压力容器局部腐蚀控制

原创 胡伟明  2021-04-23 20:56:00  阅读 96 次 评论 0 条
摘要:

局部腐蚀控制局部腐蚀的危害最大,而且常常无先兆,难预测。有人就化工设备作调查,在造成设备破坏的事例中,均匀腐蚀或全面腐蚀只占8.5%,其余均为局部腐蚀所致。局部腐蚀往往是由设计失误或制作失误所造成的,例如:采用涂、镀层,在某些场合下是有效的防护措施,但若防护层局部破坏,会演变为局部腐蚀。因此,设计和加工制造防腐措施的有效实施是控制局部腐蚀的重要途径。点腐蚀的控制设计容器和管道等构件,特别是由不锈钢制成的构件,焊接后表面应能酸洗以清除焊接氧化膜或铁鳞层等,使其表面状态具有较高的耐点蚀能力。同时,酸

局部腐蚀控制

局部腐蚀的危害最大,而且常常无先兆,难预测。有人就化工设备作调查,在造成设备破坏的事例中,均匀腐蚀或全面腐蚀只占8.5%,其余均为局部腐蚀所致。局部腐蚀往往是由设计失误或制作失误所造成的,例如:采用涂、镀层,在某些场合下是有效的防护措施,但若防护层局部破坏,会演变为局部腐蚀。因此,设计和加工制造防腐措施的有效实施是控制局部腐蚀的重要途径。

点腐蚀的控制

设计容器和管道等构件,特别是由不锈钢制成的构件,焊接后表面应能酸洗以清除焊接氧化膜或铁鳞层等,使其表面状态具有较高的耐点蚀能力。同时,酸洗试剂应尽可能不合杂质。对于碳钢和低合金钢,可由工艺设计上采用从腐蚀介质中除氧的办法来避免由于充气电池造成的点腐蚀;容器出口管及容器底部的结构设计,应该力求可使容器内部的液体排净,以免残液滞留引起设备发生点蚀等局部腐蚀;焊接时应避免根部未焊透,有凹槽、未用气体保护焊等失误,以防止点腐蚀发生。

缝隙腐蚀的控制

几乎在一切可拆和不可拆的工件连接处都能发生缝隙腐蚀,特别是在不锈钢与绝缘体构成的缝隙里更优先发生。设计时可加密封填料或绝缘片,实践证明聚四氟乙烯和某些塑料薄膜及构件具有密封或绝缘作用;若不能避免缝隙,则可在条件允许的情况下把缝隙宽度扩大到1mm,随缝隙深度增加,缝隙宽度也应增加;壳体与法兰之间沿壳体内侧的缝隙应该焊死,与介质接触的内侧焊缝不允许带孔洞。当法兰下面有盲孔时,应先焊内侧缝隙以防止腐蚀介质进入。

电偶腐蚀的控制

要使不同的金属材料彼此连接在一起,设计时应考虑金属之间彼此绝缘,以完全保护构件,使之不产生电偶腐蚀,可用绝缘套管、绝缘片、绝缘夹和绝缘膏使之完全绝缘;焊接不同材料时要注意尽可能使之形成大阳极和小阴极(如壳体的焊缝)组合;通常也利用涂料或镀层避免电偶腐蚀。

选择性腐蚀的控制

选择性腐蚀是指某些组织、晶界邻近区域或者某些合金成分优先产生的腐蚀,因此合理选用结构材料的加工工艺是避免出现选择性腐蚀的重要措施。材料热处理时要避免晶界析出沉淀相,以减小晶间腐蚀的可能性;除了要注意引起材料性能改变的热处理工艺之外,还要注意其他与热影响有关的加工方法,如钎焊、焊接、成型等;此外,还要考虑工作温度及其对构件的影响,以避免发生选择性腐蚀。

应力腐蚀的控制

在应力腐蚀开裂条件下可选用对给定介质不敏感的材料,即选材是避免发生应力腐蚀开裂的措施之一。

材料受到的拉应力应尽可能小,尽可能通过退火消除材料的内部拉应力;采用合理的结构设计可以避免应力集中,如不要使焊缝应力和材料的截面变化应力叠加在一起;通过喷丸处理或其他方法可使材料表面产生压应力,以减小静应力的作用。

与介质接触的奥氏体钢构件表面应能酸洗(通常侵蚀掉3~5μm)以获取最佳表面状态,酸洗仅对抛光面有效。

伸入到容器里的进料管必须和壳体有足够大的距离。接管离液面应很近,或插入到溶液中。需要混合的液体不应沿壳体流下,否则壳体可能出现盐垢,在盐垢后面以及溶液浓缩区存在应力腐蚀开裂和点腐蚀的危险,因此设计时要充分注意这种情况。

列管式换热器内的管板和管子之间往往通过胀管连在一起,设计时要强调胀管至少要穿透管板厚度的90%。管板较厚时,胀管深度受制造条件的限制。胀管与管板结合紧密可减小缝隙宽度。确定胀管条件时,应根据壁厚验收标准,以避免缝隙腐蚀。需要注意的是胀管残留有冷变形和内应力,可见采用各种无缝焊接措施除可避免缝隙腐蚀,还可避免应力腐蚀破裂;由碳钢和低合金钢制造的管板对奥氏体不锈钢管有阴极保护作用,这种设计就抑制了由管和管板缝隙所产生的应力腐蚀。

腐蚀疲劳的控制

若通过选用更耐腐蚀疲劳的材料,或通过减小介质的腐蚀性(如加缓蚀剂)均不能奏效,则可采用下列措施:

①限制并减小应力振幅;

②将腐蚀介质和金属表面用密封填料、有机涂层等隔开;

③阴极保护。

上面所列举的措施用于减小或延缓腐蚀疲劳,同时也可防止一般的疲劳断裂;避免局部应力过高的措施对防止或减轻腐蚀疲劳是有利的,若不能避免由构件外形所引起的应力集中,至少要避免使应力提高的各因素的叠加,例如焊缝不应处于材料截面变化区;通过喷丸也可改善材料耐腐蚀疲劳的能力;在搅拌器上安装伸出的扰流挡板对防止腐蚀疲劳是有效的。搅拌器内壁与带加强筋的挡板间焊接处应形成连续的焊缝以避免缝隙腐蚀。

磨损腐蚀的控制

控制磨损腐蚀(磨蚀)可采取以下措施:设计时应选用耐磨损腐蚀的材料;减小流动速率,如选用较大的流动截面;不要使液体流动受到障碍;用涂层和镀层保护材料表面;排水管不要正对给水管。在作业时,给水管应浸到液体中。把贮槽分成两室,使给水管和排水管彼此分开,从而能够可靠地消除气泡的影响,由于多相流动(液体中含有固态物质或气泡)会大大加重磨损腐蚀,因此,应将固体颗粒沉积在隔墙前,洁净的液体进入排水管可避免管道磨损腐蚀。

空泡腐蚀(汽蚀)的控制

设计结构合理的流道,减小材料表面的振动振幅或者最好同时减小振幅和频率,可以减轻或避免液体中形成气泡;在受到空泡腐蚀的情况下,要尽可能选用硬度大并有足够的延展性、组织均匀、表面光滑、耐蚀性强的材料。但若这种材料的耐蚀性是由于形成表面保护膜而提高的,则在增大机械负荷的情况下,这种耐蚀性对防止空泡腐蚀是无效的。另外,还可采用金属覆盖层(如镀铬等)作为防护措施。


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