压力容器的腐蚀与保护探讨
- 格式:pdf
- 大小:274.91 KB
- 文档页数:2
浅析化工设备压力容器的破坏及预防措施化工设备压力容器是工业生产中常用的一种设备,它承担着储存和输送压力介质的重要任务。
由于受到高压力的作用,容器可能会发生破坏,造成严重的安全事故。
对于化工设备压力容器的破坏及预防措施需要引起我们的重视和关注。
本文将从破坏原因、破坏类型和预防措施等方面对化工设备压力容器的破坏进行浅析,以期引起大家对压力容器安全的高度重视。
一、破坏原因化工设备压力容器的破坏原因主要包括以下几个方面:1.设计参数选择不当:包括选用不合适的材料、尺寸和结构形式等,导致压力容器的强度不足或者受力不均匀。
2.制造过程中的缺陷:制造过程中存在焊接、锻造或铸造等工艺上的缺陷,如气孔、夹渣等缺陷,会降低容器的强度和密封性能。
3.使用环境的恶劣条件:如介质的腐蚀、高温、高压等环境条件,会对压力容器的材料和结构造成损害,导致容器破坏。
4.使用过程中的操作失误:如超压操作、超温操作、振动、腐蚀等操作失误,会导致压力容器的破坏。
5.长期使用导致的疲劳破坏:压力容器在长期使用过程中,受到循环载荷的作用,会产生疲劳裂纹,最终导致破坏。
二、破坏类型化工设备压力容器的破坏主要包括以下几种类型:1.爆炸破坏:由于内部压力突然升高,导致容器爆炸破裂,释放压力介质,造成严重的安全事故。
2.腐蚀破坏:由于介质的腐蚀作用,使得容器的材料减薄或产生小孔,最终导致容器的破坏。
3.疲劳破坏:由于容器长期受到循环载荷的作用,产生疲劳裂纹,最终导致容器的破坏。
4.应力腐蚀破坏:由于容器材料同时受到应力和介质的腐蚀作用,导致容器产生应力腐蚀裂纹,最终导致容器的破坏。
三、预防措施为了减少化工设备压力容器的破坏,我们可以从以下几个方面进行预防措施:1.加强设计与制造过程的控制:严格按照相关标准和规范进行设计和制造,选用合适的材料、尺寸和结构形式,严格控制制造过程中的质量。
2.加强材料的腐蚀防护:选择耐腐蚀材料,采取防腐措施,如涂层、防腐层或防腐漆等,延长容器的使用寿命。
石油化工一、压力容器使用中对酸性环境的定义关于压力容器使用过程中对酸环境的定义,通常是指当在水与硫化氢混合的天然气气体中,硫化氢的分压≥0.005MPa,此时便定义环境为酸环境。
酸环境会导致压力容器,在使用过程中钢材质受到腐蚀,被腐蚀的部分会出现保护程度不均匀的现象,从而导致压力容器局部开裂的严重安全隐患。
酸环境会根据硫化物应力开裂最终造成的腐蚀影响来定义,并且在不同形态下,素表现出的腐蚀影响,也有极大差异性,需要根据硫化物在不同环境中,变现出的腐蚀影响强度作出划分,例如在常温状态下并不会出现酸腐蚀,但在使用过程中,一旦发生电离,或者其他原因,将会造成严重的酸腐蚀影响问题,这种受温度变化影响发生腐蚀的情况,也是十分常见的。
二、酸环境对压力容器安全使用的影响酸环境对压力容器使用安全存在极大的隐患,其中最常存在的腐蚀类型为硫化物应力开裂。
金属压力容器自身已经出现拉应力,在与酸环境中腐蚀情况下所产生的联合作用力形成一体后,会导致金属压力,容器壁突然发现断裂。
这种现象影响十分严重,也是所有压力容器酸,腐蚀影响中最为严重的类型。
酸环境对压力容器,钢材质的腐蚀影响可能是持续存在的,虽然在使用初期并没有出现压力容器炸裂的问题,但随着酸环境腐蚀不断渗透,这种问题也会逐渐凸显。
压力容器一旦出现破损或者爆炸,将会造成严重的经济损失以及人身安全隐患,酸环境下压力容器使用将长期暴露在隐患中,相当于一颗不定时炸弹,随时都有引爆额危险。
三、压力容器用钢及防腐蚀技术新路径1.专用钢技术。
为解决压力容器在酸腐蚀环境中的使用安全隐患问题,目前技术已经能够生产压力容器中的专用钢。
能够应对压力容器,钢材质使用过程中所面临的不同隐患,选择专用钢来对其进行生产控制,专用钢自身稳定性极强,不容易发生化学反应,属于一种低活性的合金材料。
化学腐蚀造成钢材损坏,在进行专用钢选择时,会考虑所处使用环境特征,以及使用过程中,可能会涉及到的隐患问题。
设备运维奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施黄慧(柳州市特种设备检验所,广西柳州545006)摘要:奥氏体不锈钢压力容器由于出现晶间腐蚀情况,会使整个结构出现早期失效情况,不仅会对钢材的正常使用造成影响,还会导致出现生产事故,增加企业的经济损失,还会提升人力物力成本。
所以需要深入探索奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀的产生原因,并且按照不同原因提出针对性地预防处理措施,全面发挥出奥氏体不锈钢的性能,促进社会的发展。
关键词:奥氏体不锈钢;压力容器;晶间腐蚀;原因随着工业生产的快速发展,在现代石油行业,制药行业以及化工行业等均已广泛应用不锈钢制品,该类物品在国民经济发展中具有重要作用。
然而由于企业在使用不锈钢时没有正确认识该种材料,因此时常发生生产事故问题[1]。
由于奥氏体不锈钢压力容器所产生的晶间腐蚀会对该压力容器的运行安全性和稳定性造成极大影响,因此本文主要是探讨分析奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因,希望能够找寻到降低晶间腐蚀破坏影响的措施,从前期设计以及认知等方面入手,希望能够预防和处理奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀问题,并且为相关人员起到参考性价值。
1奥氏体不锈钢的基本分析一般情况下,不锈钢是指暴露在空气中能够抵抗腐蚀的钢材料,按照钢材组织结构可以分为奥氏体不锈钢,奥氏体-铁素体不锈钢,铁素体不锈钢以及马氏体不锈钢;按照化学成分可以将不锈钢分为铬镍不锈钢和铬不锈钢。
其中应用最为普遍的是奥氏体不锈钢。
纯铁在常温条件下的存在形式为α-Fe,该存在形式晶格为体心立方结构,单位晶胞原子数为2,致密度为0.68。
纯铁在高温环境下晶体结构为γ-Fe,晶格为面心立方结构,单位晶胞原子数为4,致密度为0.74。
晶格以此为单位进行扩展,邻近晶格共用同一个原子,这样能够扩大为立体结构。
若材料由单晶格扩展形成,就属单晶,比如电子行业所使用的单晶硅[2]。
若材料是由多种晶格所共同发展,则属于多晶体,奥氏体不锈钢的晶间是两个独立晶格所相交的位置。
压力容器的维护和保养范文压力容器是工业生产中常见的设备之一,广泛应用于石油、化工、制药、食品等行业。
由于其工作环境复杂,长期运行后容器内部会积累压力和化学物质,容器表面也容易受到腐蚀和损坏。
因此,保养和维护压力容器十分重要,不仅可以延长设备寿命,降低故障率,还能确保生产安全。
本文将从清洁容器、检查设备、维修设备、替换设备、装备防腐等方面进行探讨。
一、清洁容器压力容器内外的清洁对于设备的正常运行十分重要。
首先,对于容器内部,需要定期清理容器内的污垢。
具体操作方法为:首先关闭进料和出料阀门,放空容器内的压力,然后打开排污阀门。
在排污的同时,用清水将容器内壁以及内部零部件进行清洗,彻底清除沉积物。
在清洗完毕后,用清水彻底冲洗一遍,确保无残留物。
然后关闭排污阀门,将水排出容器,最后关闭排水阀门,将容器内的水分蒸发干净后,可以重新启动设备。
其次,对于容器外部,定期检查容器表面的情况。
如发现涂层脱落、生锈等现象,需要及时处理。
可以使用钢丝刷清洁容器表面,然后重新上漆,保护容器免受腐蚀。
二、检查设备在维护和保养压力容器时,对设备进行定期检查是必不可少的环节。
首先,需要对容器的各个连接部位进行检查,如出料口、排污阀门、进料阀门等。
检查是否存在漏气、渗漏以及松动等现象,如果发现问题,需要及时修复或更换密封件。
其次,需要检查容器壁的腐蚀情况。
可以使用超声波测厚仪来测量容器壁的厚度,评估容器的健康状况。
如果壁厚不符合要求,需要进行修复或更换设备。
此外,还需要对压力表、温度计等仪表进行检查,确保其准确度和可靠性。
对于有隔膜的设备,还需要检查隔膜的完好性,如有问题需要及时更换。
综上所述,定期检查设备可以发现问题并及时修复,防止故障发生。
三、维修设备在使用过程中,压力容器可能会发生各种故障,如漏气、破裂等,需要及时进行维修。
首先,对于容器漏气的情况,需要查明漏气的原因。
可能是由于管道连接不紧密,需要重新拧紧连接螺栓;也可能是由于密封垫片老化,需要更换垫片;还可能是由于设备本身的破损,需要进行焊接修复。
压力容器的维护保养做好压力容器的维护保养工作,可以使容器经常保持完好状态,提高工作效率,延长容器使用寿命。
容器的维护保养主要包括以下几方面的内容:(1)保持完好的防腐层。
工作介质对材料有腐蚀作用的容器,常采用防腐层来防止介质对器壁的腐蚀,如涂漆、喷镀或电镀、衬里等。
如果防腐层损坏,工作介质将直接接触器壁而产生腐蚀,所以要常检查,保持防腐层完好无损。
若发现防腐层损坏,即使是局部的,也应该先经修补等妥善处理以后再继续使用。
(2)消除产生腐蚀的因素。
有些工作介质只有在某种特定条件下才会对容器的材料产生腐蚀。
因此要尽力消除这种能引起腐蚀的、特别是应力腐蚀的条件。
例如,一氧化碳气体只有在含有水分的情况下才可能对钢制容器产生应力腐蚀,应尽量采取干操、过滤等措施;碳钢容器的碱脆需要具备温度、拉伸应力和较高的碱液浓度等条件,介质中含有稀碱液的容器,必须采取措施消除使稀液浓缩的条件,如接缝渗漏,器壁粗糙或存在铁锈等多孔性物质等;盛装氧气的容器,常因底部积水造成水和氧气交界面的严重腐蚀,要防止这种腐蚀,最好使氧气经过千燥,或在使用中经常排放容器中的积水。
(3)消灭容器的跑、冒、滴、漏,经常保持容器的完好状态。
跑、冒、滴、漏不仅浪费原料和能源,污染工作环境,还常常造成设备的腐蚀,严重时还会引起容器的破坏事故。
(4)加强容器在停用期间的维护。
对于长期或临时停用的容器,应加强维护。
停用的容器,必须将内部的介质排除干净,腐蚀性介质要经过排放、置换、清洗等技术处理。
要注意防止容器的死角积存腐蚀性介质。
要经常保持容器的干燥和清洁,防止大气腐蚀。
试验证明,在潮湿的情况下,钢材表面有灰尘、污物时,大气对钢材才有腐蚀作用。
(5)经常保持容器的完好状态。
容器上所有的安全装置和计量仪表,应定期进行调整校正,使其始终保持灵敏、准确;容器的附件、零件必须保持齐全和完好无损,连接紧固件残缺不全的容器,禁止投人运行。
压力容器的维护保养(二)压力容器是一种具有特殊结构和承受高压力的设备,广泛应用于化工、石化、炼油、电力等行业。
储罐的腐蚀与防护知识范文储罐是一种用来存储液体或气体的设备,广泛应用于石油、化工、制药等行业。
然而,储罐在使用过程中会受到腐蚀的影响,导致设备的安全性和使用寿命降低。
因此,储罐的腐蚀与防护是一个重要的话题,需要我们深入了解和学习。
储罐腐蚀是指储罐表面或内部受到化学反应、电化学反应或物理作用而发生的损坏。
腐蚀问题在储罐的正常使用过程中经常出现,它主要包括表面腐蚀、局部腐蚀和孔蚀。
表面腐蚀是指储罐表面受到氧化、水蚀等作用而引起的腐蚀,局部腐蚀是指储罐表面或内部的某一局部受到腐蚀,而孔蚀是指储罐表面或内部发生溶解或腐蚀而产生的孔洞。
储罐腐蚀的原因主要有以下几个方面。
首先,介质的性质是储罐腐蚀的主要原因之一。
一些介质具有腐蚀性,如酸、碱等。
其次,温度和压力也会对储罐的腐蚀产生影响。
高温和高压会加速腐蚀的发生。
此外,储罐材料的选择和使用也与腐蚀有关。
不同的材料具有不同的耐腐蚀性能,选择合适的材料可以延长储罐的使用寿命。
最后,储罐的使用环境也对腐蚀产生影响。
湿度、盐雾和空气中的污染物都会加速储罐的腐蚀。
为了保护储罐免受腐蚀的侵害,我们可以采取一些措施。
首先,可以选择合适的材料来制造储罐。
一些耐腐蚀材料如不锈钢、玻璃钢等可以有效地降低储罐的腐蚀程度。
其次,可以采用涂层技术来加强储罐的防护性能。
涂层可以在储罐表面形成一层保护膜,抵御各种腐蚀侵蚀。
此外,定期对储罐进行检查和维护也是很重要的。
定期检查可以及时发现储罐的腐蚀问题,采取相应的修复措施,延长储罐的使用寿命。
除了以上的措施,还可以通过改变储罐的使用方式来进行腐蚀防护。
例如,可以对储罐进行阴极保护。
阴极保护是一种通过电化学反应来防止金属腐蚀的技术。
通过在储罐内部安装阴极保护装置,可以保护储罐内部金属的腐蚀。
此外,还可以对储罐进行加热或冷却,控制温度来减缓腐蚀速度。
另外,可以采用环保处理技术,如腐蚀抑制剂、化学清洗剂等来保护储罐。
总之,储罐的腐蚀与防护是一个重要的话题,需要我们加强研究和学习。
压力容器腐蚀原因分析及解决对策摘要:化工产品的生产过程需要较多的生产设备与器械,其中压力容器在生产过程能够保证材料的生产环境始终处于高压状态下,维护材料的基本性能,生产出更高标准的化工产品。
由于化工产品的特殊性,压力容器在使用过程极易受到腐蚀影响。
基于此,本文详细探讨了化工压力容器出现腐蚀的不同种类原因,并提出有效的防护对策,提升压力容器的使用寿命。
关键词:化工;压力容器;腐蚀引言随着现代化先进技术快速发展,化工生产的压力容器使用频率逐渐变高,导致容器受到腐蚀情况增多,大幅度降低使用期限,化工生产的成本上升。
因此需要对压力容器的腐蚀问题加大重视,明确出现腐蚀问题的不同因素,制定出针对性的处理方案,延长压力容器寿命,提升使用效率。
1.出现腐蚀的主要原因1.1自身材料性质现阶段,化工压力容器所使用的材料基本是钢材,能够有效控制压力容器内部的压力变化,尤其在高压情况下,钢材料具有最佳效果。
容器实际制作时,在钢材中还要添加一些其他材料,保证容器外表能够具有可恢复能力。
若是单用钢材,会在高压情况下发生变形问题,并不会恢复到本来形状,因此需要添加具有恢复能力材料。
不过应用其他材料后,为容器出现电化学腐蚀带来方便。
制造完成的容器中钢材料分子分散存在,导致出现多电极情况,这种情况最大程度提升电流形成速度,进而让电化学腐蚀的效率与效果得到加强。
其中电化学造成的腐蚀问题因素较为复杂,并且会因容器原材料的不同会产生不一样的腐蚀效果,经过相关研究,压力容器出现电化学腐蚀问题最主要条件是需要金属参与,同时腐蚀还要在溶液的环境中才会发生。
容器材料出现电化学反应期间,材料内部的离子会定向移动,从而形成电流,这时电化学造成腐蚀问题会大幅度提升机械与化学的磨损程度,由于这种原因导致电化学腐蚀问题是几种腐蚀中最为严重情况。
在实际生产过程中,出现电化学反应后,容器还会发生不同的后遗症。
在日常使用时,电化学腐蚀问题应给予高度重视,加以防范与处理。
探讨压力容器检验中的常见问题压力容器是一种广泛应用于工业领域的设备,用于储存或运输气体或液体。
为了保证其安全运行,压力容器需要进行定期的检验和维护。
在实际的压力容器检验中,往往会遇到一些常见的问题。
本文将探讨一些常见的问题,以及解决这些问题的方法。
1. 压力容器泄漏问题:压力容器泄漏是一种常见的问题,可能由于密封不良、材料疲劳、焊接缺陷等原因引起。
解决这个问题的方法是首先找出泄漏的位置,然后修复或更换泄漏点。
2. 压力容器内部腐蚀问题:压力容器长期使用会导致内部产生腐蚀,这不仅会降低容器的强度,还可能导致泄漏和事故发生。
解决这个问题的方法是定期进行内部清洗和腐蚀检测,及时修复或更换受腐蚀的部件。
3. 压力容器材料裂纹问题:材料裂纹是由于应力或疲劳引起的,这可能会导致压力容器的破裂。
解决这个问题的方法是定期进行材料检测,以及合理使用和维护压力容器。
4. 压力容器加热过程中的热应力问题:在加热过程中,压力容器内部可能产生热应力,这会导致材料变形和裂纹。
解决这个问题的方法是控制加热速度和温度,以及采取合适的保温措施。
5. 压力容器操作中的人为错误问题:人为错误可能会导致压力容器的损坏或事故发生。
解决这个问题的方法是加强操作人员的培训和管理,建立完善的操作规程和安全管理制度。
6. 压力容器中的非法改装问题:非法改装压力容器可能会导致其设计压力超过限制,从而增加事故发生的风险。
解决这个问题的方法是加强对压力容器的监管,严禁非法改装,对违法行为进行处罚。
7. 压力容器的设计和制造问题:压力容器的设计和制造质量是保证其安全运行的基础。
解决这个问题的方法是对设计和制造压力容器的企业进行认证和监督,确保其符合相关标准和要求。
压力容器检验中常见的问题包括泄漏、腐蚀、裂纹、热应力、人为错误、非法改装以及设计和制造等问题。
解决这些问题需要进行定期检验和维护,加强对压力容器的监管和管理,以及提高操作人员的技能和安全意识。
压力容器的腐蚀与处理摘要:本篇文章主要针对压力容器的腐蚀情况进行了详细的说明。
从大体上分为内部腐蚀和外部腐蚀及接头腐蚀三大类,然后具体针对腐蚀类型,从材料选取、加工制造、热处理等方面提出防护措施及处理意见。
关键词:压力容器腐蚀裂纹处理方法压力容器,英文:pressure vessel;指盛装气体或者液体,内部承载一定压力的密闭容器设备。
贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器等均属于压力容器。
因为其内部承载很大压力,一旦发生腐蚀必将引起巨大的严重后果。
所以压力容器必须进行定期技术检验,检验的主要目的是要及早发现容器所存在的缺陷,并第一时间消除隐患,防止缺陷继续发展扩大,最后造成严重的破坏事故。
1 压力容器腐蚀的概述腐蚀是压力容器在使用的过程中最容易产生的一种缺陷。
尤其是在化工容器中。
它是由于金属与其所接触的介质产生化学或者电化学变化作用而引起的。
容器的腐蚀分很多种,可以是均匀腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀等等。
不管是哪一种腐蚀,严重的都会导致容器的失效或破坏,甚至爆炸等更严重的后果。
压力容器腐蚀的分类如下。
1.1 外部腐蚀容器的外部腐蚀主要是外壁和大气接触发生氧化反应的结果。
这种腐蚀受环境因素影响比较大。
在潮湿地区或多雨季节比干燥地区或季节更容易发生。
而就容器本身而言,外壁的腐蚀多产生于经常处于潮湿状态或者容易积水的部位。
1.2 内部腐蚀容器内壁的腐蚀主要是由于工作介质或者它所含有的杂质的作用而产生的。
容器内壁的腐蚀经常是由于防腐蚀措施遭到了破坏而引起的。
内壁的腐蚀也有可能是因为正常的工艺条件被破坏而引起,例如干燥的氯气对钢制的容器不会产生腐蚀作用,但是,如果氯气中含有了水分或者充装氯气的容器因为进行水压试验后没有干燥而有残留,或由于其它的原因进入水分,那么氯气与水反应生成盐酸或者次氯酸,就会对容器内壁产生强烈的腐蚀作用。
由于结构上的原因也可引起或者加剧腐蚀作用,例如:装有腐蚀性沉积物的容器,排出管若高于容器的底面,容器底部就会长期积聚有腐蚀性的沉积物,然后产生腐蚀。
化工压力容器腐蚀检测及影响因素分析摘要:据相关资料统计,压力容器因腐蚀所导致的爆炸产生事故的概率占到80%,严重时会导致人员以及财产受到损害。
压力容器产生腐蚀,是由容器与周边环境以及材料的破坏或变质所引起,大部分的压力容器是由金属构成,压力容器被腐蚀主要以金属腐蚀为主,金属腐蚀又可以分成化学腐蚀以及电化腐蚀两种,被腐蚀的状态可分为局部范围腐蚀和均匀腐蚀。
对金属腐蚀的规律性进行了解,可有效提高压力容器的寿命以及安全性,第一时间进行判断与处理,避免造成损失。
关键词:化工;压力容器;腐蚀检测;影响因素1化工压力容器腐蚀检测技术1.1外部检测技术针对压力器外部实行检测,其具体检测方向是表层是否出现裂缝、扭曲还有局部过热的现象;压力设备安全部件是否出现异常状态;螺栓有没有被禁锢到位;压力设备的基本方位是否出现改变,比如倾斜或是下沉的现象。
对于压力设备外部检测来讲,关键就是相关检测工作人员的日常巡检工作一定要做到位,以及设备的操作人员,在应用期间一定要重视检测工作,如果发现压力设备表面出现不正常的状况,一定要立即报告给相关检测人员,及时采取措施,防止造成压力设备损坏,进而造成更大的损失。
1.2表面缺陷检测技术基于化工压力容器表面缺陷检测方式主要有两种。
一种是磁粉检测。
当下化工压力设备的构成材质主要是不锈钢合成材以及碳素钢,这类材质含磁量较低,这就使得压力设备的矫顽力较低,尽可能选择连续检测的方式,利用外部施压带动压力设备磁化,之后把磁粉倒置在容器表面开始检测,但是磁粉检测的形式实际上有很多种,要按照压力设备的具体特性进行选择。
另一种是渗透检测。
渗透检测技术对温度有一定要求,通常最佳的检测温度在20度上下,最高不能超过40度,最低不能小于10度。
应用在化工压力设备的检测中,要注意缺陷表面不能留有妨碍渗透检测的液体或是固体物质,这样才能保证渗透检测的准确性。
由于渗透剂里面含有荧光染料及着色染料,倘若压力设备表面存在缺陷,渗透剂则会溢满表面。
氯离子对压力容器腐蚀的影响及预防措施摘要:在进行工业生产中,压力容器是比较常见的设备,在各行业中都有广泛的应用。
但是,由于化工生产所涉及的方面比较多,作为主要的组成部分之一,压力容器是不可缺少的。
目前,压力容器的腐蚀问题,引起了各界的关注,常见的腐蚀原因是因为氯离子的腐蚀性能强,破坏了附着在压力容器表面的氧化膜引起的安全威胁,尤其是受到腐蚀而发生的安全事故,事先并没明显的征兆。
本文首先对氯离子腐蚀压力容器的机理进行的分析,然后探究了氯离子对压力容器腐蚀的影响和对策分析。
关键词:氯离子;压力容器;腐蚀压力容器一般是因为耐腐蚀性较差而致使的各种缺陷出现。
与普通的钢材相对比,不锈钢的耐腐蚀性更好,并且还有较好的机械性能,主要原因是使用了Ni和Cr钝化不锈钢表面,进而形成了耐腐蚀性强的氧化膜。
而不锈钢的耐腐蚀性一旦遇到氯离子后就要承受被破坏的风险。
其原因是因为氯离子的活化能力较强,能将不锈钢表面的氧化膜腐蚀掉,已深入到压力容器的内部。
1氯离子腐蚀压力容器的机理1.1成相膜理论目前,氯离子致使压力容器出现腐蚀的情况,是比较普遍的现象,但是,腐蚀的形成过程是现阶段需要重点研究的问题。
成相膜理论就是对氯离子腐蚀原因方面进行深度研究,也是当下得到大众普遍认可的一项重要研究。
认为成相膜理论有一定依据的人觉得,氯离子的半径较小,因此氯离子本身具有一定的穿透性,如果氯离子处于分散的状态,氧化膜内部的空隙就会被轻松穿透,之后就会在金属表面形成一层附着物。
如果氯离子附着在金属表面的面积较大,那么就会使其金属表面的氧化膜出现很大程度上的变化,逐渐出现腐蚀的情况。
而成相膜理论相比较之下更加符合现实情况,由于产生的化学反应确实是致使腐蚀出现的主要原因之一,由此,在后续的相关研究中可以将成相膜理论作为依据,对压力容器的抗腐蚀方法进行深入的探究。
1.2吸附理论关于氯离子腐蚀压力容器的机理,目前受到呼声最高的理论是吸附理论。
吸附理论以氯离子本身的性质作为主要研究依据,与成相膜理论之间存在一定的差异。
压力容器的维护和保养压力容器是指盛装气体或液体,承载一定压力的密闭容器。
作为工业生产过程中的一种常用容器,压力容器又是涉及生命安全、危险性较大的一种设备。
恒盛化肥公司现有压力容器746台,容器内分别盛装液氨、氢氮混合气、甲醇、尿素等有毒、有害、易燃、易爆物质,最高工作压力可达到32MPa,压力容器是否完好对整个合成氨及尿素系统的安全运行起到了至关重要的作用。
只有对压力容器正确保养才能保证其状态完好,才能提高压力容器的使用效率,延长其使用寿命。
一、保持压力容器防腐层完好工作介质对容器本体材料有腐蚀性的压力容器,常采用防腐层来防止介质对容器的腐蚀,如涂漆、喷镀或电镀和衬里等。
如果防腐层损坏,工作介质将直接接触容器壁而产生腐蚀。
要保持防腐层完好无损,要经常检查防腐层有无自行脱落、或在装料和安装容器内部附件时被刮落或撞坏。
注意检查衬里是否开裂或焊缝处是否有渗漏现象。
发现压力容器防腐层损坏时,应及时修补后方能继续使用。
二、消除产生化学腐蚀的因素有些压力容器的介质,只在某种特定条件下才会对容器本体材料产生化学腐蚀,要尽力消除这种能引起压力容器化学腐蚀的因素。
如盛装氧气的压力容器,常因氧气中带有较多的水分而在容器底部积水,造成水和氧气交界面严重腐蚀。
要防止这种局部腐蚀,最好使氧气经过干燥,或者在容器运行过程中经常排放容器内的积水。
碳钢容器的碱脆都是产生于不正常条件(包括设备、工艺条件)下碱液的浓缩和富集,因此介质中含有稀碱液的压力容器,必须采取措施以消除有可能产生稀碱液浓缩的条件,如接管渗漏、容器壁粗糙或存在铁锈等多孔性物质等。
在压力容器运行过程中,要消除压力容器的跑、冒、滴、漏,因为跑、冒、滴、漏不仅浪费原材料和能源,污染工作环境,还常常造成压力容器设备的腐蚀,严重时还会引起其损坏。
三、加强压力容器在停用期间的维护实践证明,许多压力容器事故恰恰是忽略在停止运行期间的维护而造成的。
从某种意义上讲,一台停用期间保养不善的压力容器甚至比正常使用的容器损坏更快,这是因为停用压力容器不仅受到未清除干净的容器内残余介质腐蚀,也受到大气的腐蚀作用。
压力容器常见腐蚀破坏的机理及预防措施王岚姜德林(齐齐哈尔市特种设备检验研究所,黑龙江齐齐哈尔161005)腐蚀破坏是指压力容器材料在腐蚀性介质作用下,引起容器由厚变薄或材料组织结构发生改变、机械性能降低,使压力容器承载能力不够而发生的破坏,这种破坏形式称为腐蚀破坏。
压力容器腐蚀情况比较复杂,同一种材料在不同的介质中有不同的腐蚀规律:不同材料在同一种介质中的腐蚀规律也各不相同;即使同一种材料在同一种介质中因其内部或外部条件(如材料金相组织、介质的温度、浓度和压力等)的变化,往往也表现出不同的腐蚀规律。
因此,只有了解腐蚀规律,才能正确地判断各种腐蚀的危害程度,以便采取有效的预防措施。
1压力容器腐蚀的分类1.1均匀腐蚀。
压力容器的均匀腐蚀是指容器器壁金属整个暴露表面上或者是大部分面积上产生基本相同的化学或电化学腐蚀。
遭受均匀腐蚀的容器是以金属的厚度逐渐变薄的形式导致最后破坏。
但从工程角度看,均匀腐蚀并不是威胁很大的腐蚀形式,因为容器的使用寿命可以根据简单的腐蚀试验进行估计,设计时可考虑足够的腐蚀裕度。
但是腐蚀速度与环境、介质、温度、压力等方面有关,所以每隔一定的时间需要对容器状况进行检测,否则也会产生意想不到的腐蚀破裂事故。
1.2局部腐蚀。
局部腐蚀是指材料表面的区域性腐蚀,这是一种危害性较大的腐蚀形式之一,并经常在突然间导致事故。
局部腐蚀有以下几种:(1)电偶腐蚀:只要有两种电极电位不同的金属相互接触或用导体连接,在电解质存在的情况下就有电流通过。
通常是电极电位较高的金属腐蚀速度降低甚至停止,电极电位较低的金属腐蚀速度增加,前者为阴极,后者为阳极。
(2)孔蚀:金属表面产生小孔的一种局部腐蚀。
孔蚀一般容易在静止的介质中发生,通常沿重力方向发展。
(3)选择性腐蚀:当金属合金材料与某种特定的腐蚀性介质接触时,介质与金属合金材料中的某一元素或某一组分发生反应,使材料中某一元素或某一组分被脱离出去,这种腐蚀称为选择性腐蚀。
压力容器的腐蚀与保护探讨
发表时间:2019-12-31T09:14:21.813Z 来源:《科学与技术》2019年第16期作者:杨晓亮
[导读] 油气田生产中的压力容器管理是重点,
摘要:油气田生产中的压力容器管理是重点,也是确保油气田开采的关键。
而在油气作用下造成的压力容器腐蚀问题对其容器的安全使用造成了影响。
本文对油气田压力容器腐蚀的主要原因及防腐措施进行了分析,并在此基础上对压力容器使用中的防腐管理问题进行了分析,提出了措施及建议,可为后期压力容器的腐蚀与保护提供参考。
关键字:压力容器;化学腐蚀;防腐处理
中图分类号:TH452 文献标识码:A
1 引言
国内自从开展压力容器监督检验以来,其在保障压力容器的产品质量方面起到了非常重要的作用。
但随着压力容器向大型化和向高参数方向发展,以及新材料、新技术和新工艺的不断出现,对于压力容器制造和检验也提出了更高的要求。
目前压力容器制造行业不景气,人员流动较大,质保体系运转存在一定问题,因此很难保证产品质量,加上目前特检机构改革、特种设备检验行业存在严重人机不匹配等问题。
为了更好地做好压力容器监督检验工作,保证压力容器安全运行,该文针对压力容器监督检验过程中发现的问题进行梳理与分析,希望能为制造单位、监督检验单位(第三方检验)提供一定的参考。
2 关于压力容器腐蚀的原因及分析
结合油田实际情况,现所使用的压力容器大多采取合金材料制作,从其材质上讲,该种材料较一般碳钢材质具有较好的腐蚀性。
但基于油气中所含有的一些如硫、氯等离子的存在,将对其容器内壁造成腐蚀。
关于油气对压力容器腐蚀包括内腐蚀和外腐蚀,内腐蚀由内部介质所导致,是目前的研究难点和重点。
内腐蚀有三个显著特点:气、水、烃固共存的多相流腐蚀介质;高温或高压环境;H2S,CO2,O2,Cl-和水分是主要的腐蚀物质,其中,H2S,CO2,O2是腐蚀剂,水是载体Cl-是催化剂。
在三种腐蚀剂中,H2S和CO2的腐蚀是氢去极化腐蚀,H2S腐蚀类型除电化学腐蚀外,其最具危害的还是固体力学化学腐蚀,即硫化物应力腐蚀开裂、氢致开裂等,H2S可以导致五种开裂损伤:硫化物应力腐蚀开裂、氢鼓泡、氢致开裂、碱性应力腐蚀开裂等。
结合以上分析,可认为造成油气田压力容器腐蚀的主要原因为电化学腐蚀,即在化学作用下而造成的腐蚀。
基于此,从压力容器的防腐上,可从防止容器与油气中的一些化学物质发生电化学反应而起到阻止腐蚀的目的。
3 腐蚀断裂产生的条件
3.1 足够大的拉伸应力
在压力容器中不是只要存在拉伸应力就会产生断裂,而是只有当拉伸应力超过应力断裂的临界应力时才会发生应力腐蚀断裂。
压力容器中的拉伸应力主要有以下三大来源:(1)外加的应力;(2)残余的焊接应力;(3)腐蚀过程中产生的应力。
外加的应力就是通过外部的操作条件发生变化及环境温度的变化,从而导致产生的应力。
对于压力容器来讲,残余应力一般来自设备焊接时所产生的焊接应力。
随着操作介质与金属表层之间发生化学反应,使表层产生较大体积的堆积物,随着堆积物体积的变化从而形成较大的应力。
3.2 腐蚀环境
对引起应力腐蚀断裂一个十分重要的因素是操作环境。
特定的金属材料在拉应力和一定的操作环境的双重组合下,才能产生应力腐蚀断裂。
其次,操作环境中介质的温度对压力容器应力腐蚀断裂也有一定影响。
一般来说,随着温度的升高,材料的许用应力降低,容易产生应力腐蚀断裂。
应力腐蚀产生的裂纹大多数呈现树状结构,沿着拉应力垂直的方向发展,一般有穿晶型、沿晶型和二者组合型。
4 控制腐蚀的主要措施
4.1 电镀法
采取电镀法防止压力容器化学腐蚀的发生。
如在采取电镀法进行防腐处理中,镍磷镀使用较多,其具以下优点:镀层均匀性好、附着力强、硬度高及抗磨性能好、抗腐蚀性能优良。
目前,该种方式在一些油田容器中的应用较为广泛。
即首先将化学镀镍技术应用于容器防腐,取得了巨大的经济效益。
在非恶劣腐蚀环境下,化学镀镍技术可以使旧压力容器的使用寿命延长2倍以上,而对于新的容器,其使用寿命可高达4倍以上。
此外,该种方法的使用可在内壁与外壁中进行使用,均可起到较好的防腐作用,可延长使用寿命及降低使用安全风险,该种方法属于现有长庆油田压力容器所使用的主要方法,对容器防腐起到积极作用。
4.2 材料检验
(1)材料及零部件存放未进行三区划分,未按照质量保证体系规定进行材料标记移植。
(2)法兰等锻件缺少标识,未按照其制造标准要求标识执行标准、材质、规格、压力等级和“TS”标识,无法与其合格证或质量证明书进行核对检查;实物为冷旋封头但合格证为热压封头。
(3)奥氏体不锈钢开平板未进行开平复验,低温容器焊条未进行药皮水的含量或熔敷金属扩散氢含量复验,用于Ⅲ类压力容器的Ⅳ级锻件未进行复验。
(4)钢板超声波检测合格级别不符合设计图样和标准的规定;钢板供货状态不符合要求(如某设备不锈钢板要求交货状态为1D,实际为2B);奥氏体不锈钢换热器管的涡流探伤级别、液压试验压力值不符合GB150—2011规范的要求;有的单位将执行标准为GB/T8163—2018规范钢管用于高压容器;当直径和厚度可以制备宽度为5mm小冲击试样的钢管未进行冲击试验;法兰锻件级别不符合设计图纸和《大容规》要求(如氯气缓冲罐要求锻件级别为Ⅲ级,而合格证和法兰标记均为Ⅱ级)。
4.3 改善使用环境
改善使用环境有两种方案:一种是设备内壁做防腐衬里,另一种是对腐蚀介质进行再处理。
有些设备使用的介质腐蚀性特别强,筒体的材料要么没有有效的耐腐蚀性能,要么设备筒体材料特别昂贵,对于这种情况,可以采用设备内壁衬里的方法来解决腐蚀问题。
一般压力容器采用的衬里有不锈钢、橡胶、玻璃钢、聚四氟乙烯等。
衬里施工应根据容器内的介质特性、工作压力、工作温度等具体情况而定。
一般情况下,要提高设备的抗腐蚀性能,通常采用缓蚀剂、抗垢剂来减轻和抑制对设备的腐蚀,或对腐蚀介质进行再处理,去除引起严重腐蚀的有害成分或介质。
4.4 高温腐蚀治理
(1)为改善主燃烧区和炉膛出口截面co体积分数较高的现象,可适当降低燃尽风率运行,考虑到满负荷下炉膛出口NO:体积分数为
0.005%一0.007%,可降低燃尽风率至25%。
(2)由冷态烟花示踪试验结果可知,某些二次风层的各角二次风量存在不均匀性,这也是主燃烧
区局部CO体积分数过高和炉膛出口再热汽温偏差较大的主要原因,应对各角二次风量重新进行标定,以改善二次风的不均匀性;在此次调整中,采用对部分二次风门的开度加偏置的方法来改善二次风的不均匀性。
(3)设计二次风切圆应为顺时针方向,从冷态烟花示踪试验结果看,实际二次风切圆为逆时针方向,这可能跟设计二次风与一次风夹角过小或者二次风喷口角度存在偏差有关,炉膛出口气流残余旋转过大亦是再热汽温偏差的一个重要原因,这需要在停炉时对二次风喷口角度进行重新定位。
5 结束语
本文对油气田压力容器腐蚀的主要原因及防腐措施进行了分析,并在此基础上对压力容器使用中的防腐管理问题进行了分析,提出维护保养与设备检测对防止压力容器腐蚀的价值。
总之,油气田开采,压力容器防腐是重点,实际开采中应综合应对,以减少安全事故的发生。
参考文献:
[1] 冯波.压力容器在化工生产中的腐蚀与防护研究[J].石化技术,2018,25(08):106.
[2] 季承玺,陶兰兰.略论化工压力容器有效防腐蚀措施[J].化工管理,2018(24):66.
[3] 孙博.刍议压力容器应力腐蚀的影响因素及控制措施[J].山东工业技术,2018(17):56-57.
[4] 程学咏.关于化工压力容器防腐蚀策略的探索[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(05):19-20.
[5] 张聪,卢守达.浅析化工压力容器的防腐蚀措施[J].化工管理,2016(17):28.。