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