反应釜孔蚀原因与防腐蚀浅析

《化工装备技术》第27卷 第3期 2006年 71 反应釜孔蚀原因与防腐蚀浅析 龚辰杰 (上海市闵行区特种设备监督检验所) 摘 要 对一台使用了8年的 10m。反应釜进行全面检验时发现，上封头人孔圈及其 边缘区域内存在大量孔蚀现象。对孔蚀原因进行分析，并就该类反应釜在特定工况中 的防腐蚀 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 进行探讨。 关键词 反应釜 孔蚀 防腐蚀 0 概述 某公司一台10m 反应釜，使用至今已经8 年。该反应釜由爱尔兰制造，制造规范为 ASMEⅦ，其基本参数见表 1。 表 1 反应釜基本技术参数 设计压力／MPa 0．69 操作压力／MPa 0．3 设计温度／℃ 180 操作温度／℃ 150 容器直径／mm 1800 窖器高度／ram 4000 筒体材质 316L 封头材质 316L 筒体壁厚／mm 8 封头壁厚／mm 1z／15 主要介质：蔗糖、亚硫酸氢氨(NH S0。)、少 量氢氧化钠。实际操作压力 P 一0．3MPa；操作 温度 T 一150 C左右。介质中亚硫酸氢氨为浅 黄色液体，具有还原性质。 查阅该反应釜以往的检验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 没有发现孑L 蚀现象的记载。今年初在对该反应釜进行全面 检验时发现，上封头人孔圈及 向周边扩展约 500mm范围内存在大量的孑L蚀现象，在人孔圈 及 其边缘 区域最 为严 重，有深度 约 1．0～ 3．0mm呈蜂窝状的腐蚀坑，如图1所示。 其它接管(有物料流动)及较下面的简体表 *龚辰杰．男，1957年 12月生。工程师。上海市。201100。 圉 1 人孔圈的孔蚀 面则呈区域性的均匀腐蚀状，筒体内表面无光 泽。腐蚀较严重的区域基本集中在上部的气相 空间，该区域介质易滞流，即介质的流动性相 对较差。孑L蚀是在金属上产生小孑L的一种极为 局部的腐蚀形态，也是破坏性和安全隐患最大 的腐蚀形态之一。它是一种局部的和剧烈的腐 蚀形态，是发生在局部的一个或一些小孑L，一 般孑L径小于孑L深，但也有坑状浅孑L(如图2所 示)。由于小孔向纵深发展因而易使金属穿孔， 经常在突然间造成事故。所以说它是一种比大 面积均匀腐蚀更危险的腐蚀形态。常常因为容 器或管道突然穿孔，可燃性介质外泄而造成事 故。 维普资讯 http://www.cqvip.com 72 反应釜孔蚀原 因与防腐蚀浅析 深孔蚀 浅孔蚀 图 2 孔蚀 腐蚀形态 1 孔蚀原因分析 一 般来说，在反应釜上部的气相部位的金 属表面上介质是以气液二态形式共存的，即附 着在金属表面上有液滴和气态的介质，它们的 流动性相对较差，其中液滴更容易粘附。液滴 中的高浓度腐蚀介质使金属表面的钝化膜遭到 破坏。在钝化膜遭到破坏的区域，其金属表面 与液滴中活性离子接触形成腐蚀的起始点，即 形成初始腐蚀坑，随着时间的推延逐渐形成如 图2所示的腐蚀状况。 蚀孔通常沿纵向生长，在表面出现可见的 蚀孔之前需要一段很长的孕育期，或数月或数 年，主要取决于金属材料和腐蚀介质的种类。当 pH值增高时，出现高度局部孔蚀(呈加速趋 势)，它是阳极反应的一种独特形态，是一种 自 催化过程，在蚀孔内腐蚀过程产生的条件既促 进又足以维持蚀孔的活性。金属在蚀孔内的迅 速溶解会引起蚀孔内产生过多的正电荷，其结 果就使氯离子迁人以维持电中性 蚀孑L内高浓 度的氯化物水解，其结果产生高浓度的氢离子。 以上这两种离子都足以促进大多数金属和合金 的溶解，其微小破损暴露的金属表面成为阳极， 未破损处成为阴极，阳极电流高度集中，使腐 蚀迅速向内发展形成蚀孔，蚀孔通过自身的促 进作用而生长。因此，孔蚀常发生在介质易滞 留的部位。 本文中所述的孔蚀大都发生在上部的气相 空间，因为其人孑L部位和视镜等接管本身拥有 一 定的非流通空间，氢离子和氯离子可以在此 处滞留较长时间，从而产生剧烈的孔蚀。蚀孔 中留有高浓度的化合物盐，由于氧在浓缩溶液 中的溶解度实际上等于零，所以蚀孔内不存在 氧的还原。随着蚀孔的加深，其介质浓度越来 越高，滞留时间也越长，腐蚀速率也越快。而 蚀孔附近的表面产生阴极氧还原使它不受腐 蚀。综上所述，不锈钢孔蚀通常发生在介质静 滞的条件下且有覆盖物的表面上，而在有流速 的环境中常会使孔蚀减轻或基本停止。 2 金属防腐浅探 据国外资料统计，金属由于腐蚀而造成的 损失要超过火灾和 自然灾害所造成损失的总 和。所以说防腐是一项艰巨而又重要的工作。对 于化工设备，在设计、选材、制作和使用上都 不要忽视防腐工作。 下面就这类反应釜在特定工况中的一些防 腐措施来探讨其有效性。 首先，应从设计上充分考虑反应釜结构的 合理性及其选材的适用性。例如，在选择材料 上应尽量考虑与介质的相融性，在经济许可的 条件下尽量选择耐腐蚀性较好的材料。在结构 上尽量减少易滞留腐蚀介质的空间，要增加介 质的流动性。特别是上部水平面上的封闭式接 管，如人孔等，这些管孔尽量设计在垂直的表 面上。因为在釜的顶部一般都以气相介质存在， 在人孔圈这一部分空间里，介质相对静止，介 质蒸气里的液滴倒挂在容器壁上，形成了一个 局部腐蚀环境，液滴中活性离子在此表面附着， 形成了一个孔蚀起始点，之后孔蚀逐渐发展如 本文前面所述。 其次，各金属的连接处应加工得更光滑些， 并经钝化处理，致密的钝化膜能有效地防止腐 蚀。另外在材料上，选用耐蚀性能优良的材料， 以增强其耐蚀性。或在基体金属中加人合金元 素促进其钝化，如加入镍等可扩大钝化范围，在 不锈钢中加人钼能使其耐蚀能力增强，在表面 维普资讯 http://www.cqvip.com 《化工装备技术》第27卷 第3期 2006年 73 尿素级不锈钢衬锆管的缝隙腐蚀试验研究 刘 爽 南东国 孙祥超 (大连冰山集团金州重型机器有限公司)(大连施奈莱克创新汽车零部件有限公司) 摘 要 在不同的条件下，对尿素级不锈钢衬锆管进行休伊试验和选择性腐蚀试 验，证实了不镑钢缝隙腐蚀的产生环境。 关键词 双金属管 缝隙腐蚀 厚的锆管。在进行材料检验时，首先对尿素级 0 前言 材料和内衬锆管分别取样 ， 按 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的要求进行 某公司制造的尿素设备二氧化碳汽提塔使 休伊试验和选择性腐蚀试验。试验结果见表 1 用的是 26。5×2．7mm的双金属管，外侧为普 和表 2，检验结果全部合格。但是， 26．5× 通的25．22．2尿素级不锈钢管。内衬为0．7mm 2．7ram的25．22．2尿素管内衬 0．7mm锆管之 *刘 爽，女．1978年 l0月生，助理工程师。大连市，l16100。 生成更稳定的钝化膜。不锈钢这一类合金比其 它各类金属或合金都更容易受孔蚀破坏。根据 国外资料记载，奥氏体不锈钢经固溶淬火后其 耐孔蚀能力要高于敏化温度处理过的 304和 316不锈钢。孑L蚀在光洁表面比在粗糙表面更 不易发生，其原因主要是减少了表面易滞留介 质的空间，增加了介质的流动性。有些金属的 氧化膜受到破坏后，在一个氧化性的环境中能 够自动修复。这时发生孔蚀的几率就会小些。 金属涂层也是一种行之有效的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，但对 于大型设备来说不易做到，而有机涂层也会对 产品质量产生影响，所以在许多地方不宜采用。 有机涂层使用较多的场合主要是防止环境腐 蚀。 有机缓蚀剂是吸附型缓蚀剂，吸附在金属 表面，形成几个分子厚的不可见膜，一般同时 阻滞阳极和阴极反应。有些缓蚀剂使阳极过程 变慢，称为阳极型缓蚀剂，如促进阳极钝化的 氧化剂。但是这些方法的使用存在一定的局限 性 。 所以对于压力容器的防腐应综合考虑各方 面的因素，它的经济性、安全性、可使用性等 基本要求都必须满足。 3 结语 虽然不锈钢作为一种耐腐蚀材料广泛应用 于化工、食品等行业。但是，一旦其局部腐蚀 活化形成后，腐蚀的发展速度是很快的。应力 腐蚀也是一种较常见的腐蚀形式，此时常常会 出现腐蚀损坏(穿孔或破裂)，对容器的安全运 行会造成很大威胁。同时造成的直接经济损失 也是巨大的。据统计，工业发达国家每年由于 金属腐蚀造成的直接损失约占全年国民经济总 产值的2％～4％。由此可见，腐蚀对人类造成 的破坏是惊人的，应予以高度重视。 (收稿日期 2005一l1-09) 维普资讯 http://www.cqvip.com