化工压力容器设计中对局部腐蚀的考虑

前言

99版 压力容器安全技术监察规程(以下简称!容规?)本着!根据事故的经验教训,提炼为有效的控制条文?的精神,对以应力腐蚀为代表的金属局部腐蚀问题给予了前所未有的高度重视。如:第32条: !设计压力容器时,应有足够的腐蚀裕量。腐蚀裕量应根据预期的压力容器使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定,还应考虑介质流动时对压力容器或受压元件的冲蚀量和磨损量。在结构设计时,应考虑局部腐蚀的影响,以满足压力容器安全运行要求?。

第30条第2款:!对有应力腐蚀倾向的材料应注意腐蚀介质的限定含量;对有时效性的材料应考虑工作介质的相容性,还应注明压力容器使用年限?。在其13款6项中规定:!为防止介质造成的腐蚀(应力腐蚀)应注明对介质纯净度的要求?。

液化石油气储罐由于事故频发而受到进一步的重视,体现在:第14条2款规定:用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板当!盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L?时,应逐张进行超声检测。

第73条规定:对!盛装混合液化石油气的卧式储罐?应采用炉内整体热处理的方法进行焊后热处理。

在第34条、第36条、第37条中还分别对盛装混合液化石油气储罐的设计压力、腐蚀裕量、单元充装系数和管法兰、垫片及其紧固件分别给出了具体的规定。

上述对金属局部腐蚀的要求由于重复出现而显得系统性略有不足,但99版!容规?对其重视程度可由此略见一斑。

本文以液化石油气储罐所涉及的应力腐蚀开裂问题为例,讨论化工压力容器设计中所涉及到的金属局部腐蚀问题。

1局部腐蚀

金属和它所处的环境之间发生化学或电化学作用而引起的变质和破坏称为金属腐蚀,其中也包括上述因素或生物因素的共同作用[1]。腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质[2]。

按腐蚀形态可分为全面腐蚀和局部腐蚀。

如果腐蚀发生在整个金属表面上,则称为金属的全面腐蚀;如果腐蚀均匀地分布在整个金属表面,则称为均匀腐蚀;如果腐蚀只发生在金属表面的局部区域,其余大部分表面不腐蚀,称之为局部腐蚀。在压力容器设计中,对均匀腐蚀问题的对应措施是通过给出一定的腐蚀裕量进而控制其发展。局部腐蚀问题相对均匀腐蚀要困难和复杂得多。文[3]中介绍的局部腐蚀包括:

(1)电偶腐蚀又称!接触腐蚀?;

(2)缝隙腐蚀;

(3)孔蚀;

(4)晶间腐蚀;

(5)选择性腐蚀;

(6)应力腐蚀开裂(SSC);

(7)腐蚀疲劳;

(8)冲刷腐蚀又称磨损腐蚀。广义的冲刷腐蚀包括:

化工压力容器设计中对局部腐蚀的考虑

王非

(辽宁省石油化工规划设计院,沈阳110003)

摘要本文结合99版!容规?的新要求,以液化石油气储罐所涉及的应力腐蚀开裂为例,讨论了化工压力容器设计中涉及的金属局部腐蚀问题。

关键词局部腐蚀应力腐蚀开裂化工压力容器设计

材料

冲击腐蚀(湍流腐蚀);汽蚀(空蚀);摩振腐蚀。

从化工压力容器设计的角度看,考虑到目前对局部腐蚀的归纳与定义尚不十分统一,广义的局部腐蚀应是包括均匀腐蚀之外的所有腐蚀形态。即对压力容器设计人员来讲,应当尽量将!环境#材料?因素都考虑进来,所有的腐蚀问题都应当在设计中给予考虑。

2液化石油气储罐的腐蚀

液化石油气储罐的腐蚀问题主要是局部腐蚀问题,具体讲是所谓!硫化物应力腐蚀开裂?问题。

硫化物应力腐蚀开裂SSCC:在拉应力、水和硫化氢(H2S)共同存在的腐蚀环境条件下而产生的脆性破坏。

根据文[4]介绍,液化石油气的总硫含量不大于343m g/m3,即对于合乎标准要求的液化石油气中硫化物的含量是远低于!容规?控制指标100m g/L的(343m g/m3=0.686m g/L),也远低于工程中为避免应力腐蚀开裂对硫化物的控制指标(20~50mg/L)。对水的检验是采用自测法,无水为合格。这样看来,符合标准要求的液化石油气似乎不应该发生应力腐蚀开裂现象。但是事实并非如此。许多液化石油气产品实物中硫化物含量远远超过标准的规定,作为长期使用的液化石油气储罐在使用寿命期间要考虑储存各种渠道来源的液化石油气产品,即使个别炼厂的产品质量是合格的,也不能保证储罐的安全。液化石油气中能够溶解少量的水,溶解度随温度的升高而增大,随着温度的波动,会产生凝结水。实际上液化石油气储罐是有条件发生硫化物应力腐蚀开裂的。

文[4]对SSCC进行了较充分的介绍和讨论。SSCC对材料的强度与硬度的依赖性很强,高强度的材料SSCC十分敏感。而这一特性对所有的应力腐蚀环境都是通用的。硬度虽然不能作为判断材料是否发生SSCC的可靠指标,但由于它不破坏设备就可方便地进行现场测定,故仍然被广泛地作为质量控制和安全检查的常用方法。许多年来现场的破坏事故经过分析后表明,硬度是对SSCC有很大影响的数据。分析统计破坏事故和实验研究数据,得出材料基本上不发生SSCC的最高硬度值在HRC20~27之间。硬度值越高,发生SSCC所需的临界应力值越低,破坏所需的时间越短。美国腐蚀工程师协会油田设备小组委员会于1963年推荐含硫、气田用钢的硬度值

虽然SSCC的敏感性随H2S浓度的增加而增加,但是目前还不清楚是否存在产生SSC C的H2S浓度下限值。在<1pp m的浓度下也产生SSCC,只不过所需的时间很长而已。

考虑到介质的聚积浓缩作用,是不会有产生应力腐蚀介质的浓度下限值的。同样,考虑到设备结构中的应力集中现象,在压力容器设计规则和标准上也很难确定产生SCC的临界应力。

在含有5%NaCl的1pp m H2S溶液中,HRC=21的钢也会出现破裂;冷加工油管、天然气脱硫再生塔在HRC<22时发生过破裂事故,含Ni低合金钢HB=135时也发生过破裂。

3应力腐蚀开裂问题

(1)传统的材料力学方法不能够满足解释应力腐蚀现象的需求,20世纪六十年代后期,断裂力学被引入应力腐蚀开裂问题的研究,并创造出一种新型的机械性能指标K1SCC,即:应力腐蚀条件下平面应变应力强度因子的临界值[4]。CVDA-1984 压力容器缺陷评定规范是断裂力学在我国压力容器行业中的充分应用。即:以断裂力学为基础,以!合于使用?为原则,对带缺陷的钢制压力容器进行安全评定。尽管这项工作我国已有多年的历史,但至今还不很完善。有关资料针对其应用过程中出现的经验教训指出:不能把缺陷安全评定简单地理解为用断裂力学的方法进行计算,也不能以断裂力学计算替代定期检验。

应力腐蚀开裂问题是机械和化学两大学科的交汇。总量大于局部之合。控制压力容器材料机械指标或其介质的浓度,虽都有助于降低应力腐蚀开裂的敏感性,但都无法从根本上完全避免其发生。不能把腐蚀应力腐蚀开裂简单地理解为降低某一机械性能指标,也不能以对腐蚀介质的限定含量或介质纯净度的要求来替代对应力腐蚀开裂问题的全面控制。

(2)在应力腐蚀问题上,对于一些常见的已有成熟经验的!材料#环境?组合,我们已有一些行之

有效的控制指标,如:奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时,水中的氯离子含量不超过25m g/L; HG20581-1998 钢制化工容器用材选用规定中对于湿H2S、NaOH、液氨这三种应力腐蚀环境提出了一系列控制方法和指标。严格执行这些要求可大大降低应力腐蚀开裂倾向,从而达到工程上可以接受的程度。但是,如前所述这些措施并非能完全避免应力腐蚀的发生,并且问题还在于其介质数量太少,而能够发生应力腐蚀开裂的!材料#环境?组合几乎是无限多的。对大部分应力腐蚀开裂为代表的金属局部问题多年来一直是有关行业和部门的科技人员重点关注的研究课题,有关其失效分析方面的文章常见于各类压力容器和金属腐蚀的科技期刊中。所以每位压力容器设计者都不可对此掉以轻心。

在目前的工程标准和规范中还没有对以应力腐蚀开裂为代表的金属局部问题形成统一的规定。即使是被世界所公认的,反映了近代设计先进水平的压力容器分析设计标准中也仍然未涉及应力腐蚀开裂问题[8]。采用有限元方法对局部应力进行分析控制,对避免应力腐蚀开裂无疑是十分必要的,应当成为控制应力腐蚀开裂的一种有效方法,成为扩大应力分析应用领域的一种有效途径,但是这并非控制应力腐蚀开裂的全部工作。事实上以往工程中在应力腐蚀的一些具体问题上走的往往是一条!亡羊补牢?的过程。即:通过对已发生的重要而典型的应力腐蚀开裂事故采用多种手段进行失效分析,找出各种影响因素。在改变工况、选材、改变结构及介质等诸多因素中,根据需要与可能,采取相应措施,解决问题。设计工作在这一系列过程中只是其中的一个环节。因此,文[8]中明确指出,当遇到应力腐蚀情况时,应在设计中另行追加有关条款。

(3)从某种意义讲,在压力容器中解决应力腐蚀开裂问题的难度要大于压力容器的分析设计。有关部门对分析设计人员和单位有其专门的培训和资格的控制,但是对涉及以应力腐蚀为代表的金属局部腐蚀的压力容器设计由于其太多的不确定因素,短时间内是无法从设计资格上给予限制的。

目前有三类压力容器设计单位:

专业设计院:由于其内部分工较细,对于压力容器的设计条件和有关的签署比较重视,作为整个设计院来讲,对于本行业的腐蚀和应力腐蚀问题应有比较系统了解。

压力容器制造单位:从数量上来讲,他们占有绝对优势,而对于各类腐蚀和应力腐蚀问题不够重视。有可能由于相关知识了解不够而忽视这一问题。相对而言,他们是比较薄弱的。

压力容器的使用和科研单位等:对于本单位使用和开发的压力容器所涉及的包括应力腐蚀在内的各方面问题应当积累比较丰富的实践经验或研究成果。这些经验或研究成果比标准、规程及各类手册更有使用介值。

面对新的!容规?对于以应力腐蚀为代表的金属局部腐蚀问题的高度重视,如对各类压力容器设计单位的设计范围进行一些限制会对压力容器的安全从制度上提供一些保证措施。即:专业设计单位在全国范围进行压力容器产品设计;制造单位主要为本单位制造和开发产品进行压力容器产品设计;压力容器使用、科研单位为本单位自用压力容器的更新、改造或开发进行压力容器产品设计。但是这些要求在有关规定中被取消了。即,上述三类单位都可以在全国范围内进行压力容器产品设计。在目前的大环境中,这样做故然有其合理的必然性,但其负面效应也不可忽视。由于我国的工业长期处于计划经济的体制下运行,对于许多压力容器设计单位和个人而言标准和规范只是一个被动的制约因素。

应当指出,压力容器设计要有章可循,但压力容器设计工作决不是标准、规范和手册的简单叠加。在以应力腐蚀为代表的金属局部腐蚀问题上,会暴露出以往一些设计人员被动地理解标准、规范的不足,从这个意义上讲局部腐蚀问题的提出对压力容器设计单位和设计者提出了很高的要求。

4结论

(1)广义的局部腐蚀应包括均匀腐蚀之外的所有腐蚀形态。对压力容器设计来讲,应当对所有的腐蚀问题都给予考虑。

(2)考虑到介质的聚积浓缩作用,不会有产生应力腐蚀介质的浓度下限值。考虑到设备结构中的应力集中现象,在压力容器设计规则和标准上也难确定产生SCC的临界应力。

(3)不能把避免应力腐蚀开裂简单地理解为降低某一机械性能指标,也不能以对腐蚀介质的限定含量或介质纯净度的要求来替代对应力腐蚀开裂问题的全面控制。

(4)99版!容规?对以应力腐蚀为代表的金属局部腐蚀问题的高度重视,既是对设计单位和设计者提出了很高的要求,又是一种责任的划分。新的要求必将会反馈并促进与之有关的科技界对此问题的重视,进而促进其发展。通过科技界与工程界的合作与努力,一定会加快相关知识的普及、完善、应用,进而确保压力容器的安全运行。

参考文献

1中国腐蚀与防护学会 金属腐蚀手册 编辑委员会主编,金属腐蚀手册,上海科学技术出版社,1987

2左景伊编, 腐蚀数据手册 ,化学工业出版社,1985

3腐蚀与防护手册#腐蚀理论、试验及检测,化学工业出版社,19854GB11174-89,液化石油气

5肖继美,金属的韧性与韧化,上海科学技术出版社,19826李建华编, 压力容器缺陷评定规范讲义 ,化工部化肥司,19857压力容器安全技术监察规程(1999年版)修改说明及条文解释,中国劳动社会保障出版社,1999,10

8

全国压力容器标准化技术委员会, 钢制压力容器#分析设计标准标准释义 ,1995

(上接第49页)

HDPE-S 型管道规格尺寸(注:符合GB/T13663或IS O4470-96(E),该管道国内已投入批量生产)

公称外径(mm)公称壁厚(mm)

公称外径(mm)

公称壁厚SDR33S DR21S DR17S DR13.6SDR11S DR9SDR33SD R21SDR17SDR13.6SDR11SD R9公称压力M Pa

公称压力MPa

0.4

0.60.81.0 1.251.60.40.60.81.0 1.251.616#######2.31805.58.610.713.316.420.120#######2.32006.29.611.914.718.222.425###### 2.32.82256.910.813.416.620.525.232###### 3.03.62507.711.914.818.422.727.940###### 3.74.52808.613.416.620.625.431.350###### 4.65.63159.715.018.723.228.635.263####4.7 5.87.135510.916.921.126.132.239.775###4.55.6 6.88.440012.319.123.729.436.344.790#4.35.46.78.210.145013.821.526.733.140.950.3110#5.36.68.110.012.350015.323.929.736.845.455.8125#6.07.49.211.414.056017.226.733.241.250.8#140 4.36.78.310.311.415.9630

19.3

30.0

37.4

46.3

57.2

#

160

4.9

7.7

9.5

11.8

14.6

17.9

(8)长期使用寿命长(管道在室内、埋地条件下,寿命长达50年以上,户外使用寿命20年以上);

抗静电HDPE-S 型专用料物理机械性能

项目单位数值测试方法熔体流动速率g /10min 0.08~0.2GB3688-83拉伸强度MPa ?22GB1042-79断裂伸长率%?600GB1042-79悬臂梁冲击强度(缺口)J/m ?400GB1843-80耐环境应力开裂(F50)

h ?1500GB1842-80表面电阻率 %1&108

GB1460-80自熄时间(平均值)s

<3MT-181-88极限氧指数(O.I)

?26GB2406-80垂直燃烧FV-1GB4609-84氧化诱导期

min

?30

ASTN D3895-80

(9)抗静电性能好,选用专用配料复合特殊工艺制作而成,表面电阻率 <1&108

。

抗静电HDPE-S 型管道性能

项目单位试验方法数值纵向回缩率%GB66711.2-86烘箱法

1拉伸强度MPa G B8804.2-8819断裂伸长率%G B8804.2-88200表面电阻率 MT-181-881&108

~10

9

热内静液压强度h GB6111-85环向

应力4M Pa,80?170有焰燃烧时间

s

MT-181-88

1

压力容器在化工生产中的腐蚀与防护

压力容器在化工生产中的腐蚀与防护 作者：毛海涛 来源：《中国化工贸易·上旬刊》2020年第06期 摘要：在化工生产的过程中压力容器能否正常使用直接关系到能否安全生产，如果化工压力容器一旦出现腐蚀问题，将会直接对化工生产的安全性及稳定性形成极大的威胁，更严重者可能会导致化工设备的毁坏和整个化工生产系统的瘫痪，甚至直接威胁到工人的生命安全，所以关于化工压力容器的腐蚀以及防护工作必须重视起来，必须采取有效的措施来保障压力容器可靠性以及安全性。本文主要关于压力容器腐蚀以及防护的研究，以便于供相关的专业人员进行参考和借鉴。 关键词：化工压力容器;化工生产;腐蚀;防护工作 随着我国经济的发展，化工行业也在飞速的发展，在发展的过程中我们也越来越重视化工的安全生产技术，对化工技术生产也在不断的提出更高的要求，给予更高的期望。这时化工压力容器的可靠性以及稳定性就显得至关重要，它们是切实保障化工安全的最为重要的一环;如果有腐蚀现象的存在很容易破坏压力容器的表面，进而导致压力容器不能发挥自身的价值，甚至还会发生重大的安全事故，直接威胁工人的生命安全;因此，必须要不断地加强对压力容器腐蚀与防护的研究，加强压力容器防腐蚀功能，这样才能够有效保障压力容器的使用寿命，可以更大的提高企业的经济效益，促进化工企业实现长期健康稳定的发展。 1 压力容器腐蚀的主要类型 首先结合不同的腐蚀程度，可以将压力容器的腐蚀分为多种类型，比如应力腐蚀和物理腐蚀等。首先应力腐蚀指的就是金属材料在一定的应力、组织和介质在某些环境条件下产生的联合作用，通常应力腐蚀在刚开始毫无症状，但是一旦出现裂纹，就意味着腐蚀程度已经非常严重了，那么接下来的腐蚀进度会相当的快，并且破坏性较强;在当下阶段对于应力腐蚀的检测有非常大的难度，因为在每个环节都有可能发生应力腐蚀，有可能是在设备生产运行的过程中，也有可能是在设备使用前，甚至在设备成型中都有可能发生腐蚀。那么主要造成压力容器发生应力腐蚀原因主要是选择了不合适的材料、制造加工的工艺比较落后，再者可能就是由于压力容器的设计构造与相关规范不相符等等; 物理腐蚀主要是指金属受到物理溶解的影响，从而导致压力容器被破坏，就一般情况而言，之所以出现物理腐蚀的现象，主要是由于在应力腐蚀和晶间腐蚀等等多种问题联合导致。 2 导致压力容器出现腐蚀问题的原因

压力容器

压力容器选材及工艺制定 张敏 （中国石油大学机电工程学院材料系材料科学与工程07-2）一、压力容器的服役条件 压力容器是一种焊接构件，广泛用于石油、化工、机械、热力等行业，运行条件苛刻，一旦破坏，后果极其严重。它承受的压力可由0.1MPa到100MPa以上，工作温度可在-200℃以下或是500℃以上；工作介质可以是酸性、碱性或其他腐蚀性介质。常导致下列几种失效： 1.脆性断裂大部分发生在较低温度，在焊接缺陷、 内部缺陷或应力集中处产生。 2.过量的塑性变形在高温下的压力容器发生蠕变或 工作压力过高引起容器局部过量的塑性变形。 3.低周疲劳在循环载荷作用下，由于工作应力往往 在局部地方超过材料屈服强度，使压力容器产生较 大的反复塑形变形，导致最后发生破坏。 4.应力腐蚀在应力和引起应力腐蚀介质的共同作用 下，产生腐蚀裂纹而导致压力容器破坏。 5.氢腐蚀破坏在具有一定压力的氢和温度共同作用 下，氢和钢的碳反应生成甲烷而形成氢腐蚀裂纹导 致容器破坏。 对压力容器用钢的要求是具有足够强度、韧性和塑形，又有良好的冷

热加工性能和焊接性能；对于在腐蚀介质条件下工作的压力容器，又必须具有相应的耐蚀性和抗氢能力；在高温下工作的容器必须保证组织稳定；在低温下工作的容器要保证在工作温度下有足够的韧性。二、压力容器的技术要求 压力容器的用途极广，工作条件也千差万别，因此在容器的设 计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。例如，采用焊接性差的钢材焊制压力容器时，就容易在焊接接头中产生裂缝；有些镍铬不锈钢的压力容器，常因钢号或成分选用不当，在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏；选用铁素体钢制造低温压力容器时，如钢的转变温度高于容器的工作温度，则容器工作时就容易发生脆性破坏。所以，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如 壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料，所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工)，并考虑其经济合理性及来源等情况。 对于压力容器的设计者，充分了解各种材料的性能(物理性能、力学性能等)以及影响材料性能的各种因素是十分必要的。 （一）材料的性能 1．力学性能

化工腐蚀试卷期末

开阳县职业技术学校2013——2014学年度第二学期 《化工腐蚀与防护》学科期末考试 化工工艺专业 座位号 号 学校 班级 姓名 学号 一、单项选择题：（10题，每题2分,共40分） 1、钢铁生锈变为褐色氧化铁皮的主要成分是（ ） A 、Fe B 、Fe 2O 3 C 、Fe 3O 4 D 、FeCl 2 2、铜锈蚀生成的铜绿成分为（ ） A 、Cu B 、CuCO 3 C 、Cu(OH)2 D 、CuCO 3 .Cu(OH)2 3、下列各项不属于去极剂的一项为（ ） A 、H + B 、溶解氧 C 、Fe 3+ D 、Cl - 4、铜锌原电池中铜极为 ，锌极为 。（ ） A 、正极、负极 B 、正极、正极 C 、负极、负极 D 、负极、正极 5、腐蚀电池中阳极发生 反应被腐蚀，阴极发生 反应但本身不被腐蚀。（ ） A 、氧化、还原 B 、还原、氧化 C 、氧化、氧化 D 、还原、还原

6、一个腐蚀电池的构成必须包括那些条件（） A、阴极、阳极 B、电解质溶液 C、电路 D、以上三项缺一不可 7、腐蚀电池主要由哪几个基本过程组成（） A、阴极过程 B、阳极过程 C、电流流动 D、以上三项都是 8、下列说法中错误的是（） A、腐蚀过程受到内因和外因的影响 B、内因是变化的根本 C、外因是变化的条件 D、材料的性质是腐蚀发生的外因 9、下列材料在相同条件下，较易腐蚀的是（） A、金属材料表面均匀 B、金属材料表面粗糙 C、金属材料电位较正 D、金属表面光滑 10、下列盐类水解之后溶液呈酸性的一项是（） A、NaCl B、Na3PO4 C、Na2CO3 D、NH4NO3 二、填空：（每空2分，共40分） 1、腐蚀从定义上讲，包含了三方面的研究容，，反应的种类及过程。 2、铁在自然界中多为，铁锈的主要成分是。

压力容器问答题

压力容器问答题 1、压力容器常用的安全附件有哪些（5分） 答：压力容器常用的安全附件有安全阀、压力表、爆破片、液面度及测温装置及快开门式压力容器的安全联锁装置。 2、压力容器巡回检查的内容主要有哪三个方面（5分） 答：工艺参数；设备本体状况：安全附件情况 3、压力容器操作记录一般应包括哪些内容（10分） 答：（1）生产指挥系统下达的调度令；（2）进山容器的各种物料的温度、压力、流量、时间、数量和间隙操作周期：（3）容器实际操作条件：（4）当班操作期间的操作内容；（5）操作工具、各项记录是否齐全完整。 4、低、中压容器检修的安全要点是什么（10分） 答：（1）单系统或全系统停车时，容器的降温、降压必须严格按操作规程进行，不允许容器在带压情下拆卸、紧固螺栓或其他紧固件；（2）切断容上的有关电源；（3）用盲板将检修容器和生产系统切断；（4）进入容器只准使用12V安全电压的行灯照明：（5）检修人员进入容器内清理、检修时必须采取安全措施。 5、指出压力表指示误差产生的原因（7分） 答：(1)读数时的视线与表盘刻度不垂直造成的读数误差。 (2)环境温度与压力表要求的工作温度相差太大而引起的温度误差。 (3)介质凝结而产生的液柱压力所造成的误差等。 6、压力容器安全操作要点是什么（7分） 答：l、压力容器严禁超温超压运行。 2、操作人员应精心操作，严格遵守压力容器安全操作规程或工艺操作规程。 3、压力容器应做到平稳操作。 4、不带压拆卸螺栓。 5、要坚守岗位，坚持容器运行期间的巡回检查。 6、认真填写操作记录。 7、出现“跑、冒、滴、漏”现象，要及时报告，妥善处理。 8、压力容器运行中，出现异常现象时，操作人员应立即采取紧急措施并及时上报。 7、压力容器设备完好的标准是什么（8分） 答：(1)运行正常，效能良好。其具体标志为： ①容器的各项操作性能指标符合设计要求，能满足生产的需要。 ②操作过程中运转正常，易于平稳地控制操作参数。 ③封性能良好，无泄漏现象。 ④带搅拌的容器，其搅拌装置运转正常，无异常的振动和杂音。 ⑤带夹套的容器，加热或冷却其内部介质的功能良好。 ⑥换热器无严重结垢。列管式换热器的胀口、焊口；板式换热器的板间：各类换热器的法兰连接处均能密封良好，无泄漏及渗漏。 (2)装备完整，质量良好。其包括以下各项要求： ①零部件、安全装置、附属装置、仪器仪表完整、质量符合设计要求。 ②容器本体整洁，尤其、保温层完整，无严重锈蚀和机械损伤。 ③衬里的容器，衬里完好，无渗漏及鼓包， ④阀门及各类可拆连接部位无“跑、冒、滴、漏”现象。 ⑤基础牢固，支座无严重锈蚀，外管道情况正常。 ⑥各类技术资料齐备、准确、有完整的技术档案。 ⑦容器在规定期限内进行了定期检验，安全性能良好，并已办理使用登记证。安全附件检定、校验和更换。 8、压力容器操作人员应履行的职责是什么（8分） 答：（1）严禁超温超压运行：避免误操作、防止加料过量或加料中含有杂质（由化学反应而产生压力的）、防止超量充装或意外受热（液化气体）等； （2）操作人员应精心按操作规程操作（工艺和安全操作规程）； （3）运行过程要平稳操作（缓慢地进行加载、卸载、运行期间要保持载荷相对稳定、升降温也要缓慢）；带压时不拆卸压紧螺栓；

锅炉管道腐蚀的原因分析和建议

锅炉管道腐蚀的原因、分析及建议 ×××（××××××××××发电有限责任公司×××××× 044602） 摘要：四管爆漏是火力发电厂中常见、多发性故障，而管道的腐蚀常常中四管泄漏的重要原因。大部分管道腐蚀的初始阶段，其泄漏量和范围都不大，对于故障的部位不好确定和判断。一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大，发展成为破坏性泄漏或爆管，严重威胁着火力发电厂的安全稳定运行，故本文对锅炉四管腐蚀的原因进行了分析并根据相应的原因提出了一些建议。 关键词：腐蚀、硫化物、氯化物 0 前言 腐蚀是火力发电厂中常见的故障。腐蚀的初始阶段，没有明显的现象或其泄漏量和范围都小，对于故障的部位不好确定和判断。一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大，同时局部的泄漏会冲刷周围邻近的管壁，造成连锁性破坏，危及到整个锅炉运行的安全。1．腐蚀的原因 广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。 狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。 1．1管内壁腐蚀：也称水汽侧腐蚀。 1．1．1溶解氧腐蚀。 1．1．2垢下腐蚀。 1．1．3碱腐蚀 1．1．4氢损伤。 1．1．5铜氨化合物腐蚀。 1．2烟气侧腐蚀。 1．2．1高温腐蚀。

1．2．2低温腐蚀。 1．3应力腐蚀，也称冲蚀。指管道受到腐蚀和拉（压）应力的综合效应。 3．设备发生腐蚀的理论原因分析 3．1管内壁腐蚀 3．1．1溶解氧腐蚀 由于Fe与O2、CO2之间存在电位差，形成无数个微小的腐蚀电池，Fe是电池中的阳极，溶解氧起阴极去极化作用，Fe比O2等的电位低而遭到腐蚀。 当pH值小于4或在强碱环境中，腐蚀加重，pH值介于4~13之间，金属表面形成致密的保护膜（氢氧化物），腐蚀速度减慢。腐蚀速度与溶解氧的浓度成正比，随着给水速度提高、锅炉热负荷增加、溶解氧腐蚀也随之加剧。 3．1．2垢下腐蚀 由于给水质量不良或结构缺陷防碍汽水流通，造成管道内壁结垢。垢下腐蚀介质浓度高，又处于停滞状态，会使管内壁发生严重的腐蚀，这种腐蚀与炉水的局部浓缩有关。如果补给水或因凝汽器泄漏（河水）使炉水含碳酸盐，其沉积物下局部浓缩的炉水（沉积着高浓度的OH-）pH值上升到13以上时发生碱对金属的腐蚀。如果凝汽器泄漏的是海水或含Cl-的天然水，水中的MgCl2、CaCl2将进入锅炉、产生强酸HCl，这样沉积物下浓缩的炉水（很高浓度的H+）pH值快速下降，而发生对金属的酸性腐蚀。 3．1．3碱腐蚀 游离碱会在多孔性沉积物和管内表面浓缩，浓缩的强碱会溶解金属保护膜而形成铁酸根与次铁酸根离子的混合物，当管壁表面局部碱浓度超过40%时，会释放出氢气，从而形成金属表面深而广的腐蚀，也称延性腐蚀。 3．1．4氢损伤（氢损伤实际就是酸性腐蚀） 一般情况下给水与管壁（Fe）发生反应生成H2和Fe3O4。 保护膜Fe3O4阻隔H2进入管壁金属而被炉水带走，当给水品质不佳或管内结垢会生成Fe2O3和FeO。 Fe2O3、FeO比较疏松、附着性很差，有利于H2向管壁金属的扩散，高温下晶界强度低，H2与钢中的碳和FeC反应生成CH4。

化工腐蚀与防护复习资料

化工腐蚀与防护 复习资料 第一章 腐蚀 一、定义：金属材料在环境中发生反应，未到服役期即失效、破环。 分类：1.按腐蚀机理分：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀、微生物腐蚀 2.按腐蚀形貌分：全面腐蚀（又称均匀腐蚀）、局部腐蚀（细分为 电偶腐蚀、 点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀开裂、 氢损伤、腐蚀疲劳） 3.按环境分：干腐蚀（主要为化学腐蚀和高温腐蚀）、湿腐蚀（为电化学腐 蚀） 4.以腐蚀控制手段分：（1）选材、合金设计（2）缓蚀技术（3）电化学保 护 （4）表面处理技术 二、金属腐蚀速度的表示方法 1.失重法： ） （t A m v -??= 单位：g /(m 2·h ） 清除产物：物理法、化学法、电化学法（试件做阴极） 2.增重法： ） （t A m v ??=+ 第二章 电化学腐蚀的热力学理论 一、腐蚀原电池 定义：（简单理解）短路的原电池；（复杂说明）金属材料的失效和破坏，不 能对外 界做有用功且不可逆的短路原电池 组成：阴极、阳极、电解质溶液、外电路 必要环节：阴极过程、阳极过程、电荷的传递

种类：（1）超微腐蚀电池（2）微观腐蚀电池（3）宏观腐蚀电池 二、E-pH平衡图 1.竖线：（无e参与，有H+和OH-参与) 2Fe3++3H2o=Fe2O3+6H+ 2.横线：（有e参与，无H+和OH-参与）Zn→Zn2++2e 3.斜线：（有e参与，有H+和OH-参与）Fe2O3+6H++2e=2Fe3++3H2o 注：电位是控制金属离子化过程的因素pH是控制金属腐蚀产物稳定性因素三、E-pH平衡图应用 Ⅰ：免蚀区（阴极保护区） Ⅱ：腐蚀区 Ⅲ：钝化区（阳极保护区） Ⅳ：腐蚀区 A点：无氧环境下，析氢腐蚀 B点：处腐蚀区①B→B＇向下，阴极保护（外加电流、牺牲阳极） ②B→B＇＇向上，阳极保护（外加电流，钝化剂） ③B→B＇＇＇向右，（加可以改变pH的缓蚀剂） 第三章金属腐蚀动力学原理 一、极化类型：1.活化极化；2.浓差极化；3.电阻极化 二、产生极化的原因：1.阳极极化：活化极化、浓差极化、电阻极化 2.阴极极化 三、化学反应基本步骤：1.液相传质步骤；2.电荷传递步骤；3.生成新相步 四、阳极去极化原因：1.钝化膜被破坏；2.M n+加速离开界面；3.搅拌作用 五、阴极去极化作用：1.阴极积累的e会得到释放；2.使用去极化剂

压力容器的腐蚀与防护

压力容器的腐蚀与防护 摘要:本文主要针对压力容器材料的腐蚀情况进行了详细的说明。然后针对常见的几种腐蚀形态，从材料选取、加工制造、热处理等方面提出防护措施。 关键词:压力容器，腐蚀，防护，检查 Abstract: this paper mainly for pressure vessels material corrosion a detailed instruction. Then for several common corrosion form, from material selection, the processing manufacture, heat treatment put forward the protection measures. Keywords: pressure container, corrosion protection, check 压力容器是化工生产中广泛使用并很重要的特种设备，在高温、高压、磨损或介质对金属腐蚀等不利条件下操作，腐蚀是压力容器一大危害。据有关压力容器事故资料统计表明，由于腐蚀发生爆炸事故的占66.7％。金属腐蚀原因比较复杂，影响因素之多。因此，对金属腐蚀的规律性有所了解，有助于分析形成压力容器的腐蚀原因和对其在运行过程中出现的缺陷性质作出正确的判断，以便采取相应的防腐措施，提高压力容器的安全使用性。 1压力容器的腐蚀与防护 1.1压力容器腐蚀的定义及存在环境 绝大多数压力容器都由金属材料构成，压力容器与环境的反应而引起的材料的破坏或变质，称为压力容器的腐蚀。 压力容器运行的环境条件： (1)溶液、气体、蒸汽等介质成分、浓度和温度 (2)酸、碱及杂质的含量 (3)应力状态(工作应力、残余应力) (4)液体的静止状态或流动状态 (5)混入液体的固体颗粒的磨损和侵蚀 (6)局部的条件差别(温度差、浓度差)，不同材料接触状态

金属管道的腐蚀及防腐对策

目录 一、金属管道腐蚀的危害1 1．金属管道腐蚀程度鉴别 (2) 2. 金属管道的腐蚀及使命 (2) 3.管道腐蚀实例及分析 (5) 4.金属管道腐蚀的危害 (8) 二、金属管道腐蚀的原因 1．化学腐蚀 (8) 2．电化学腐蚀 (9) 3．其它原因 (10) 三、防腐对策 (10) 1．做好金属管道的防腐层处理 (11) 2．合理选用管材及阀件 (13) 3. 合理设计 (13) 4.精心施工，严格按规范操作 (13) 5.加强运行维护管理 (14) 6.质量控制及检验 (14) 结论 (19) 致谢 (21) 参考文献 (22)

金属管道的腐蚀及防腐对策 摘要介绍了金属管道腐蚀的危害及实例。简述了化学腐蚀、电化学腐蚀和由于安装原因造成的管道腐蚀，提出了覆盖层保护法，加强运行维护管理和精心施工，合理选用管材管件等防腐措施。 关键词：金属管道化学腐蚀电化学腐蚀防腐质量控制 一、金属管道腐蚀的危害 金属及金属管道腐蚀是一个世界性的问题。用于建筑设备配管的金属管道由于直接接触各种易产生腐蚀的介质，其腐蚀问题尤为突出。建筑设备配管的金属管道按材质分主要有钢管（含镀锌钢管）、铸铁管、不锈钢管、铜管、铝管等，按用途分有生活、生产的冷、热给水管、蒸汽及其它气体、污废水排水、凝结水、消防给水管等。因钢管的用量最大、最容易腐蚀，本文将予以重点讨论。 1.1 金属管道腐蚀程度的鉴别方法可用表1 来表述（指安装前内外壁检查）。 1.2 金属管道的腐蚀及其使用寿命 腐蚀将严重影响金属管道使用寿命。随着时间的推移，金属管道的腐蚀是不可避免的。即使做了防腐涂层，其涂层也会逐渐老化而丧失其防腐蚀性能。金属管道的腐蚀有多方面因素，主要原因可用表2 来表述。

浅谈压力容器的腐蚀及其控制措施

浅谈压力容器的腐蚀及其控制措施 发表时间：2017-10-16T12:56:59.153Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：刘强张维贺 [导读] 摘要：压力容器是化工设备的重要组成部分，在化工生产中具有重要地位和作用。压力容器一旦发生腐蚀，会影响化工反应的正常进行 吉林省松原石油化工股份有限公司 138000 摘要：压力容器是化工设备的重要组成部分，在化工生产中具有重要地位和作用。压力容器一旦发生腐蚀，会影响化工反应的正常进行，甚至酿成重大安全事故。介绍了化工压力容器常见的物理腐蚀、化学腐蚀及电化学腐蚀类型，从材料特性和环境两方面阐述了化工压力容器腐蚀的影响因素，并提出了相应的防腐策略，包括合理选用材料、添加缓蚀剂、改善焊接质量、采用电化学防护、使用防腐涂剂、应用防护衬里以及加强管理维护等，以期为相关从业人员提供借鉴和参考，确保化工压力容器安全稳定运行。 关键词：压力容器；腐蚀；控制措施 压力容器主要是指，能够承受一定压力的液体或气体容器，具有密闭性的特点。腐蚀是导致压力容器出现故障的重要原因，后果十分严重，不仅会造成材料的巨大的浪费，使得企业的生产成本增加，风险升高，还会增加生产中的安全隐患。所以，我们必须对压力容器的腐蚀问题引起高度重视，本文从腐蚀的因素和类型出发，对控制腐蚀的措施进行了探讨，具体分析如下。 一、化工压力容器常见腐蚀类型 （一）物理腐蚀 物理腐蚀是指构成容器的金属材料在物理溶解作用下所产生的损坏，这种腐蚀与化学或电化学反应无关，仅是一个物理变化的过程。例如，用来盛放熔融金属的钢制容器会缓慢地被熔融金属所溶解，日积月累就会造成明显的物理腐蚀。 （二）化学腐蚀 化学腐蚀是指容器表面的金属材料与化学物质接触而发生直接的化学反应，最终引起容器的损坏。引发化学腐蚀的一般是干燥气体或非电解质溶液，发生腐蚀时，金属原子直接与氧化剂进行电子交换而完成氧化还原反应，期间不会产生电流。 （三）电化学腐蚀 电化学腐蚀是造成化工压力容器腐蚀的最主要原因，其破坏性比物理腐蚀和化学腐蚀要大得多，这是因为化工生产中的电解质溶液非常常见，为电化学腐蚀提供了良好的电解质环境。根据电化学机理，发生电化学腐蚀需要阴极和阳极，两者之间会构成电流回流。在电化学腐蚀过程中，位于阳极的金属失去电子并以离子形态进入电解质溶液，而金属中的剩余电子在阴极被氧化剂所捕获。电化学腐蚀既可以是单一的电化学过程，也可以与机械作用、生物作用等共存，形成一个极为复杂的反应过程。 二、化工压力容器防腐策略 （一）合理选用材料 为了对抗大气环境对压力容器的腐蚀，可以选择合适的耐腐蚀材料。例如，为了增强低合金钢的耐腐蚀程度，可以在钢铁中添加少量的铜、铬、钛等合金元素。该措施的主要目的就是为了提高铁层的连续性、紧密性和粘附性，降低腐蚀的发展速度，以此来达到控制腐蚀的效果。 （二）添加缓蚀剂 缓蚀剂是一种或一组特殊的化学物质，具有减缓容器腐蚀的效果。只要在金属材料的表面添加极少量的缓蚀剂，就能够使材料的力学性能得到很好地保持。在盛放某些介质的金属材料中添加特定的缓蚀剂，甚至可以使材料的腐蚀速度降至接近0。因此，添加缓蚀剂是一种非常经济的金属防腐技术，是化工压力容器防腐的理想选择之一。缓蚀剂主要是影响金属在介质中发生电化学腐蚀，通过覆盖在金属表面，抑制表面的阳极反应和阴极反应，减缓金属的电化学腐蚀。另外还有抑制压力容器物理化学腐蚀的缓腐蚀剂，主要有氧化膜、沉淀膜以及吸附膜3种。氧化膜型缓蚀剂就是指其本身就是氧化剂，可以与金属发生作用，在金属表面形成紧密的氧化膜，阻碍金属离子化，从而减缓金属的腐蚀。沉淀膜型缓蚀剂就是在金属表面生成沉淀膜，可以通过缓蚀剂分子之间相互作用生成，也可以通过缓蚀剂与腐蚀介质中的金属离子作用生成，一般是在阴极区形成并且覆盖在其表面，阻断金属与介质之间的离子作用，减缓金属的腐蚀。吸附膜型缓蚀剂一般为有机缓蚀剂，其在腐蚀介质中对金属表面有良好的吸附性，可改变金属表面的性质，抑制金属的腐蚀。 （三）改善焊接质量 金属材料焊接部位的残余应力是导致腐蚀断裂的重要因素，通过提高焊接质量，可以有效消除残余应力，改善焊缝区域的金相组织，进而提高其耐蚀性。目前，不锈钢材料焊接中应用最广泛的两种工艺是电弧焊与氩弧焊，无论采用哪一种工艺，都必须遵循钢结构焊接规范的相关要求。焊条等焊接材料要选择适用且经过相关质检机构检测之后的材料。压力容器焊接前，需充分考虑金属材料的淬硬性、焊缝厚度等因素，并做好预热工作。为避免容器产生超标缺陷，焊接完毕后还需及时进行相应的热处理，并进行晶间腐蚀测试，最后进行超声波检测与射线检测。 （四）采用电化学防护 电化学防护的基本原理是将待保护的金属材料变为原电池中的阴极，以抑制金属材料的阳极反应，减缓其腐蚀进程，包括两种方法：①牺牲阳极保护法，即将还原性较强的铝、锌等金属材料固定在容器上充当阳极，使金属容器变为腐蚀电路的阴极而受到保护。②外加电流阴极保护法，即通过外加直流电源的方式，强制电子从介质流向金属容器，使容器作为阴极被保护起来。采用外加电流保护法的关键在于低电压、大电流，且必须持续不间断供电。牺牲阳极保护法比较适宜于腐蚀性不太强的介质，如中性盐溶液，在强腐蚀介质中，由于活泼金属材料的消耗太大，故经济性较差。而外加电流阴极保护法是利用外加电源进行保护，可以有很大的功率，因此比牺牲阳极保护法适用范围更广。外加电流阴极保护法还可以根据保护情况随时调节电流大小，但需要配备一套直流电源和附属的电器装置，基本投资远高于牺牲阳极保护法，所以应综合考虑介质环境、防腐等级要求、经济性等因素选用电化学保护方法。外加电流阴极保护法广泛应用于地下管道、海水冷却设备、油库以及盐类生产设备的保护，在化工生产中的应用也逐年增多。 （五）使用防腐涂剂 防腐涂剂通常由多种材料调配而成，包括人造树脂、植物油和浆液溶剂等。防腐涂剂一般用在腐蚀较为严重的设备表面，可直接涂到腐蚀部位，待涂料变干后就会形成一层带有许多微孔的薄膜，虽然该薄膜不能彻底隔离金属容器与介质，但可以增大介质向微孔扩散的阻

1#脱硫装置胺液腐蚀研究和建议

1#脱硫装置胺液腐蚀研究和建议 D

1#脱硫装置胺液系统腐蚀研究和建议 【摘要】1＃脱硫装置包括1＃焦化干气、2＃焦化干气、老区低压瓦斯、新区低压瓦斯、两套焦化液化气脱硫，共用一套310吨/小时溶剂再生系统。由洛阳院做的整体改造设计。MDEA（甲基二乙醇胺）由于被氧化、与有机酸反应或热降解等，生成热稳态盐，很难分解，长期运行形成热稳态盐积聚升高，本装置胺液热稳盐含量高达5.5%，根据相关研究，当热稳盐含量高于2%时，会严重影响装 2-含量高，对再生塔底部、再生塔重沸器、置运行平稳性；而且热稳盐中Cl-，SO 4 贫富液换热器和相对高温的贫液管线都造成了严重的腐蚀；固体颗粒含量高，对设备和管线造成冲刷腐蚀。 【关键词】胺液系统腐蚀

二、胺液系统腐蚀因素分析 通过查找文献，发现胺液腐蚀的情况各不相同，下面是常见的影响因素。 1、 酸性气体（H 2S 、CO 2）的腐蚀 1.1 酸性气体腐蚀形态 H 2S 和CO 2对醇胺法脱硫装置的腐蚀主要有以下3种形态： （1）全面腐蚀：又称为总体失重，即装置的全部或大面积上均匀地受到破坏，常用单位时间、单位面积上金属材料损失的质量或单位时间内材料损失的平均厚度来表示。 （2）局部腐蚀：在醇胺法装置上局部腐蚀有多种形态，但经常遇到的是点蚀和流动诱使局部腐蚀。点蚀的敏感性一般随酸性气体分压增高与介质温度上升而增强。流动诱使腐蚀又称为冲刷腐蚀，是指流体高速冲刷材料表面，破坏了保护膜并形成各种各样的微电池，后者的阳极部分就成为局部腐蚀区域。局部腐蚀对装置的破坏甚大，必须采取多种措施来防护。 （3）应力腐蚀开裂(SCC)与氢致开裂(HIC)：在有H 2S 存在条件下产生的应力腐蚀又称为硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)。 1.2 H 2S 腐蚀机理

浅析不锈钢压力容器的腐蚀与防护

浅析不锈钢压力容器的腐蚀与防护 提要：在医药化工行业中，奥氏体不锈钢压力容器的腐蚀一直是影响设备使用年限的重要问题。不锈钢压力容器的腐蚀与防护成为我们设备制造方和设备使用方共同关心和探讨研究的 话题。 关键词：不锈钢压力容器；腐蚀；材料；防护 在医药化工行业中，物料的成份较为复杂，尤其在腐蚀的环境下，压力容器材料多选用奥氏 体不锈钢；不锈钢除应具有优良的力学性能外，还具有优良的耐腐蚀、耐高温及耐低温性， 但腐蚀一直是影响设备使用年限的重要问题。随着现代工业的发展，设备使用的腐蚀与防护 是双方共同关心的问题。 1、设备的腐蚀情况 金属材料表面和环境介质发生化学和电化学作用，引起材料的退化和破坏叫做腐蚀。腐蚀是 某种物质由于环境作用引起的破坏和变质（性能降低）。 多年来，在医药化工行业中，虽然已确定腐蚀的存在，但对其范围及影响的后果没有认真深 入地研究。有一设备制造厂生产的不锈钢压力容器使用不到半年就产生严重的腐蚀，焊缝部 分腐蚀、生锈，而且板材也产生了蚀坑。导致损失严重。后经权威部门分析认定制造时组装 以及使用时过量使用含氯离子的化学品造成设备材料局部腐蚀和应力腐蚀。统计表明，不锈 钢压力容器腐蚀失效要比强度失效事故多的多。因此，如何解决和控制压力容器的腐蚀与防 护对企业的发展起着至关重要的作用。 2、腐蚀的类型和机理 由于金属腐蚀的现象和机理比较复杂，因此金属腐蚀的分类也是多种多样的。奥氏体不锈钢 材料制造的印染设备腐蚀主要表现在（1）电偶腐蚀（2）孔蚀（3）缝隙腐蚀（4）晶间腐蚀（5）应力腐蚀。由于受染液化学成分的多样性的原因，印染设备腐蚀并不是上述单一形成 的破坏结果，而是几种腐蚀所形成的综合效应。 2.1 电偶腐蚀 两种电位不同的金属在染液中相接触，电位较负的金属加速腐蚀，称为电偶 腐蚀。电偶腐蚀受介质成分、介质性质、温度、表面状况等因素的影响，而医药化工设备使 用过程中频繁交替使用NaOH、Na2CO2、醋等酸、NaCl等化学品，就会使材料在拉应力或残 余应力作用下，钢材微裂纹的发展直至破裂。电偶腐蚀易发生在焊缝及其热影响区。 2.2 孔蚀 孔蚀的破坏性和隐患性很大。不仅会造成设备的穿孔破坏，而且也常常引发其局部腐蚀的起 源点，使之加速萌生和扩展。凡表面能生成氧化膜或钝化膜的金属，在含有CL_等卤素离子、S2O3-等溶液中都可能产生孔蚀。当表面膜由于机械损伤或组织缺陷等原因引起局部破损时，裸露的金属就在介质与周围的钝态金属形成活化—钝化腐蚀电池，并产生蚀点，当蚀点形成 以后，由于其中有害离子浓度逐渐升高以及氧浓度闭塞电池的作用，使腐蚀不断向纵深发展，成内腔形状不一的蚀孔。孔蚀在静止介质中最易形成。 因此，凡影响介质流动的部位，包括结构设计的死角、各种表面损伤和焊接缺陷以及破坏表 面钝化膜和表面光洁的成形工艺都会加速孔蚀的产生。此外，焊接应力也对孔蚀产生促进作用。 2.3 缝隙腐蚀

材料腐蚀与防护

华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 题目材料腐蚀与防护论文 学院环境与市政工程学院 专业 姓名 学号 指导教师 完成时间2016年10月20日 华北水利水电大学

前言 工程材料的腐蚀给国民经济和社会生活造成的严重危害已越来越为人们所认识重视。金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震灾害（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池，金属在溶液中失去电子，变成带正电的离子，这是一个氧化过程即阳极过程。随着腐蚀过程的进行，在多数情况下，阴极或阳极过程会因溶液离子受到腐蚀产物的阻挡，导致扩散被阻而腐蚀速度变慢，这个现象称为极化，金属的腐蚀随极化而减缓。影响金属腐蚀的因素有内部因素、外部因素及设备结构因素。控制腐蚀的根本办法自然应是控制电化学作用，即如何消除腐蚀电池。即使不能完全消除，也要设法使腐蚀电流密度降至最低程度。常用的腐蚀防护方法有涂料、缓蚀剂和电化学保护 关键词：金属腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀 Abstract:The serious damage to the national economy and the social life caused by the corrosion of engineering materials has been more and more recognized by people. The loss of metal corrosion is far more than the flood, fire, typhoon and earthquake disaster (average) the total loss, here does not include indirect losses due to corrosion caused by production downtime, and explosion caused by. Corrosion of metals in aqueous solutions is an electrochemical reaction. The formation of a corrosion cell isolation of anode and cathode area on the metal surface, the metal loses electrons in solution, a positively charged ion, this is a process that the anodic process of oxidation. With the development of the corrosion process, in most cases, cathode or anode process will be blocked by ionic corrosion products, leading to the proliferation resistance and corrosion speed is slow, this phenomenon is called polarization, the corrosion of metal decreases with increasing polarization. Factors affecting metal corrosion include internal factors Keyword :Metal corrosion Electrochemical corrosion

影响地下管线腐蚀的环境因素

一、影响地下管线腐蚀的环境因素 土壤是个复杂的三相体系。固相部分是由不同粒径的颗粒组成；在土壤孔隙中充满气体和水，二者所占的体积成反相关。土壤中金属腐蚀本质是电化学腐蚀，土壤含有水分是引起金属腐蚀的基本原因[1]。土壤对管道的腐蚀属于电化学腐蚀，其腐蚀是土壤中固相、液相和气相对金属管道共同作用的结果，造成金属离子脱离晶格进入到土壤中，金属中离子和电子分离，离子进入土壤，管道遭受腐蚀。留在管道上的电子从电位负的阳极沿管道导体跑到电位正的阴极，土壤中空气和盐溶液使土壤具有离子导电性成为电解质。土壤中的氧分子在阴极上得到电子还原成氢氧根离子，于是阳极过程、阴极过程和电流在管道上流动就不断进行，腐蚀也就不断进行[2]。 土壤腐蚀除了受金属因素影响外，更多的是受到土壤性质的影响。土壤的组成、含有的气体、微生物和酸度等化学因素，土壤的颗粒大小、透气性、含水量等物理因素都是重要的，特别是土壤的电阻率与去极化性质往往对腐蚀速度起着决定性作用。土壤电阻率取决于含水量与可溶盐含量，而去极化性质则取决于透气性和微生物的作用。还有，雨水、气温、风和光照等气候因素都能引起土壤性质的显著变化，进而影响金属在土壤中的腐蚀速率。这些因素的相互作用使得土壤的腐蚀规律更为复杂化。归纳起来，影响地下管线腐蚀的土壤因素主要有：土壤电阻率，土壤含水量，土壤通气性(氧化还原状况)，土壤含盐量，土壤酸度。 [1]地下管线腐蚀的勘测技术与土壤腐蚀性的评价方法 [2]土壤对埋地钢管腐蚀的勘测与分析 二、土壤腐蚀实验室分析和现场勘测 土壤调查主要是以各种土壤的自然条件来分类布点，同时考虑土壤腐蚀强度现状，对腐蚀严重的区域，适当增加试验布点密度。为使测试结果具有代表性，在大牛地气田的大杭线，采气一队，采气二队，采气三队，东干线，塔榆线的不同管道处选取9个测试点。

化工压力容器的腐蚀原因以及防腐措施

化工压力容器的腐蚀原因以及防腐措施 发表时间：2018-07-23T18:13:02.880Z 来源：《知识-力量》2018年7月下作者：卢海 [导读] 在化工设备长期运行的过程中，化工压力容器腐蚀的影响程度较大，所以必须对设备工作环境、腐蚀的介质以及腐蚀原因和类型等形成系统化地认知，结合具体情况，采取必要的防腐控制方式，才能够有效地规避压力容器的腐蚀，有效延长化工设备的使用时间。（中车长江车辆有限公司，430212） 摘要：在化工设备长期运行的过程中，化工压力容器腐蚀的影响程度较大，所以必须对设备工作环境、腐蚀的介质以及腐蚀原因和类型等形成系统化地认知，结合具体情况，采取必要的防腐控制方式，才能够有效地规避压力容器的腐蚀，有效延长化工设备的使用时间。基于此，文章将化工压力容器作为重点研究对象，阐述了具体的防腐措施，希望有所帮助。 关键词：化工压力容器；腐蚀原因；防腐措施 在石油化工行业中，压力容器的应用十分广泛，可以盛装并输送易燃易爆亦或是腐蚀性介质，同时要长时间承受高温与高压的作用，因此被列入高危性特种设备行列，在生产与使用的过程中，都应当给予高度重视，有效地规避安全事故的发生。由此可见，深入研究并分析化工压力容器腐蚀原因以及相关防腐措施具有一定的现实意义。 一、常见化工压力容器腐蚀类型阐释 一般情况下，化工压力容器腐蚀主要可以细化成物理腐蚀、化学腐蚀与电化学腐蚀三种类型。以下将以这三种类型的腐蚀问题为主展开重点研究与探讨，以供参考。 （一）物理腐蚀类型 化工压力容器的物理腐蚀具体指的就是物理溶解所引发的金属损坏问题，而并非是化学亦或是电化学反应所引起，致使液态金属所出现的物理腐蚀，进而导致金属物理性溶解。 （二）化学腐蚀类型 所谓的化学腐蚀，则是金属的表面和非电解质出现了纯化学反应所产生的破坏情况[1]。一般来讲，在干燥气体与非电解质溶液中的腐蚀现象被称为干腐蚀，且腐蚀过程不会产生电流。而对于高温氧化而言，则是在高温环境当中，受氧作用影响，金属形成金属氧化物。而氧气、二氧化碳、水以及二氧化硫等都是导致高温氧化的主要介质。其中，高温硫化是高温氧化一种特殊形式，受含硫介质与高温等因素的共同作用形成了金属硫化物。而在高温与碳环境中，钢铁和碳化物在相互接触的情况即可分解并生成游离碳，导致钢表面的氧化膜出现破损，向钢内部渗入并形成碳化物。除此之外，碳钢与低合金钢的钢表面，在受到高温与环境当中所含氧气、氢气与水因素的影响下，也会出现脱碳的情况，导致表面的硬度明显降低，其疲劳极限也随之下降。 （三）电化学腐蚀类型 具体指的就是金属表面和电解质溶液出现了电化学反应，属于湿反应类型，且在反应的过程中会产生电流。一般来讲，综合考虑电化学机理，腐蚀现象会出现阳极氧化与阴极还原反应。而最常见的腐蚀情况就是电化学腐蚀，不仅可以是单一电化学反应，同样也可以是在电化学、机械以及环境等诸多因素影响下的复杂过程。 第一，氢致开裂。处于湿硫化氢的条件下对于钢损伤的一种形式，会和钢形成电化学腐蚀反应，进而出现氢原子并进入到钢内部的缺陷位置。在此过程中，氢分子会不断聚集，致使局部的压力提高[2]。 第二，应力腐蚀。化工压力容器应力腐蚀也被称作是腐蚀破裂，具体指的就是承压特种设备受到腐蚀性介质的影响，导致金属壁的厚度不断变薄，而且材料的组织结构也会随之变化，直接影响其机械性能，使得承压设备被严重损坏。 二、化工压力容器腐蚀原因分析 一般来讲，金属腐蚀的过程会受到压力容器当中金属、杂质含量、合金成分与表面状态等诸多内在因素的影响，另外也会受介质温度、浓度、流动速度以及压力等诸多外部因素的影响。内外在因素的共同作用与制约下，导致化工压力容器出现腐蚀。 （一）压力容器自身特性 金属自身化学特性与金属腐蚀额的程度存在直接的联系。当处于特定腐蚀环境之下，合金的腐蚀速度和合金实际含量之间的联系十分紧密，特别是金属的表面状态与晶型也会对腐蚀程度带来影响。另外，压力容器当中所存在的杂物则会直接增加金属腐蚀的速度。在金属处于加工状态之下，特别是冷热加工很容易受焊接、冲压以及煅烧等因素的影响，进而引发变形的情况，内应力也随之增加。针对冲孔、深拉以及焊接等制造环节而言，也会出现残余应力的影响，致使腐蚀的速度明显加快，尤其是在硫化氢环境下，压力腐蚀与破裂的程度更为严重。 （二）环境的影响 在化工生产的过程中，压力容器运行的环境也存在腐蚀特征，集中表现在盐、氧以及酸等多种介质方面。如果介质温度较高，那么实际产生的压力也就越高，腐蚀的速度会随之加快[3]。另外，介质流动的速度越快，被腐蚀的几率也会越高。在这种情况下，必须要综合考虑金属材料相对于腐蚀介质的适用范围，对介质的种类、杂质、含氧量以及介质浓度等相关参数应加以控制。 若压力容器的设计结构缺乏合理性亦或是材料选择不正确，选用的加工工艺不达标等，都会对金属的腐蚀带来负面的影响。特别是腐蚀介质与温度等因素，会导致压力容器的应力腐蚀程度明显增加。 三、化工压力容器防腐措施研究 （一）压力容器材料的选用 应综合考虑压力容器的使用环境、温度、介质以及压力等情况，在实际制造的过程中，应将合金元素适当地加入其中，以保证压力容器自身的耐蚀性得以增加。这样一来，即可保证减缓腐蚀与预防腐蚀的目标得以实现。但需要注意的是，应关注介质特性影响材料的程度。 （二）缓蚀剂的合理应用 可以将浓度偏低的抑制金属腐蚀物质添加至腐蚀介质当中，使得金属腐蚀速度得以减慢。这种防腐措施在实践应用中最为广泛，将缓

管道的腐蚀与防护

管道的腐蚀与防护方法 一、碱线腐蚀与防护 1．概况 大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度30%～40%的碱液，管道材质为碳钢，连接采用焊接方式，工作压力为0.6～0.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa压力的蒸气伴热，由于碱液温度高，造成管道焊口开裂，碱液经常泄漏，生产很被动。同时泄漏出的碱液腐蚀其它管道，每年维修费用很大，这种现象94年前一直没有得到解决。2．腐蚀原因分析 普通碳钢在碱液中会形成一层以 Fe ３O ４ 或Fe ２ O ３ 为主要成分的表面膜，同 时由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不稳定，易溶解。在外应力的作用下产生了晶界裂纹，使新暴露出来的铁产生FeO 2 －的选择性溶解，形成应力腐蚀。 碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆，而以30%左右的浓度最危险，发生碱脆的最低温度为50℃，在沸点附近的高温区最易发生。见图一。 管道使用过程中，夏季或管道不加热时，浓度在30～40%的碱液不发生碱脆；而在冬季，管道加热时，温度超过50℃，碱浓度仍为30～40%时则发生碱脆，因为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50℃。 另外，碱性溶液只有在非常富集的情况下，才会通过如下反应溶解铁： 3Fe+7NaOH→Na 3FeO 3 ·2Na 2 FeO 2 +7H

Na 3FeO 3 ·2Na 2 ·2Na 2 FeO 2 +4H 2 O→7NaOＨ+Fe 3 O 4 +H 7H+H→4H 2 3Fe+4H 2O→Fe 3 O 4 +4H 2 该管道每10日左右送一次碱，容易在焊口处沉积碱液。管道一般为单面焊，内壁常有未焊透处，存有间隙。随时间延长，碱液浓缩，造成碱液在焊口处富集，使焊口处首先腐蚀，而且使焊道不存在金属钝化膜，常露出新鲜的金属表面。根据电化学腐蚀原理，该处的金属表面常处于阳极处，处于腐蚀状态。 原管道的接头为焊接，焊口附近的金相组织比基体的金相组织晶粒大，加之焊接组织不均匀性及焊接后存在较多的缺陷，这样焊道与基体金属的表面机械性能及化学成分存在较大的差异。 该管道在50℃以上的情况下使用和停用交替进行时，由于碱液的富集及较高温度的双重作用，很快发生应力腐蚀开裂，使管道泄漏在冬季频繁发生。 3.材料选择依据 通过对几种防腐方法比较，认为“天津大学国家教委形状记忆材料工程研究中心”提供的“Fe基形状记忆合金管接头”效果最佳。因为形状记忆合金的效应是指材料经变形后（通常在Ms 温度以下或Ms附近），当加热到超过一定温度时能恢复原来的形状。这种具有形状记忆效应的材料称为记忆材料。 利用铁基形状记忆合金连接管道的原理如图2所示。在室温下，使管接头扩孔形变，形变后管接头内径大于被连接管子的外径，因此可使被连接管较容易插入到管接头中间，然后加热管接头到一定温度（Af以上），管接头欲恢复其原来小口径形状收缩而抱紧管子。达到连接管子的目的。 采用铁基形状记忆合金管接头连接管道，可以避免管道连接因焊接而引起的金相组织变化和管道焊口的应力腐蚀开裂。