沈振英 駱 浩

（浙江工程設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310002）

化工機(jī)械設(shè)備在受到嚴(yán)重的腐蝕之后，不管是設(shè)備呈現(xiàn)出來(lái)的色澤方面，還是機(jī)械其它方面所變現(xiàn)出來(lái)的性能等，都有著不同程度的變化，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生不必要的損失。這樣對(duì)于化工企業(yè)在產(chǎn)品的生產(chǎn)以及成本控制等方面有著較大的影響，化工企業(yè)針對(duì)這一點(diǎn)也會(huì)背負(fù)著較大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，關(guān)于機(jī)械的防腐方面問(wèn)題，就需要采取有力的防腐措施，有效的將運(yùn)行機(jī)械的防腐能力進(jìn)一步的提高，這才是當(dāng)今社會(huì)中化工企業(yè)以及相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域所迫切需要解決的問(wèn)題。

1 化工壓力容器腐蝕的常見(jiàn)幾種類型

根據(jù)腐蝕過(guò)程的歷程分類：

1.1 物理腐蝕

物理腐蝕是指金屬由于受到液態(tài)金屬的單純物理溶解作用而引起的損壞，但并不是由化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)引起的。比如使用鋼容器來(lái)盛放熔融鋅，由于液態(tài)鋅會(huì)溶解鐵金屬?gòu)亩率逛撊萜魇軗p壞等等。

1.2 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕是指金屬在一些干燥氣體及非電解質(zhì)溶液中，金屬表面與非電解質(zhì)發(fā)生純化學(xué)反應(yīng)而引起的損壞，也稱為干腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕的反應(yīng)過(guò)程中，金屬表面的原子與非電解質(zhì)中的氧化劑直接進(jìn)行電子交換，發(fā)生氧化還原反應(yīng)而形成腐蝕產(chǎn)物，期間并沒(méi)有產(chǎn)生電流。

1.3 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的破壞，即濕腐蝕。電化學(xué)腐蝕是化工壓力容器腐蝕中最普遍、最常見(jiàn)的腐蝕。一般按電化學(xué)機(jī)理進(jìn)行的電化學(xué)腐蝕在反應(yīng)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生電流，即產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，同時(shí)通過(guò)介質(zhì)中的離子流與流過(guò)金屬內(nèi)部的電子流構(gòu)成回路。其中陽(yáng)極反應(yīng)是指金屬在失去電子后以一種離子的狀態(tài)進(jìn)入到溶液中，是一個(gè)氧化的過(guò)程；而陰極反應(yīng)是指氧化劑在金屬表面及溶液界面將金屬內(nèi)的剩余電子吸收，其是一個(gè)還原的過(guò)程。電化學(xué)腐蝕可以是一種單一的電化學(xué)作用過(guò)程，也可以是電化學(xué)作用、生物作用和機(jī)械作用三者共存或者它們相互作用的一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。

2 化工壓力容器金屬腐蝕的產(chǎn)生因素

2.1 壓力容器材料本身的特性

壓力容器材料本身特性引起的金屬腐蝕主要體現(xiàn)于以下三方面：（1）金屬本身的化學(xué)性質(zhì)，合金含量（如壓力容器中的夾雜物）會(huì)加速合金的腐蝕速度；（2）壓力容器的金屬表面狀態(tài)和晶型，金屬表面有氧化膜的耐腐蝕，若沒(méi)有則表面越粗糙腐蝕越快。晶粒越粗糙腐蝕也越快；（3）壓力容器在制造過(guò)程中的變形，由于受沖壓、焊接、煅燒等冷、熱加工的影響，金屬會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，從而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而加速金屬的腐蝕過(guò)程。

2.2 環(huán)境因素

在化工生產(chǎn)中，壓力容器會(huì)接觸到酸、堿、鹽、水、氧等具有一定腐蝕性的介質(zhì)，而不同的金屬材料對(duì)腐蝕介質(zhì)有其一定的適用范圍，如果在壓力容器適用過(guò)程中未合理地控制介質(zhì)的種類、化學(xué)成分、pH值、濃度、含氧量等，將會(huì)使壓力容器發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。由于腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng)，所以當(dāng)介質(zhì)的溫度不斷升高時(shí)，壓力也會(huì)升高，同時(shí)金屬腐蝕速度也就越快，一般是每升溫10℃，金屬就會(huì)以1至3倍的速度發(fā)生腐蝕。

此外，由于壓力容器內(nèi)的介質(zhì)流速不斷增加，強(qiáng)化了物質(zhì)的擴(kuò)散和對(duì)流，同時(shí)還會(huì)使腐蝕產(chǎn)物的脫落速度及保護(hù)膜被沖刷的速度不斷加快，以致產(chǎn)生漩渦、空泡等，從而引起嚴(yán)重的沖擊磨損和空泡磨損，所以，介質(zhì)的流動(dòng)速度也會(huì)對(duì)金屬腐蝕產(chǎn)生影響，流動(dòng)越快，腐蝕越易且快。

3 化工壓力容器的防腐蝕控制措施

化工設(shè)備在防腐方面所采取的有效防治措施有著比較多的方法，通常在處理的時(shí)候所采取的方法是改善金屬的基本本質(zhì)，將金屬和防腐介質(zhì)進(jìn)行有效的相互隔離，或者直接采取表面處理法，筆者經(jīng)過(guò)總結(jié)分析，針對(duì)化工壓力容器的防腐蝕控制措施進(jìn)行下文闡述。

3.1 壓力容器主材料的選擇

根據(jù)相關(guān)部門(mén)規(guī)定，化工壓力容器的設(shè)計(jì)和制造必須是一些通過(guò)并具有相關(guān)資格認(rèn)證的定點(diǎn)單位。在設(shè)計(jì)化工壓力容器時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照GB150及《容規(guī)》等進(jìn)行選材，盡量減少應(yīng)力集中，將可能引起腐蝕介質(zhì)積聚的缺口和縫隙消除，同時(shí)還要注意設(shè)備金屬的組織和結(jié)構(gòu)。而在制作壓力容器的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)壓力容器的用途、所處的介質(zhì)、溫度和壓力情況，選擇相適應(yīng)的合理的材料組成耐蝕合金，或者可以添加一些相適應(yīng)的不同的合金元素于金屬中，可以以碳鋼為主，必要時(shí)須選擇不銹鋼、鈦材和銅材。以提高壓力容器的耐蝕性，從而防止或緩減壓力容器中金屬的腐蝕情況。如將鎳加入到鋼中可制成一個(gè)防腐蝕能力稍強(qiáng)的不銹鋼壓力容器。此外，在選材時(shí)除了要考慮介質(zhì)的腐蝕性，還應(yīng)考慮介質(zhì)的易燃程度和毒性程度，如在易燃或中、高、低度危害介質(zhì)的環(huán)境中不可使用Q235-A.F等等。

3.2 緩蝕劑的選用

緩蝕劑是一種可防止或減緩設(shè)備腐蝕的化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)也可以是幾種化學(xué)物質(zhì)的混合物。由于只要再金屬表面加入千分之幾或千萬(wàn)分之幾甚至個(gè)別情況時(shí)只要百分之幾的用量，不僅可以保持金屬材料原來(lái)的物理機(jī)械性能不變，還可使在某介質(zhì)中金屬材料的被腐蝕的速度明顯得到降低或?yàn)榱恪Ｕ捎诰徫g劑這種良好的防腐蝕效果且使用緩蝕劑經(jīng)濟(jì)效益也較高，因而其常被用于壓力容器防腐蝕技術(shù)中。

3.3 提高焊接質(zhì)量

提高焊接質(zhì)量可以降低或消除焊接縫的殘余應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生，從而使焊縫的熱影響區(qū)的金相組織與性能得到較好的改善。電弧焊和氬弧焊這兩種焊接工藝時(shí)不銹鋼材料最常采用的焊接方法。在焊接壓力容器時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定的要求選用合適的焊接材料和焊接工藝，而焊條等焊接材料的質(zhì)量必須經(jīng)有關(guān)部門(mén)檢驗(yàn)且合格。同時(shí)，焊接者還應(yīng)是經(jīng)相關(guān)考試合格具有合格證書(shū)且技術(shù)較好的。在焊接前應(yīng)對(duì)鋼材的淬硬性、焊接厚度和使用條件等因素進(jìn)行綜合考慮并實(shí)現(xiàn)預(yù)熱措施；為了防止化工壓力容器出現(xiàn)超標(biāo)缺陷，焊后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理，檢查其外觀，進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，此外還應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求使用超聲波探傷射線探傷。

3.4 電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)是指根據(jù)電化學(xué)原理使金屬設(shè)備成為腐蝕電池中的陰極，從而達(dá)到防止或減輕金屬腐蝕的目的，其一般有犧牲陽(yáng)極保護(hù)法和外加電流法兩種。犧牲陽(yáng)極保護(hù)法是指用電極電勢(shì)比壓力容器金屬更低的鋁、鋅、合金等做陽(yáng)極，并將其固定在被保護(hù)金屬上，形成腐蝕電極；外加電流法一般用于土壤、河水中的金屬設(shè)備，其是指將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流點(diǎn)的作用下使陰極得到保護(hù)。

3.5 使用防腐材料

首先，油脂涂料。油脂涂料主要是利用干性油作為主要成膜物的一類涂料。其所具有的主要特點(diǎn)是容易生產(chǎn)，而且具有較好的涂刷性，對(duì)于所需要涂刷面也具有較好的潤(rùn)濕性，并且在價(jià)格方面也較為低廉，這是其主要的優(yōu)點(diǎn)所在。但是，漆膜也具有干燥慢以及膜的性質(zhì)相對(duì)較軟，機(jī)械性能也比較差，也不具有較強(qiáng)的耐水性以等缺點(diǎn)；其次，生漆。生漆不僅具有較強(qiáng)的附著力以及漆膜堅(jiān)韌，而且其所呈現(xiàn)出來(lái)的光澤也較為優(yōu)秀，并且對(duì)于土壤以及水和油性等腐蝕也具有一定的抵抗力。但是其存在的缺點(diǎn)是具有一定的毒性，對(duì)于人們的皮膚使得在使用中容易產(chǎn)生皮膚過(guò)敏，而且其對(duì)于強(qiáng)氧化劑以及堿性都比較差；然后，酚醛樹(shù)脂涂料。醇溶性酚醛樹(shù)脂涂料抗腐蝕性能較好，但是施工過(guò)程較為不便，而且其附著力和柔韌性相對(duì)較差，在實(shí)踐具體的應(yīng)用中受到一定程度的限制。在日常的使用中可以延伸擴(kuò)展到家庭用具以及門(mén)窗方面的涂裝，具有一定強(qiáng)度的附著力以及耐水耐熱，而且對(duì)于腐蝕性也有著較強(qiáng)的抵抗力；最后，環(huán)氧樹(shù)脂涂料。環(huán)氧涂料具有較好的附著力，在堿和油以及水等都有著較強(qiáng)的抵抗能力，但是其中不足的沒(méi)有較好的抗老化性。固化劑對(duì)于漆膜的性能通常有著一定程度的影響，在實(shí)際中所常用的固化劑有：脂肪胺及其改性物；芳香胺及其改性物；聚酰胺樹(shù)脂。

3.6 襯里防護(hù)

在選擇壓力容器金屬材料時(shí)，由于某些壓力容器內(nèi)介質(zhì)的腐蝕性會(huì)特別強(qiáng)，而市場(chǎng)上卻找不到合適的耐蝕金屬材料或者材料特別貴時(shí)，為了解決腐蝕問(wèn)題一般會(huì)采用襯里防護(hù)方法。襯里的選擇應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求結(jié)合容器內(nèi)介質(zhì)的特性、溫度、壓力等情況，有不銹鋼、鈦、搪玻璃、聚四氟乙烯、玻璃鋼、橡膠等。如適用于溫度和壓力較高場(chǎng)合的不銹鋼、鈦襯里，它們具有施工困難和成本較高的特點(diǎn)；而某些非金屬材料襯里卻不能再較高的溫度和壓力環(huán)境中使用，因而會(huì)受到一定的限制。

3.7 表面覆蓋法

表面覆蓋法是指在金屬表面覆蓋一層緊密的防護(hù)層以隔離金屬與介質(zhì)，從而防止金屬被周圍介質(zhì)腐蝕。例如，在壓力容器鋼鐵表面涂油器，覆蓋搪瓷，鍍Zn、Sn、Cr、Ni等金屬，使鋼鐵制品不與水和空氣的接觸，阻止其被腐蝕。表面覆蓋法是一種普遍使用的防護(hù)方法。

3.8 加強(qiáng)管理維護(hù)

壓力容器的維護(hù)是最根本的防腐蝕措施。作為化工企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)壓力容器的使用法規(guī)，并根據(jù)其檢修的有關(guān)規(guī)定，對(duì)壓力容器進(jìn)行定期檢查、取樣，將壓力容器在運(yùn)行過(guò)程中可能存在的缺陷的發(fā)展和腐蝕情況要牢牢掌握，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)的有效的補(bǔ)救措施，以防止設(shè)備繼續(xù)腐蝕?；て髽I(yè)及技術(shù)人員不可忽視壓力容器的應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象，要弄清其破壞原因，分析和研究腐蝕形態(tài)并采取有效的防范措施，減緩或抑制腐蝕破壞，確保設(shè)備的運(yùn)行安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，化工企業(yè)和社會(huì)其他企業(yè)之間相比較，其生產(chǎn)設(shè)備的防腐蝕速度通常會(huì)顯得更加的快，由此就需要根據(jù)實(shí)際情況采取全面有效的防治措施進(jìn)行有力的加強(qiáng)控制，從而針對(duì)腐蝕破壞有著減緩作用，將設(shè)備的使用壽命進(jìn)一步的加以有效的延長(zhǎng)，對(duì)于工作人員而言也有著保護(hù)人生以及財(cái)產(chǎn)的作用，并且對(duì)于當(dāng)今的化工企業(yè)以及與之相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域都有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］楊洲，李明君，王蕾.淺析壓力容器應(yīng)力腐蝕及其控制措施[J].天然氣與石油，2009，2.

［2］何小洪.壓力容器的腐蝕與處理[J].科技資訊，2011，21.