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压力容器在化工生产过程中的防护措施研究

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  摘 要:压力容器由于其所处的环境特殊,经常会受到温度、压力、介质等方面的影响,从而对压力容器造成腐蚀,应采取相应的防护措施,避免压力设备受到持续性腐蚀,延长设备的使用寿命,使压力容器在稳定持续的环境中安全运转。
  关键词:压力容器;化工生产;防护措施
  压力容器在化工生产中应用广泛,它是一种可以承受一定压力、用于盛装气体或液体的封闭式设备。然而,在实际应用中,压力容器经常会受到温度、压力和介质等环境因素的影响,使其发生应力腐蚀、电偶腐蚀、氢损伤等不同类型的金属腐蚀。金属腐蚀会损坏压力容器,使其失效,如果不及时采用科学的方法进行补救,会严重影响压力容器的正常运行,甚至会引发意外的爆炸事故,对生命财产造成损失。因此,采取科学有效的防护措施可以避免压力容器的持续性腐蚀,延长设备寿命,使压力容器安全稳定的运行。
  1 压力容器腐蚀的类型
  根据腐蚀情况的不同,压力容器分为物理腐蚀、化学腐蚀、应力腐蚀和电化学腐蚀等四个类型。
  1.1 物理腐蚀
  金属受到物理溶解作用而造成的压力容器的损坏叫做物理腐蚀。全面腐蚀、应力腐蚀、氢损伤等会使容器发生物理溶解。比如,盛放熔融锌的刚容器,铁会被液态的锌溶解,发生缝隙腐蚀、磨损腐蚀、选择性腐蚀等金属腐蚀,物理腐蚀的危害性不容小觑,可以使压力容器发生失效。
  1.2 化学腐蚀
  主要是由非电解质和压力容器的金属外壳发生了化学反应而造成的损坏,反应时不产生电流。反应过程主要是由非电解质里面的氧化剂和金属外壳的原子之间发生了氧化还原反应,产生了腐蚀物。通常在非电解质溶液和有干燥气体的地方容易发生化学腐蚀。
  1.3 应力腐蚀
  金属物质在金属组织、应力和介质的某一环境条件下发生联合作用,因拉应力产生延迟裂纹。应力腐蚀开裂并没有明显的症状,但是一旦形成裂纹,就会迅速腐蚀,损坏严重。应力腐蚀可以发生在化工生产的各个环节,在设备的加工制造、成型、运行和成产过程中都有可能出现,检测也相当困难。
  1.4 电化学腐蚀
  电解质溶液和金属外壳发生电化学反应、反应中存在电流的现象称为电化学腐蚀。形成电化学腐蚀的条件是至少有一个阴极反应和一个阳极反应,并且介质里的离子流和压力容器里面的离子流形成回路。阳极发生氧化反应,是金属表面失去电子变成离子进入溶液的过程;阴极发生还原反应,金属内的剩余电子作为氧化剂發生反应。压力容器中最常见的腐蚀就是电化学腐蚀,既存在单一的化学反应,也存在机械、生物等因素和电化学反应共同作用的过程。
  2 化工生产过程中压力容器的防腐措施
  压力容器因其本身特性和所处环境的特殊性,经常在化工生产中受到腐蚀,表面越粗糙的金属材料,越容易发生腐蚀,另外,合金含量也会影响合金的腐蚀速度。压力容器在加工制造过程中,会存在焊接残余应力,而内应力会加速腐蚀。再者压力容器通常处于酸、碱、水等腐蚀性介质中,加大其腐蚀的力度。所以,在化工生产中,要控制好介质的化学成分、酸碱度和含水量等。
  2.1 选择好压力容器的材料
  要根据压力容器的用途和所处的介质、温度和压力状况,选择相应的材料。为了提高压力容器的耐腐蚀性,可以在金属中添加合金元素构成耐腐蚀的合金,比如可以把镍加入钢中,增加压力容器的耐腐蚀性。在选择材料时,为了确保容器使用的安全性,还要充分考虑介质的毒性、易燃性等。
  2.2 加强焊接工艺水平
  焊接工艺的水情直接影响着焊接质量,要严格遵守规章选择合适焊接材料和工艺,同时应由考核合格的专业焊工进行操作。比如应该采用氩弧焊或电弧焊焊接不锈钢材料。为了避免焊接时出现残余应力,增强焊接的热影响点的金相组织,应该综合考虑钢材的焊接厚薄、淬硬性等因素。焊接过程中,要先进行焊接预热,焊接完成后还要进行稳定化热处理,另外还要按照施工图纸的标准,进行晶间腐蚀试验和超声波探伤射线等工作。
  2.3 应用防腐涂料
  防腐涂料主要由橡胶、合成树脂、植物油等构成的一种涂料,能应用在恶劣的环境条件下,具备良好的耐腐蚀性,延长设备的使用寿命。防腐涂料主要涂抹在金属的表面,风干后会形成一层薄薄的多孔膜,大大增强了溶液的电阻力,减小腐蚀电流,具有十分显著地防腐效果。
  2.4 应用衬里防护
  衬里防护主要针对盛装腐蚀性大的介质和又缺乏耐腐性的金属材料的压力容器。目前,压力容器使用的衬里主要包括聚四氟乙烯、玻璃钢、不锈钢等,需要根据压力容器里面的介质的类型、运转的温度、压力等来决定选择那种方式,比如在高温的条件下,可以采用衬钛、衬不锈钢。
  2.5 加强日常的管理维护
  对压力容器进行防腐,除了做好防腐处理技术外,还要加强日常的维护管理。化工企业要严格按照压力容器的使用标准,对其金星秀定期检查维修,了解压力容器的腐蚀情况,一旦出现腐蚀现象,就要立刻采取办法补救,避免出现持续性腐蚀。
  综上所述,化工厂相对于其他企业来说,压力容器的腐蚀速度会更快,应该根据实际情况采取有力的措施进行控制,从而减缓压力容器的腐蚀破坏,可以进一步延长设备的使用寿命,对工作人员而言可以保护其生命和财产安全,对当今的化工生产领域有着重要的现实意义。
  参考文献:
  [1]张粟森,王旭.化工压力容器防腐蚀的方法浅析[J].山东工业技术,2015(07).
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