压力容器的腐蚀与防止

压力容器的腐蚀与防止

金属腐蚀的分类

影响金属腐蚀的主要因素

腐蚀的防止

金属腐蚀的分类

压力容器的工作条件：高温、高压、磨损、介质腐蚀，其中腐蚀的危害巨大，而腐蚀机理比较复杂，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，承受的应力，介质的温度、浓度及压力）的变化，往往又表现出不同的腐蚀形式。

1.1金属腐蚀的分类

A 按温度分:低温腐蚀和高温腐蚀;

B 按腐蚀环境分:化学介质腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀；

C 湿腐蚀：有液体存在时产生，如：在水溶液或电解质中；

D 干腐蚀：没有液相或在露点之上，腐蚀剂是蒸汽和气体；

根据金属腐蚀破坏形态来分：

①全面腐蚀②电偶腐蚀③孔蚀④缝隙腐蚀⑤选择性腐蚀;

金属腐蚀的分类

⑥晶间腐蚀⑦磨损腐蚀⑧应力腐蚀⑨腐蚀疲劳⑩氢损伤

根据腐蚀原理分:化学腐蚀和电化学腐蚀;

1.2 金属的化学腐蚀

1.2.1 化学腐蚀:是金属与周围介质发生化学反应而引起的金属腐蚀,腐蚀过程中有电子得失没有电流产生,主要包括金属在干燥或高温气体中的腐蚀和金属在非电解质溶液中的腐蚀,如:高温氧化、高温硫化、钢的渗碳和脱碳、氢腐蚀等；

1.2.2 举例:A 石油炼制中的转化炉和裂解炉，炉管外壁受到

的高温氧化；

B 裂解炉炉管内壁受到碳氢化合物的渗碳作用

C 硫酸生产中的三氧化硫发生器受到高温三氧化硫的硫化作用

金属腐蚀的分类

D 解析吸收塔受到高温硫化氢的严重腐蚀，产生氢脆和氢鼓包；

1.3 电化学腐蚀

1.3.1 电化学腐蚀:是指金属在电解质溶液中,由于金属表面发生原电池作用而引起的腐蚀,如:碳钢试片和石墨试片放入盛海水的容器中,加导线通过毫安表连接,就组成一腐蚀原电池,毫安表中有电流通过,碳钢电位低,是阳极,产生氧化反应失去电子,石墨电位高,是阴极,产生还原反应,得电子,使铁成为铁离子而腐蚀;各类钢中含各种夹杂物、碳化物等，当与电解质接触时，夹杂物电位高构成阴极，铁电位低构成阳极，形成微电池腐蚀；

金属腐蚀的分类

1.3.2 举例:A 金属表面被划伤,划伤处是阳极;

B 受应力不均匀时,应力较大处为阳极;

C 表面有水孔时,孔内金属为阳极;

D 晶粒和晶界,晶界处为阳极;

E 焊缝和母材,焊缝处为阳极;

1.4 高温氧化:高温下金属与周围环境中的氧化作用形成金属氧化物的过程。碳钢在空气温度200-300℃时，出现氧化膜，至800-900℃氧化速度显着增加；

1.5 钢的渗碳和脱碳

1.5.1 渗碳:是某些碳化物(如CO和烃)在高温下与钢接触,裂解而生成的游离碳,透过其表面氧化膜渗入钢内,生成碳化物.渗碳的产物是氧化物、碳化物和石墨等低强度的脆性物质，

例：石化工业中列解炉管在高于800℃下内表面由甲烷引起渗碳

金属腐蚀的分类

1.5.2 脱碳:是钢中的渗碳体(Fe3C)在高温下与气体作用产生分解,如与氧、氢等，使钢表面硬度和强度降低；

1.6 氢腐蚀

1.6.1氢腐蚀:钢受到高温、高压氢作用后，引起钢的金相组织发生变化，结果使钢的强度和塑性下降，断口呈脆性断裂的现象；

1.6.2 机理:主要是由于氢分子扩散到钢的高温表面分解成原子而被吸咐,氢原子直径小很容易扩散到钢内部,在金属内部生成甲烷,而甲烷扩散能力差,不断积聚,会形成局部高压,生成应力集中,发展成裂纹.氢腐蚀的发生有:起始温度(220℃)、起始氢分压（约1.4MPa)低于起始温度，氢腐蚀反应速度极慢，低于起始氢分压，不管温度多高，只发生表面脱碳而不发生严重的氢腐蚀；

影响金属腐蚀的主要因素

2.1 金属及合金成份的影响:金属中夹杂物会加速金属的腐蚀,硫、氧、氢等杂质会破坏金属表面保护膜，合金的腐蚀速度与合金的含量有密切关系，如Fe-Cr合金中，Cr 含量增加，合金耐腐蚀性能明显增强；

2.2 变形及应力的影响:冷热加工变形产生的较大内应力,会

促使腐蚀过程加速,在有硫化氢等场合还会引起应力腐蚀破裂;

2.3介质成分及浓度的影响:一般金属材料对腐蚀介质均有一定的适用范围,如:碳钢在稀硫酸中会很快溶解,但在浓硫酸中很稳定;不锈钢在中、低浓度硝酸中很耐蚀，但不耐浓硝酸的腐蚀；

2.4温度的影响:温度升高会加速电化腐蚀;

2.5压力的影响:由于压力增加使气体浓度增大,也会促使金属腐蚀速度增大;

2.6流速的影响:流速增加腐蚀产物脱落或冲蚀保护膜,流速过

高还会引起磨损腐蚀,都会加速金属的腐蚀速度。

腐蚀的防止

3.1金属的全面腐蚀与防止

3.1.1全面腐蚀(均匀腐蚀):金属全面或大部分表面上产生的基本均匀的化学或电化学反应,如:大气中铁皮的锈蚀等;

3.1.2防止办法:⑴特定腐蚀环境选合适的金属;

⑵腐蚀介质中添加缓蚀剂,但限特定金属、环境、温度、浓度；

⑶阴极保护，如：防热交换器冷却水腐蚀、地下管道土壤腐蚀

⑷阳极保护：如：防浓硫酸冷却器等

⑸涂、镀耐蚀保护层；腐蚀的防止

3.2缝隙腐蚀与防止

3.2.1缝隙腐蚀:缝隙和隐蔽部位因积存少量静止溶液而发生局部腐蚀,常出现在孔穴、垫片底面,搭接缝、螺钉和铆钉帽下的缝隙内；通常窄缝宽度为0.1mm;

3.2.2 防止办法:①要排净液体,避免污垢沉积;

②热交换器管板与管子的联接,采用贴胀焊接工艺以减少管子与管板间的缝隙腐蚀;

③容器尽量采用满焊结构,避免内部微孔和缝隙出现;

3.3 孔蚀与防止

3.3.1 孔蚀(点蚀):金属表面分散且深度较大的点状腐蚀;

3.3.2 防止办法:①选择耐孔蚀的材料,如:钛、镍、铬、钼合金等；

②加入缓蚀剂；

腐蚀的防止

3.4 晶间腐蚀与防止

3.4.1 晶间腐蚀:出现在晶界及其附近,是由晶界上的杂质或某些合金元素过多或不足而引起,它使机械强度和延伸率显着下降,如:铬镍奥氏体不锈钢会产生,在高温缓冷或敏化温度(450-850℃)内保温时,会出现晶界附近地区铬含量降低,即贫铬,当铬含量降到12％以下,贫铬区处于活化状态和晶粒构成原电池,晶界区是阳极,晶粒是阴极,造成晶界贫铬区的腐蚀,因此,焊奥氏体不锈钢时,应严格控制焊接电流和返修次数,以尽可能减少热输入.因焊缝热影响区经常处于敏化温度范围.

腐蚀的防止

3.4.2 防止办法:①高温固溶处理;

②采用含稳定化合金元素(Ti、Nb等）；

③采用超低碳合金，钢中C含量在0.03％以下;

3.5 磨损腐蚀及防止

3.5.1 磨损腐蚀:腐蚀介质与金属表面间的相对运动而加速了

腐蚀过程的现象.

3.5.2 防止办法:①选耐腐蚀的材料;

②应避免流道断面和流动方向的急剧变化;

③改变腐蚀环境:流体介质脱氧,加缓蚀剂,过滤介质中的固体颗粒;

3.6 应力腐蚀及防护

3.6.1 应力腐蚀:是材料在拉应力和特定的腐蚀介质的共同

腐蚀的防止

作用下发生的脆性破坏,是电化学腐蚀加机械的复合作用的结果.铁素体类钢在碱性介质中产生晶间裂纹,奥氏体不锈钢在氯化物介质中产生穿晶裂纹.

3.6.2 防止办法:①消应力热处理:将钢加热至AC1以下保温一段时间,缓冷(随炉冷却);

②表面喷丸处理:使容器表面产生压应力;

③选用合适的材料,如:海水对不锈钢具有应力腐蚀倾向对低碳钢不敏感;

④采用外电流或牺牲阳极,施加阴极保护;

3.7 腐蚀疲劳及防止

3.7.1 腐蚀疲劳:金属在腐蚀介质和交变应力共同作用下产生的破裂.它和一般疲劳破坏的区别:疲劳裂纹扩展区有

腐蚀的防止

腐蚀产物.

3.7.2 防止办法:①选用抗孔蚀性能强的材料;

②提高金属材料的疲劳强度;

③采用表面喷丸、喷砂、氮化等表面产生压应力的处理；

④采用阴极保护；

3.8 氢损伤:氢渗入金属内部造成金属性能恶化的现象,包括

四种破坏形式:

①氢脆:氢在一定条件下进入金属内部,集聚在位错和微小间隙处,并达到过饱和状态,使位错不能运动,阻止滑移的进行,

金属所表现出的脆性;

②氢鼓包:氢原子进入金属空隙、夹层处，在其中合成分子氢，产生高压使夹层处鼓起来；

③脱碳；

④氢腐蚀；

腐蚀的防止

如：高强钢在湿H2S环境下，可能产生氢脆和氢鼓包；

3.9 防止压力容器腐蚀

①合理选材;

②结构设计合理:避免缝隙、冲刷、应力腐蚀等；

③制造安装质量控制：冷加工成型，焊接过程等；

④维护管理；

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

浅谈氯碱工业的腐蚀与防护

浅谈氯碱工业的腐蚀与防护 【摘要】氯碱工业中所用的氯气、烧碱和盐酸都具有强腐蚀性，做好氯碱装置的防腐工作是保证整个氯碱工业安全稳定运行的关键。本文从生产实际出发，对氯碱生产过程中的防腐蚀等问题做了粗浅的探讨。 【关键词】氯碱工业；腐蚀；防护 一、引言 材料的腐蚀是整个工业生产中面临的共同的难题，每年因为材料的腐蚀造成的经济损失多达数千亿元人民币。尤其是在氯碱工业中，所用的原材料都是具有强烈腐蚀性的强酸、强碱、氯气等，因此腐蚀性问题是制约氯碱工业安全的重要的限制因素。 腐蚀发生的机理较为复杂，涉及的范围比较广泛，大体上可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。在整个氯碱工业中，正确选取氯碱装置材料是氯碱工业防腐蚀的关键。 二、氯碱生产的腐蚀与防护 1、氯气的腐蚀与防护 氯气在常温常压下为黄绿色气体，是氯碱工业的主要产品之一，具有强氧化性。氯气的化学性质非常活泼，在常温下干燥的氯气的腐蚀性较低，当温度升高后氯气的腐蚀性会增强。氯气与水反应会生成盐酸和次氯酸，这些产物都具有强烈的腐蚀性，大多数金属物质都会被腐蚀，特定的金属或者非金属材料在一定条件下才具有防腐性能。因此氯碱生产生成的湿氯气必须经过特定的工序处理。干燥的氯气温度在90℃以下时碳钢还是较为稳定的，但湿氯气却容易将碳钢腐蚀。碳钢中部分物质会溶于饱和食盐水中，会加速碳钢的腐蚀，并且由于溶盐所用的热水温度达到55~60℃，不断搅动的盐水更增加了溶解氧的浓度，造成碳钢腐蚀加快。一般的碳钢设备不能直接接触盐水，必须对碳钢设备采取专业的防腐措施。某厂采用适当的盐水工序村里设备材料、优化施工质量，取得了较好的经济效益。 钛是一种活性金属，但是在常温下钛生成的氧化膜具有非常好的耐腐蚀特性，能起到很好的保护作用。能耐各种酸性物质的腐蚀。但是还原性的酸有腐蚀作用。与其他少量贵金属制作成合金，能提高钛一定的防腐性能。在工业生产中，橡胶的应用范围较为广泛，所制成的各种橡胶制品具备优良的防腐性和防渗性能。橡胶有天然橡胶和合成橡胶。具有优良化学性能的天然橡胶可以承受一般的酸性腐蚀，但在强氧化性的酸和芳香化合物中不稳定。

海洋平台腐蚀与防护1

第一章前言 1.1 国内外海洋平台事故 近30年来，海洋腐蚀向人类敲响的警钟。1980年3月，在北海艾克菲斯油田上作业的“亚历山大·基定德”号钻井平台，在8级大风掀起的高6∽8m的海浪的反复冲击下，5根巨大的桩腿中的D号桩腿因6根主撑管先后断裂而发生剪切断裂，万余吨重的平台在25min 内倾倒，使123人遇难，造成近海石油钻探史上罕见的灾难。挪威事故调查委员会检查报告表明，D号桩腿上的D-6主撑管首先断裂。该主撑管曾经开过一个直径325mm的孔，并焊上一个法兰，准备安装平台定位声纳装置，实际上后来并未安装，开裂就是从这个法兰角的6mm焊缝处开始的，裂纹在海浪与荷载的反复作用下不断扩展，最后导致平台沉没。 2010年9月7日23时，山东东营胜利油田位于渤海的作业3号修井作业平台受玛瑙台风影响(风力最大时阵风9级，浪高近4米)平台发生倾斜发生倾斜45度事故。平台上4人落水，32人被困平台。目前已有34人获救。平台设计通常都考虑台风的影响，况且又是在中国的内海-渤海，我觉得平台倒塌与海洋腐蚀应有一定的关联。 1.2 腐蚀工程 腐蚀工程包括腐蚀原理和防护技术两部分。 腐蚀原理是从热力学和动力学方面解释和论述腐蚀的原因、过程和控制。 防护技术泛指防止或延缓腐蚀损害所采用的有效措施。大体上有以下几种： ①选择材料，根据使用环境合理选用各类金属材料或非金属材料； ②电化学保护技术，主要是阴极保护技术、阳极保护技术与排流技术；③表面处理技术，如磷化、氧化、钝化及表面转化膜； ④涂层、镀层技术，主要有涂料、油脂、镀层、衬里与包覆层等； ⑤调节环境，即改善环境介质条件，如封闭式循环体系中使用缓蚀剂、调节pH值，以及脱气、除氧和脱盐等； ⑥正确设计与施工，从工程与产品设计时就应考虑腐蚀问题，如正确选材与配合，合理设计表面与几何形状，严格施工工艺，采取保护措施，特别是防止接触腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀及焊接腐蚀等。 由此可见，腐蚀工程涉及的专业知识领域很广，主要有冶金、材料、机械、表面处理、化学、

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

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；

氯碱工业中的防腐选材

氯碱工业中的防腐材料 前言 氯碱工业是腐蚀性很强的行业, 其生产过程中的工艺介质及成品, 例如饱和盐水、湿氯气、烧碱、盐酸及硫酸等均具有极强的化学腐蚀性。氯碱生产装置处在电、化学介质的酸、碱、盐环境中, 因此造成设备腐蚀的原因是相当复杂的, 因而对装置结构的防腐选材显得尤为重要, 否则就会造成严重的跑、冒、滴、漏现象,不但腐蚀设备、污染环境, 同时又严重制约了生产装置的长周期稳定运行。氯碱工业是腐蚀性极强的行业, 应该利用现代的防腐蚀技术来解决这一困扰生产的难题, 其有效的途径就是正确选用防腐蚀材料。国内外科技工作者根据多年来生产实践的经验选用了各种材料及采用了很多方法来防止氯碱设备的腐蚀, 其中特别是有机高聚物材料使氯碱工业在设备的腐蚀防护上取得了长足的进步和发展。 防腐材料包括金属材料和非金属材料的选择.首先要考虑介质的性质、温度、压力, 设处介质是氧化性还是还原性和所处温度。一般说来, 温度升高, 腐蚀速度加快, 而低温还应考虑冷脆问题。随着设备抗压能力的提高, 耐腐蚀性加强。其次要考虑设备的类型与结构。如换热器要求导热性很好的材料。单独结构的要选用有较好的强度、塑性和冲击韧性等机能的材料。此外还应考虑产品要求以及材料的价格与来源。能用碳钢的应尽量避免用其他贵金属。当然,有时在设计过程中也采用一些成本较低的非金属材料, 如盛装盐酸介质时用FRP代替碳钢, 宁夏英力特化学股份公司9万t/a离子膜法烧碱工程设计中高纯盐酸贮罐的材质即为FRP。 1 氯碱生产中腐蚀原因 在氯碱生产过程中, 电化学腐蚀是氯碱腐蚀的主要特征, 按生产工艺中不同的腐蚀介质可简要归纳如下。1. 1 盐水腐蚀 盐水与金属容易构成腐蚀电池使金属失去电子被溶解, 因而在设计选材时常采用非金属材料隔离层措施保护金属。 1. 2 氯气腐蚀 氯气含水是造成金属腐蚀的直接原因, 因此控制氯气中的含水指标是减少腐蚀的最佳方法。一般氯气中的含水质量分数在150 *10- 6以下时, 它对金属的腐蚀极微, 而湿氯气则对金属的腐蚀性极强。因此对输送湿氯气的管道及设备的选材应予以充分的注意与重视。 1. 3 酸类腐蚀 氯碱工艺中的酸类主要以盐酸、硫酸、次氯酸为主。除了浓硫酸的氧化性而形成保护膜外, 其它酸均能与金属形成析氢反应。因而常采用特殊合金(如高硅铸铁、钛钼合金等)及陶瓷、搪瓷、塑料及橡胶材料来作为防腐蚀材料。 1. 4 碱液腐蚀 碱脆是烧碱腐蚀的主要特点, 因而在烧碱蒸发设备选材时多以耐蚀合金为主, 以提高设备的防腐蚀能力, 从而来延长设备的使用寿命, 但在工艺温度和压力允许的情况下亦有很多采用碳钢内表面涂刷或喷涂耐腐蚀防腐涂料, 以减轻碳钢发生晶间腐蚀。 1. 5 尾气腐蚀 氯碱生产主要以氯气、氯化氢气体、硫酸气及碱雾等尾气为主, 为防止其腐蚀设备、厂房、管架、管路、设备及厂房基础等, 目前多以涂料来加以保护, 更为重要的是在生产工艺中加以严格的控制, 从而有效控制和减少碱雾、酸气对土建及设备的腐蚀。 1. 6 杂散电流腐蚀 食盐水溶液电解制取氯气、氢气和烧碱,在电解槽中利用电能产生所要求的化学变化。由于多种原因在生产过程中存在许多不规则的泄漏电流,这种不规则的泄漏电流容易引起电化学腐蚀, 其危害性应引起电解槽工艺技术人员的足够重视, 以有效保护电解设备及有关的管道等设备。目前有效的控制手段是断电、排流、电位保护。 2、防腐材料的选择 （1）碳钢、铸铁、钛、铜、奥氏体不锈钢、超纯铁素体不锈钢、哈氏合金、镍和高镍合金等金属防腐蚀材料。氯碱工艺段中采用到金属材料的有：高温湿氯气的洗涤和冷却装置（可选钛金属，当然部分也在树脂防腐之耐高温FRP）、盐水系统和管线（碳钢衬橡胶或刷防腐涂料或衬FRP）、浓碱及高温碱（镍铬不锈钢或镍及其

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

电解池金属的电化学腐蚀与防护

第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 复习目标： 1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。 2.了解电镀池与精炼池的原理，能分析常见的电镀池和精炼池。 3.能够进行有关电解产物的判断和计算。 4.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝 等 金属腐蚀。 主干知识梳理 一、电解的原理 1．电解 （1）定义：在________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。 (2)特点：①电解过程是非自发的。 ②电解质导电一定发生________________。 2．电解池： (1)定义：将______转化为__________的装置。 阳极 (3)构成条件 ①有与_______相连的两个电极。 ② __________(或 _________)。 ③形成________。

例1.下列四种装置中，①盛200mL 0.005 mol·L－1硫酸铜溶液②盛200mL 0.01 mol·L－1硫酸③盛200 mL氯化锌溶液④盛200 mL氯化钾溶液 上述四种装置中，为电解池的是______ (用编号回答)，装置①中两电极的电极反应式分别为__________________________________________ 例2.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示两个串联的电解池。图中B装置中盛有1 L 2 mol·L－1Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 mol·L－1AgNO3溶液。通电后，铂片上有气体生成。 (1)电源X极为________极。 (2)B池中阳极电极反应式为________________，阴极电极反应式 ______________________。 (3)A池中阳极电极反应式为__________________________， 电解化学方程式为_________________________________ 例3．Ⅰ.以铝材为阳极，在H2S O4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_________________________。 Ⅱ.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R 受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式： __________________________________。 例4．CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu＋4I ===2CuI↓＋I2得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。 回答下列问题： (1)阳极区的现象_________________________________。 (2)阳极电极反应式_______________________________。 考点一、电解原理与电解产物的判断 1．电解原理 与外界电源正极相连—阳极—氧化反应(失电子)—阴离子移向； 与外界电源负极相连—阴极—还原反应(得电子)—阳离子移向； 2．两极放电顺序 (1)若阳极为活泼金属(金属活动性顺序表Pt 之前金属)，则 金属失电子，电极被溶解； 若是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则溶液中阴离子失电子， 阴离子放电顺序：S 2－> I －>B r －>C l －>O H －>含氧酸根离子 2＋－

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

基于氯碱化工设备的腐蚀与防护研究 张志明

基于氯碱化工设备的腐蚀与防护研究张志明 发表时间：2019-09-03T16:48:40.040Z 来源：《科学与技术》2019年第07期作者：张志明[导读] 氯碱化工行业是我国重要的基础行业，它主要为许多化工生产基础原料，对促进我国工业发展起着重要作用。 青海盐湖工业股份有限公司化工分公司青海格尔木 816000 摘要：氯碱化工行业是我国重要的基础行业，它主要为许多化工生产基础原料，对促进我国工业发展起着重要作用。但在氯碱生产过程种会产生许多具有腐蚀性的物质，例如氯气、盐酸等，它们会对化工设备造成不同程度的腐蚀，这会直接对化工生产效率与产品质量造成影响，为避免这种情况，必须对氯碱化工设备进行防护，以确保氯碱产品的安全性。 关键词：氯碱化工设备；腐蚀；防护一、氯碱工业简述 氯碱工业为最基本的化学工业之一，它制取氯气与碱采用的是电解保护食盐水的方法，产品除用于化学生产外在轻工业、冶金工业、防止工业也有广泛应用。值得注意的是在电解饱和食盐水时一般会加入薄膜以提高生产效率，薄膜能够减少阳极区进入OH一数量，从而抑制其它副反应的发生，大大提高产量。我国最早的氯碱工厂是上海天原电化厂，在那时所制的的商品只有盐酸、液氨等几种，随着我国工业的发展，我国氯碱工业产量、质量、品种、技术等多方面都进步很快，在1990年我国烧碱产量已居世界第三位，到2000年，我国烧碱年产量达540万吨之多。 二、氯碱化工设备腐蚀原因探析（一）氯气 氯气是进行氯碱生产时的重要产物，它也是造成化工设备腐蚀的一大重要原因。氯气是化学性质较为活泼的一种气体，在常温干燥的情况下，氯气不会与金属发生较强的反应，但随着温度的升高，氯气变得愈加活泼，对设备腐蚀作用也变得愈强。而且氯气中氯元素与水反应还会生产次氯酸，它具有强氧化性，会对金属造成不同程度腐蚀，只有一些非金属材料在特殊情况下才能抵挡它的侵蚀。（二）烧碱 烧碱虽然不和氯气一样参与氯碱化工的直接生产,但是它作为氯碱化工生产的直接产物,也贯穿着整个氯碱生产过程。烧碱自身的腐蚀性威力对氯碱化工设备毒害性也不小,如果使用一般的氯碱化工设备会对氯碱化工设备造成直接的破坏,同时顶先稀释好的烧碱溶液会在浓缩的状态下对氯碱化工设备造成更为严重的腐蚀,主要是对金属材质的设备具有破坏性。所以为了延长氯碱化工设备的使用寿命,应该对烧碱所能接触到的装置、设备采取强大的防腐蚀措施。（三）盐酸 盐酸和烧碱一样,也是氯碱化工生产过程中的产物,与烧碱一样自带极强的腐蚀性。尤其是化工生产过程中所产生的酸,腐蚀强度要比化学基础试剂强上不止十倍百倍,能和很多金属发生反映,会对机械生产设备产生严重腐蚀。盐酸对有氧无氧的条件下所产生的腐蚀程度不同,比如在无氧的盐酸中,对铁的腐蚀强而不会对铜产生腐蚀,在有氧的盐酸中,铁铜都会发生腐蚀。盐水本身并没有腐蚀性,但是它在生产过程中很容易和金属一起腐蚀电池,从而使得金属失去自身的金属电子导致自身被溶解,这也是腐蚀现象的一种。由此可见,在进行氯碱化工生产过程中对氯碱化工设备其进行防腐措施是很有必要的。 三、氯碱化工设备腐蚀防护策略（一）采用碳钢涂层 碳钢设备涂层的优点包括以下几个方面：防腐性能好。通过涂层的隔离，减轻了含氯离子的工业循环水对碳钢管材的点蚀、垢下腐蚀和细菌腐蚀。（2）涂层表面光滑，硬度较高，摩擦系数小，不易滞留集积污垢，传热效果好。（3）涂层抗冲刷、抗渗透、耐温变，环境适应性好。（4）既节省了维修费用和检修时间（经统计，做过涂层的设备可延长使用寿命2~4倍），同时还保证了生产装置的连续运转，取得较好的间接效益。（5）可以替代高价的金属材料并取得更好的效果。上海氯碱化工股份有限公司华胜化工厂在二氯乙烷装置的焚烧单元，有一台废气吸收换热器，用于冷却酸性废气，冷媒是循环水。由于控制难度较大，换热器的使用寿命较短，曾经使用过碳钢和双相钢材质的换热器，但使用不超过一年就都受蚀泄漏（物料侧）而失效。在物料侧做了涂层后使用寿命大大提高，目前使用已经超过三年，经检查涂层状况仍然很好。因此，可以考虑进一步做双侧涂层，以避免腐蚀的扩大。 （二）酸的防护措施 氯化氢是氯碱工业中的副产物之一，遇水变成盐酸溶液具有比较强的腐蚀性，对生产设备和管道造成损坏。另外生产中所用的硫酸也会造成设备的腐蚀。盐酸装置所用的材料必须合理选取，做好防腐工作。目前合成炉、换热器、吸收器广泛采用石墨材质，盐酸贮槽目前大多采用玻璃钢。玻璃钢的原材料有增强材料和基体材料两种。作为玻璃钢主要承载材料的增强材料是玻璃钢的强度和刚度的直接影响因素，一般是玻璃纤维或其织物。基体材料的主要成分是合成树脂，组成物质是合成树脂和辅料。在纤维间传递有效载荷是基体材料的主要作用，并且使载荷均匀分布。玻璃钢的性能受到基体材料性能，如耐腐蚀性、耐热性等的影响。如双酚A型不饱和聚酯玻璃钢耐温只有60～70℃，乙烯基酯玻璃钢能耐110℃浓盐酸，在化工生产企业中正在取代碳钢、不锈钢等。不透性石墨具备较为优良的耐腐蚀性，能适应绝大多数的恶劣环境，但是在强氧化性介质如硝酸、浓硫酸等中防腐性也较差。不同的浸渍树脂使得不透性石墨的品种也不一样，耐腐蚀性能有差异。 （三）氯气腐蚀的防护措施为防护氯碱化工设备受到氯气的腐蚀,可以采用碳钢或是金属钦材料的氯碱化工设备。因为碳钢和对金属钦对氯气腐蚀具有抵抗作用,可以减少氯气对氯碱化工设备的腐蚀。但是碳钢对氯气的抵耐作用和温度有很大的关系,不同的温度情况下对应相应范围额度,为保证碳钢材料的氯碱化工设备在安全的防腐环境下工作,必须将氯气的温度控制在90℃以下。而钦是一种化学性质较活泼的金属,可以在常温条件下形成一层保护性较强的氧化膜,抵抗各种酸性物质的腐蚀。还可以建造氯气洗涤塔、氯气储槽和脱氯气等设备。（四）烧碱腐蚀的防护措施

阴极保护在海洋平台上的应用_曹永升

化学工程与装备 2013年 第8期 180 Chemical Engineering & Equipment 2013年8月 阴极保护在海洋平台上的应用 曹永升，史勋汉，孙为志，王 沙，赵 晨 （海洋石油工程股份有限公司，天津 300451） 摘 要：本文通过分析对海洋平台所处环境的分析以及阴极保护的工作原理介绍，研究了阴极保护在海洋平台的腐蚀防护中的应用，分析了两种阴极保护的特点及其在海洋平台防腐工作中的应用情况和取得的效果。 关键词：阴极保护；海洋平台；腐蚀；防腐 1 概述 海洋平台是海上石油开采的主要装置。随着海洋石油开发逐步向深海迈进，海洋平台的体积也逐渐加大，结构日趋复杂，投资日益增高。并且海洋平台及其辅助设施都是由复杂的钢结构组成，长期受到海洋环境中着海水的侵蚀。因此，如何加强平台结构的腐蚀防护、有效地控制平台钢结构的腐蚀，提高其使用寿命、保障生产运行的安全成为人们关注的焦点。而阴极保护作为一种腐蚀防护方式，已广泛应用于各种环境的金属防腐实践中，这其中也包括海洋平台的腐蚀与防护。 2 阴极保护原理 阴极保护其实质是对阴极金属进行保护，防止金属结构的腐蚀。通常我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。腐蚀的危害性极大，世界上每年生产的钢铁中约有10％的钢铁因腐蚀而变成铁锈，大约30％的钢铁设备因为腐蚀而损坏。这样不仅造成了极大的材料浪费，还会导致停产、人生伤害和环境污染等严重的生产事故。据统计，有些国家由于金属的腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的2～4%。金属腐蚀发生的根本原因是金属热力学性质上的不稳定性造成的，即金属本身较其他某些化合物（如氧化物，氢氧化物，盐等）原子处于较高的自由能状态，使得金属极易失去电子而被氧化，这种倾向在相应条件具备时，就会发生金属由单质向化合物的转化，即发生了腐蚀。金属和金属的腐蚀主要是化学作用或电化学作用引起的，有时还包含了机械作用﹑物理作用及生物作用。 阴极保护一种用于防止金属在电介质中发生氧化还原反应的电化学保护技术，其基本原理是利用金属活性较大金属作为牺牲阳极、被保护金属作为阴极，或者是在被保护的金属表面施加一定的直流电流，从而使氧化还原反应不在阴 极金属上发生，进而达到保护阴极金属的目的。也就是利用牺牲阳极材料或辅助阳极的腐蚀来替代被保护金属结构的腐蚀，从而使被保护结构的金属的使用寿命得以延长，进而提高设备等的安全性和经济性。 根据阴极供电电流的提供方式不同，阴极保护可分为牺牲阳极保护和外加电流保护两种。 （1）牺牲阳极阴极保护。牺牲阳极阴极保护就是将电位更负，即金属活性较大的金属作为原电池的阳极，与被保护的金属相连，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护的金属提供保护电流，使处于电解质中的金属电子转移到被保护的金属上去，使得整个被保护的金属处于一个较负的相同的电位下，使阴极部分的金属免受腐蚀，达到保护的目的。这种保护方式简便易行，不需要提供外加电源，并且很少产生腐蚀干扰。牺牲阳极保护原理见图1。 图1 牺牲阳极保护原理图 （2）外加电流阴极保护。外加电流阴极保护就是指利用外加直流电源和辅助阳极，将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属，使其产生阴极极化，使被保护的金属结构电位低于周围环境电位。也就是通过给金属补充大量的电子，使被保护金属处于电子

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

电解池,金属的腐蚀与防护

课时3 电解池、金属的腐蚀与防护 1．理解电解池的构成、工作原理及应用。2.能写出电极反应和电池反应方程式。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 考点一电解原理 (考点层次B→共研、理解、整合) 1．电解 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 提醒：注意电解与电离两概念的联系与区别 联系：电解是在电解质电离的基础上完成的。 区别：电解需外加电源，是化学过程，电离一般在水溶液或熔融状态下完成，为物理过程。2．电解池 (1)构成条件 ①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融盐)。 ③形成闭合回路。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子移动方向 ①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 电子和离子移动方向图示

提醒：正确理解电子不下水(电解质溶液)。 3．电解过程思维程序 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组。 提醒：不要忘记水溶液中的H＋和OH－，不要把H＋、OH－误加到熔融电解质中。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 阴极：阳离子放电顺序Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。 提醒：①“活泼电极”一般指Pt、Au以外的金属。 ②最常用的放电顺序：阳极：活泼金属＞Cl－＞OH－；阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋。 (4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 教材VS高考 1．(SJ选修4·P221改编)判断正误 (1)电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应(√) (2)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极(×) (3)电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极(×) (4)电解NaNO3溶液时，随着电解进行，溶液的pH减小(×) 2．(RJ选修4·P836改编)1 L 1 mol·L－1的AgNO3溶液在以银为阳极，铁为阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断不正确的是( ) A．此时溶液呈酸性 B．阳极上产生112 mL O2 C．转移的电子数是1.204×1022 D．反应中有0.02 mol金属被氧化 答案 B 3．(溯源题)(2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。 实验一实验二

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