單會(huì)娜

摘要：壓力容器，是指裝載液體和氣體并承擔(dān)較大壓力的密閉性設(shè)備，或內(nèi)部有可形成壓力的流體，以及受外壓的設(shè)備等。壓力容器是一種能夠承受壓力的密閉容器。壓力容器的用途極為廣泛，它在工業(yè)、民用、軍工等許多部門以及科學(xué)研究的許多領(lǐng)域都具有重要的地位和作用。其中以在化學(xué)工業(yè)與石油化學(xué)工業(yè)中用最多，僅在石油化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用的壓力容器就占全部壓力容器總數(shù)的50 %左右。壓力容器具有重要作用，裝備制造業(yè)的升級(jí)是中國(guó)邁向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的必經(jīng)之路，直接影響和決定著其下游產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，是國(guó)家綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。筆者在下文淺談壓力容器腐蝕的原因，危害以及防護(hù)措施，旨在促進(jìn)本行業(yè)未來的持續(xù)發(fā)展

關(guān)鍵詞：壓力容器? ? 腐蝕? ? 防護(hù)

1.壓力容器腐蝕的分類

壓力容器的直接承受腐蝕性和間接破裂性的狀態(tài)破壞是指由于壓力容器內(nèi)部殼體由于受到其他壓力源的腐蝕和對(duì)壓力介質(zhì)的強(qiáng)烈沖擊而直接破裂產(chǎn)生的一種間接腐蝕性和破裂性的破壞形式，壓力容器內(nèi)部受到直接腐蝕的七種危害破裂形態(tài)形式介紹如下：

1.1壓力容器的全面腐蝕，又稱為均勻腐蝕

在金屬暴露的表面或大部分面積上產(chǎn)生基本的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)稱為全面腐蝕或均勻腐蝕，例如一塊鋼或鋅浸入稀硫酸中，通常是在全部表面上以均勻的速度溶解。不銹鋼在強(qiáng)酸，強(qiáng)堿中一般也呈現(xiàn)出全面腐蝕特征。遭受全面腐蝕的設(shè)備，是以金屬的厚度逐漸減薄的形式而最后破壞。從工程角度看，全面腐蝕并不是威脅很大的腐蝕形態(tài)，因?yàn)樵O(shè)備的壽命可以根據(jù)簡(jiǎn)單的腐蝕試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮足夠的腐蝕裕度。但要注意的是在使用過程中，腐蝕速度往往因環(huán)境因素的變化而發(fā)生變化，因此需要以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔，周期性地進(jìn)行一些必要檢測(cè)，否則也會(huì)發(fā)生意想不到的腐蝕事故。

1.2壓力容器的應(yīng)力腐蝕

應(yīng)力介質(zhì)腐蝕破壞是在介質(zhì)破裂時(shí)因?yàn)槭艿讲荒艹欣^大強(qiáng)度應(yīng)力的脆性金屬材料和特定的脆性應(yīng)力介質(zhì)腐蝕金屬介質(zhì)的共同承受應(yīng)力相互作用而直接接觸產(chǎn)生的一種特殊的耐脆性應(yīng)力腐蝕介質(zhì)破壞，而且往往一些材質(zhì)具有比較高韌性的都可以是優(yōu)質(zhì)金屬材料。如果用的是一種低碳型的不銹鋼，鈷高碳鋼和鎳奧氏體狀的高碳不銹鋼等，容易因?yàn)榧訜岙a(chǎn)生這樣的一種高度的耐脆性而被嚴(yán)重破壞。所以存在冷熱和耐應(yīng)力高壓容器中的腐蝕性鍍層的發(fā)生破裂對(duì)各種冷熱壓力容器的長(zhǎng)久使用性和安全性來說可能都會(huì)危害很大。

1.3點(diǎn)蝕

點(diǎn)蝕是指由于壓力容器點(diǎn)面的腐蝕處理集中于壓力金屬表面的個(gè)別深度小點(diǎn)腐蝕處理點(diǎn)而深度較大的孔點(diǎn)腐蝕也可以稱為小孔孔點(diǎn)損傷或小孔點(diǎn)損。 點(diǎn)蝕是其中腐蝕最大、隱患大和性質(zhì)最強(qiáng)的一種。它幾乎破壞了整個(gè)壓力容器的內(nèi)部穿孔，因?yàn)樗狞c(diǎn)蝕非常小，而且經(jīng)常被腐朽物互相遮擋，所以往往很難被人發(fā)現(xiàn)。不銹鋼儲(chǔ)存容器就是用于儲(chǔ)存含有多氯和鐵離子腐蝕介質(zhì)的，很容易被點(diǎn)蝕所直接破壞。

1.4壓力容器與晶粒間的酸性腐蝕

晶間腐蝕，局部金屬腐蝕的一種，沿著外部金屬體與晶粒之間的邊緣界限向內(nèi)部腐蝕延伸。主要形成原因之一是晶粒的外觀表面外部化學(xué)雜質(zhì)組成和內(nèi)部化學(xué)雜質(zhì)或其他應(yīng)力因素存在的巨大差別。晶間腐蝕效應(yīng)會(huì)直接破壞其與晶間體的結(jié)合，大大減少了固體金屬機(jī)械性對(duì)強(qiáng)度的直接損害。

1.5壓力容器的氫致開裂（堿性腐蝕，白點(diǎn)和酸性氫脆）

由于大量氫離子滲透這些金屬的內(nèi)部，導(dǎo)致這些金屬的磁性能迅速惡化的現(xiàn)象稱為氫磁性破壞。氫的化學(xué)損傷過程包括：產(chǎn)生氫脆，氫鼓，脫碳和其對(duì)氫氧的腐蝕等。

1.6.壓力容器縫隙化腐蝕在連接部或焊接部分缺陷處，一般情況會(huì)出狹小的縫隙（縫隙一般為0.0601 mm ），這個(gè)縫隙寬度足以讓電解溶液進(jìn)入縫內(nèi)的金屬，然后和縫外的金屬組成短路電池，然后在在縫中發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕作用，這種局部性的腐蝕叫做縫隙。

1.7金屬腐蝕疲勞

金屬構(gòu)件在交變腐蝕流體介質(zhì)及交變流體應(yīng)力的相互作用下容易發(fā)生腐蝕破裂，稱為金屬腐蝕疲勞。在交變力和應(yīng)力的相互作用下，金屬可以生成多個(gè)滑移運(yùn)動(dòng)臺(tái)階，提供孔蝕活性?？孜g穿晶產(chǎn)生初始穿晶裂紋，其末端尖部陽極晶體溶解后可形成底部穿晶狀的裂紋，這些脆性裂紋可以擴(kuò)展擴(kuò)大到交變的腐蝕應(yīng)力范圍，從而可以導(dǎo)致由于腐蝕反應(yīng)過度和疲勞的脆性裂紋。

2.壓力容器腐蝕原因

2.1外部環(huán)境

壓力容器完全直接暴露在自然空氣中，環(huán)境也就就構(gòu)成了導(dǎo)致壓力容器腐敗的重要形成原因。 壓力容器所需要攜帶的化學(xué)試劑原料種類較多，所含的化學(xué)物質(zhì)使用成本高，不可避免地就會(huì)混雜了少量的具有腐蝕性化學(xué)材料，如酸、堿等，這些試劑組成極素都有可能直接導(dǎo)致整個(gè)壓力容器受到腐蝕。外部環(huán)境影響因素對(duì)使用壓力容器的正常腐蝕反應(yīng)有多種不同的直接影響，第一種就是長(zhǎng)時(shí)間的使用而出現(xiàn)的容器腐蝕，內(nèi)壓溫度升高時(shí)則可明顯催化反應(yīng)，加快容器腐蝕，進(jìn)而可以改善容器腐蝕反應(yīng)問題的正常發(fā)生。第二種是壓力容器內(nèi)部中的反應(yīng)溫度將大大加快化學(xué)反應(yīng)中的速率，溫度可以升高，離子體的流動(dòng)快，內(nèi)部反應(yīng)溫度可以上升5℃，化學(xué)反應(yīng)中的速度隨之可以增加2倍～3倍。第三種，內(nèi)部的氧化酸堿下和環(huán)境沒有催化劑和腐蝕劑的反應(yīng)，酸堿下的環(huán)境也不一樣，離子的氧化含量在內(nèi)部也不一樣。

2.2物料特性

壓力容器的整體抗腐蝕運(yùn)動(dòng)水平在很大一定程度上來說是直接受制于壓力容器的內(nèi)部物料化學(xué)性質(zhì)直接影響的， 第一因素是其抗腐蝕運(yùn)動(dòng)速度，它受到物體表面上的金屬體和晶體的化學(xué)構(gòu)造特性密度和化學(xué)氧化性的巨大干擾，晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)造密度越大，表面就越粗糙，晶體的孔縫也越大，服務(wù)過的物質(zhì)此時(shí)，也就很容易直接進(jìn)入，腐蝕化學(xué)反應(yīng)也自然也就會(huì)容易發(fā)生。

3.壓力容器的腐蝕危害

金屬腐蝕是指在周圍介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)的作用下，并且經(jīng)常是在和物理、機(jī)械或生物學(xué)因素的共同作用下金屬產(chǎn)生的破壞，也即金屬在它所處環(huán)境的作用下所產(chǎn)生的破壞。壓力容器腐蝕，是指構(gòu)成元件的金屬與介質(zhì)之間由于化學(xué)作用或者電化學(xué)作用而使金屬變得疏松、脫離或消耗的現(xiàn)象。[1]

金屬腐蝕物的各種形態(tài)一般可以分為完全（均勻）腐蝕和或者局部金屬腐蝕兩種形態(tài)中的兩類。當(dāng)這種壓力容器受到腐蝕，內(nèi)部有害物體就會(huì)外流，不僅僅可能會(huì)直接導(dǎo)致容器內(nèi)容物體的損失，嚴(yán)重時(shí)，內(nèi)部有害雜質(zhì)物體也會(huì)流出，導(dǎo)致容器事故，甚至還可能會(huì)直接發(fā)生爆炸引發(fā)容器爆炸，對(duì)于于我國(guó)全體人民及其生命財(cái)產(chǎn)安全也肯定會(huì)隨之造成很大的經(jīng)濟(jì)危害。一般的情況局部整體腐蝕通常要比全部整體腐蝕更嚴(yán)重，有些時(shí)候局部的整體腐蝕常常來說

是比較突發(fā)和具有災(zāi)難性的。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，化工設(shè)備受到腐蝕的人體局部危害占70%左右。據(jù)我國(guó)有關(guān)媒體報(bào)道，2004年4月15日21時(shí)，重慶天原化工總廠氯氫分廠1號(hào)氯冷凝器列管腐蝕穿孔，造成含銨鹽水泄漏到液氯系統(tǒng)，生成大量易爆的三氯化氮。16日凌晨發(fā)生排污罐爆炸，1時(shí)33分全廠停車，2時(shí)1 5分左右，排完鹽水后4h的1號(hào)鹽水泵在靜止?fàn)顟B(tài)下發(fā)生爆炸，泵體粉碎性炸壞。16日17時(shí)57分，在搶險(xiǎn)過程中，突然聽到連續(xù)兩聲爆響，液氯儲(chǔ)罐內(nèi)的三氯化氮突然發(fā)生爆炸。爆炸使5號(hào)、6號(hào)液氯儲(chǔ)罐罐體破裂解體并炸出1個(gè)長(zhǎng)9m、寬4m、深2m的坑，以坑為中心，在200m半徑內(nèi)的地面.上和建筑物.上有大量散落的爆炸碎片。爆炸造成9人死亡，3人受傷，該事故使江北區(qū)、渝中區(qū)、沙坪壩區(qū)、渝北區(qū)的15萬名群眾疏散，直接經(jīng)濟(jì)損失277萬元。事故爆炸直接因素關(guān)系鏈為：設(shè)備腐蝕穿孔--鹽水泄漏進(jìn)入液氯系統(tǒng)--氯氣與鹽水中的銨反應(yīng)生成三氯化氮--三氯化氮富集達(dá)到爆炸濃度（內(nèi)因）一啟動(dòng)事故氯處理裝置振動(dòng)引爆三氯化氮（外因）

4.壓力容器的防護(hù)建議如下：

（1）壓力容器的機(jī)械設(shè)計(jì)和安裝制造，必須根據(jù)有關(guān)國(guó)家以及相關(guān)行政法律的明確規(guī)定，由所有具備有關(guān)資質(zhì)和技能符合技術(shù)等級(jí)的工程設(shè)計(jì)院和制造事業(yè)單位統(tǒng)一負(fù)責(zé)。

（2）壓力容器在設(shè)計(jì)制成后必須經(jīng)過整體耐壓性的測(cè)試。在壓力容器正常工作期間，應(yīng)對(duì)安全附件及儀表進(jìn)行定期加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)維修和安全定期檢查，保持完整、靈敏和安全可靠性。

（3）對(duì)于使用各類壓力容器的生產(chǎn)單位，應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品使用工藝性能需求和壓力容器中的技術(shù)使用性質(zhì)，制定安全生產(chǎn)操作規(guī)程，并嚴(yán)格切實(shí)遵守。

（4）壓力容器殼和受壓部件不能出現(xiàn)裂紋，經(jīng)內(nèi)外檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)容器有嚴(yán)重裂痕，應(yīng)分析其原因，采取措施消除、維修或報(bào)廢等。

5.結(jié)束語

壓力容器在我國(guó)各行業(yè)都具有重要作用，壓力容器的腐蝕，很有可能會(huì)帶來不可估量的損失，因此，壓力容器的腐蝕與防護(hù)，顯得至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭金標(biāo).淺談金屬壓力容器的腐蝕與防護(hù)[J]科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊.2016（8）：89.