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石油化工生产中压力容器的常见腐蚀问题及对策

时间:2022-05-14 12:05:03 浏览量:

摘 要:在石油化工生产过程中,如果腐蚀容器存在严重的腐蚀问题,不仅会影响化工设备的正常运行,还会影响石油化工生产的整体效果。对于压力容器的腐蚀,相关人员必须注意并分析产生这些问题的原因,从而有效地防止压力容器的腐蚀。

关键词:石油化工生产;压力容器;腐蚀问题;对策分析

一、压力容器中常见的腐蚀类型

(一)物理腐蚀

壓力容器的物理腐蚀是指压力容器受到物理溶解的影响,对构成压力容器的物理材料造成损坏。物理腐蚀与化学反应之间没有关系。例如,熔融的金属会慢慢溶解含有它的钢。容器长期使用后,物理腐蚀现象会更加明显。

(二)化学腐蚀

压力容器的化学腐蚀,即构成压力容器的材料与化学物质接触后发生化学反应,最终对容器造成损坏。化学腐蚀的主要原因是受非电解质溶液和干气的影响。当腐蚀发生时,氧化剂直接与金属原子交换电子,从而产生氧化还原反应,过程中不存在电流。

(三)电化学腐蚀

压力容器的电化学腐蚀也是湿腐蚀,即电解液与金属表面发生电化学反应后的破坏。这种腐蚀在反应过程中有电流。一般来说,电化学蚀刻的原理是至少有一个阴极和一个阳极反应在一起,在流经金属的离子电流和电子流之间形成一个回路。在这个过程中,阳极反应发生在氧化过程中,即金属离子失去电子后,以离子的状态进入溶液中,而阴极反应是还原过程,即金属内部的剩余电子留在金属中。表面,但存在于溶液中,被氧化剂吸收。

(四)应力腐蚀

在压力容器内,石油、化工等原料在搅拌和反应的影响下不断旋转、搅拌和流动。各种混合掺杂材料在连续运动过程中会对压力容器内壁产生一定的冲刷作用,无论是被卡住还是被挤出,统称为应力。应力引起的腐蚀统称为应力腐蚀。虽然这种腐蚀在压力容器的形状上没有明显的变化,但它发展得非常快,很难检测到,并带来毁灭性的后果。

二、化工压力容器腐蚀的影响因素

(一)由于压力容器设备自身特性

化学压力容器一般由金属材料制成,金属本身的化学性质决定了其腐蚀性。合金的腐蚀速率与合金含量密切相关。因此,当压力容器中含有较多杂质时,金属的腐蚀速率有可能增加[1]。此外,压力容器表面越粗糙,腐蚀的可能性越大,因为容器表面的晶体比较粗糙,容易进入细菌,从而导致金属的腐蚀。此外,在压力容器的制造过程中,容器由于长期冲压、煅烧等外部因素容易变形,从而产生一定的内应力,加速设备的腐蚀。

(二)由于环境因素

石油化工生产中存在酸、碱、水、氧等腐蚀性介质。这些因素的混合也为压力容器的腐蚀提供了一个重要的外部环境。一般金属材料对一般腐蚀性介质具有一定的应用范围。例如,介质温度越高,容器压力越大,腐蚀速率越快。介质流速越快,压力容器越容易腐蚀。这是因为溶液速度增加,材料的扩散和对流增强,腐蚀产物的腐蚀速率加快,造成严重的冲击和磨损,金属的腐蚀速率加快。此外,压力容器设计不合理、材料选择不当、加工质量差等因素为金属腐蚀提供了预备环境。

(三)由于人为因素

大多数操作人员在日常操作中不注意压力容器的防腐工作,或者部分工人操作不当造成压力容器的腐蚀。

三、解决压力容器腐蚀问题的对策

(一)压力容器选择合理的金属材料

根据压力容器的实际使用情况及其所受介质、温度和压力,在制造压力容器时应选择合理的材料。试着加工各种材料来制作耐腐蚀合金,或者在金属材料中添加少量的合金元素。如果在钢中加入镍形成不锈钢,可以大大提高压力容器的耐腐蚀性,降低钢的腐蚀速率。此外,介质的腐蚀性、易燃性和毒性对压力容器材料的选择也有很大的影响。适当减少可能导致介质腐蚀的材料的使用频率。对于电解质和温度较高的介质,应避免使用铁基压力容器。碳钢材料具有比传统金属材料更高的耐腐蚀性,可以优先选择压力容器的主要材料。

(二)适当添加缓蚀剂

选择缓蚀剂时必须遵循相应的原则,因为缓蚀剂的浓度、介质的温度、pH值都会影响腐蚀效果。因此,应根据环境条件和被保护对象的实际情况来选择腐蚀剂。缓蚀剂对金属介质具有良好的防腐效果,具有良好的经济效益,被广泛应用于压力容器的防腐。缓蚀剂的作用主要是影响电解液在介质中的电化学腐蚀。用缓蚀剂覆盖金属表面,达到抑制金属阴极反应和阳极反应的目的,从而有效减轻金属的电化学腐蚀。

(三)应用防腐涂料和防腐衬里

该防腐涂料是由多种原料混合而成。干燥后,在材料表面形成微孔膜,增加腐蚀介质的扩散阻力。防腐涂料一般适用于腐蚀较严重的设备表面。防腐衬里直接阻挡介质与容器内壁的接触,适用于腐蚀性强的环境。在选用衬砌材料时,应考虑温度、压力、介质、施工难度和造价等因素。

(四)使用电化学保护

1、牺牲阳极保护法

这个方法是保护这一事实的潜力的合金电极低于保护电极压力容器和金属,它是用作阳极,这是固定在金属表面形成腐蚀电极,从而使金属阴极保护。。通常,用于牺牲阳极的材料主要是锌、铝和合金。这种方法通常用于保护工业水中的不同设备和部件免受腐蚀。通常受到保护的对象主要是输油管道和大型设备。

2、外加电流法

另一个附加电极和被保护金属被视为电池的两极,其中被保护金属作为阴极,受外加直流电流的影响,使阴极受到保护。该方法主要用于河水金属设施的防腐和土壤的防腐。在。

(五)提高焊接质量

在焊接前必须要经过焊前预热,之后进行焊后稳定,严控焊缝质量,决不可存在缺陷,切实提高焊接质量。同时,工作者要根据钢材的淬硬性,焊接的具体厚度及具体使用条件等因素进行焊前预热。此外,应进行外观检查和晶间试验,提高焊接质量能有效提高压力容器的抗腐蚀性。

(六)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。

综上所述,压力容器一旦遭到严重腐蚀不仅会影响石油化工生产工作的进度和质量,还会影响石油开采工作。相关工作人员必须时刻关注压力容器的腐蚀问题并根据不同种类的问题拟定不同的应对方案,这样能有效控制严重腐蚀问题的发生。在石油化工生产过程中,压力容器易受到化学腐蚀及物理腐蚀因素的影响,例如,金属材料本身、生产环境等方面。工作者可通过表面覆盖法、电化学保护法、外加电流法等避免压力容器遭到腐蚀,从而确保石油化工生产工作的顺利进行。

参考文献:

[1] 安朝军.天然气压力容器腐蚀原因分析及防范措施探讨[J].中国战略新兴产业,2017(48):151.

[2] 杨学明,许斌.压力容器在化工生产中的腐蚀与防护研究[J].化工管理,2017(33):222.

[3] 郭琦,薛光磊,殷亚芳,陈璐,刘洋.化工压力容器防腐蚀策略探索[J].产业与科技论坛,2017,16(10):50-51.

[4] 王帅.压力容器应力腐蚀发生因素及控制措施[J].中国高新区,2017(06):105.

[5]刘佳丽.压力容器的腐蚀与防护[J].中国盐业,2016(21):55-57.

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