金屬貯罐腐蝕失效分析及預防措施 修改

2021-08-17 14:34:48 字數 2324 閱讀 5957

貯罐的內部腐蝕。貯罐內部產生的腐蝕,主要取決於貯罐的介質性質及貯罐的材質。貯存有腐蝕性的化學物品以及含有腐蝕物質的石油產品的貯罐會產生十分嚴重的腐蝕。

在這種情況下,其內壁往往都要塗上防腐效能好的耐腐蝕塗層。

**貯罐以成品油罐均由低碳鋼板製成,在其氣相部分通常會產生由硫化氫氣體、水氣、或氧氣,或使這三種氣體的混合物所引起的腐蝕,在與有腐蝕性液體介質接觸的部分,通常會產生由硫化氫,酸性的鹽類,或其他硫的化合物所引起的腐蝕。

貯罐內部可能發生的其他形式的腐蝕或侵蝕還包括有電偶腐蝕、氫鼓泡、鹼脆、黃銅部件的脫鋅等。

2.金屬腐蝕的防護

要搞好金屬腐蝕的防護,首先在裝置製造時應選擇對使用工況中的介質具有耐腐蝕的金屬材料,這是最積極的防護措施。同時,在設計時必須從防腐蝕的角度考慮使其盡可能達到合理。其次在使用中,對金屬材料應採取積極措施進行防護,控制其因腐蝕而引起的損耗,防止其破壞以延長其使用壽命,主要的保護措施有以下幾點:

2.1正確選用材料

在設計製造裝置時,正確選用金屬材料,使其在將要使用的工況中能夠耐蝕,以保證其有足夠的使用壽命,同時,還應綜合考慮其他一些因素,比如機械強度,加工效能,材料**及經濟性等。當談及某種材料的耐蝕性時,一定要與他所處的介質與使用的工況聯絡一併考慮,一種金屬材料在某種介質及工況條件下是耐腐蝕的,但在另一種介質及工況條件下就不一定是耐蝕的,實際上,目前還沒有對於一切介質都具有耐蝕性的金屬材料。

2.2合理設計結構

在選用了合理的耐蝕材料後,還要充分考慮其設計合理,以達到金屬防護的目的。主要應遵守以下幾點:

(1) 設計容器,應考慮易於清洗能將液體排放乾淨。

(2) 預計使用中會很快損壞的部件,設計時應考慮更換方便

(3) 暴露在腐蝕介質中的部件,要避免承受過大的機械應力及應力集中

(4) 避免不同的金屬接觸,以防止電化學腐蝕。

(5) 避免管路中的急彎,避免換熱操作中的過熱點。

(6) 設計中要排除空氣,即消除氧,腐蝕常可減緩或停止。

(7) 避免不均勻性及多相性,應努力使整個體系中所有條件均勻一致。

2.3 改變操作環境

通常改變介質的操作環境也可以減輕腐蝕的狀況,如常用的方法有:(1)降低溫度;(2)降低流速;(3) 除去氧和氧化劑;(4) 改變濃度等。

2.4 應用緩蝕劑

在腐蝕介質中,加入少量某種物質,使金屬腐蝕速率大大降低,這種物質稱作緩蝕劑。在腐蝕介質的處理中,應用緩蝕劑,對於金屬防護具有很重要的意義。

緩蝕劑一般加的量很少,其濃度大小取決於腐蝕介質的腐蝕性及其溫度和ph值等其他因素。緩蝕劑一般分為陽極緩蝕劑,陰極緩蝕劑,有機緩蝕劑,以及揮發性緩蝕劑等。

2.5 陰極保護和陽極保護

陰極保護和陽極保護是採用電化學保護,使金屬免受腐蝕的兩種方法。陰極保護是在導電介質中,將金屬連線到直流電源的負極,通以電流,使之陰極極化,而進行的腐蝕防護;陽極保護則是將金屬聯結到電源的正極,通以電流,使之陽極極化,而進行的腐蝕防護。

2.6 覆蓋層保護

用一層耐蝕性較強的覆蓋層把容易腐蝕的金屬這才起來成為一種有效的屏障以達到防腐蝕的目的,叫做金屬覆蓋層保護。

工業上應用最廣的覆蓋層有四類:即金屬覆蓋層,非金屬覆蓋層,化學或電化學方法覆蓋層及暫時性覆蓋層。

3 分析例項

金屬貯罐設計引數為:設計壓力:2.0mpa,設計溫度:-20℃,材質:16mndr,介質為液氯,如圖1為裝置簡圖。失效情況為:

(1)下料管壁厚6mm,直徑60,使用不到三年,減薄為1.5-2mm,材質16mn鍛件。

(2)筒體內部距底部2/3處出現封閉環形蝕溝,寬25mm,深4.5-6mm不等。

圖1.裝置簡圖

失效分析:貯罐介質為液氯,在下料過程中,很可能混入了水或水蒸氣,產生了腐蝕。氯氣在沒有液態水的情況下對內壁金屬基本沒有腐蝕,當在下料過程中,由於操作不當等原因,使較多水蒸氣混入到貯罐內,水蒸氣在較低溫度下液化成為水,與貯罐上方的氯氣與發生化學反應,生成次氯酸和鹽酸,鹽酸對金屬有較強的腐蝕性,次氯酸具有較強的氧化性,二者共同作用對液氯液面附近的內壁金屬進行腐蝕,從而在腐蝕區域會有較大的壁厚減薄現象,即較大的環形蝕溝。

腐蝕方程式為:

cl2+h2o=hclo+ hcl

2hclo=2hcl+o2↑

fe + hcl = fecl2 + h2↑

通過以上分析,主要的腐蝕原因是氯在有水存在的環境下會對16mndr、16mn等這些低合金鋼材有較強的腐蝕性,所以,可以通過選擇有較好耐蝕性的材料製造貯罐,或者在操作上盡量避免水蒸氣進入到貯罐內,也可以通過使用鎳基耐腐蝕和金,鈦,鋯等金屬材料塗層進行防腐。

4 結語

化工裝置的腐蝕是不可避免的,但腐蝕是可以控制和盡可能減緩的,只要充分合理的應用現有的防腐蝕技術和腐蝕科學知識,最大限度的限制化工裝置的腐蝕,避免裝置更新,資源浪費等間接損失,從而可以大大減少金屬腐蝕為國民經濟帶來的巨大損失。

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