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反應(yīng)釜腐蝕問(wèn)題及解決方案

發(fā)布日期:[ 2014年9月30日 ] 共閱[ 3879 ]次

腐蝕問(wèn)題是影響反應(yīng)釜使用壽命的一個(gè)主要因素,本文小編將向大家介紹一下反應(yīng)釜經(jīng)常容易遭受腐蝕的部位、原因及解決方案

1孔蝕

1.1孔蝕的形成

孔蝕是在金屬上產(chǎn)生小孔的一種很為局部的腐蝕形態(tài),也是破壞性和安全隱患較大的腐蝕形態(tài)之一。它是一種局部的和劇烈的腐蝕形態(tài),在局部形成一個(gè)或一些小孔,一般孔徑小于孔深,由于小孔向縱深發(fā)展因而易使金屬穿孔,經(jīng)常在突然問(wèn)造成事故。因容器或管道突然穿孔,可燃性介質(zhì)外泄,經(jīng)常造成巨大事故。所以,它是一種比大面積均勻腐蝕更為危險(xiǎn)的腐蝕形態(tài).有一臺(tái)由愛爾蘭制造的,至今已經(jīng)使用了8年的反應(yīng)釜,制造規(guī)范為ASMEVUl,全面檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),上封頭人孔圈及向周邊擴(kuò)展約500mm范圍內(nèi)存在大量的孔蝕現(xiàn)象,在人孔圈及其邊緣區(qū)域較為嚴(yán)重,有深度約1.0-3.0mm呈蜂窩狀的腐蝕坑。腐蝕較嚴(yán)重的區(qū)域基本集中在上部的氣相空間,該區(qū)域介質(zhì)易滯流,即介質(zhì)的流動(dòng)性相對(duì)較差。

1.2孔蝕原因

對(duì)于反應(yīng)釜上部氣相部位的金屬表面,介質(zhì)是以氣液二態(tài)形式共存的,即附著在金屬表面上有液滴和氣態(tài)的介質(zhì),它們的流動(dòng)性相對(duì)較差,其中液滴更容易粘附。液滴中的高濃度腐蝕介質(zhì)使金屬表面的鈍化膜遭到破壞。在其遭到破壞的區(qū)域,金屬表面與液滴中活性離子接觸形成腐蝕的起始點(diǎn),即形成初始腐蝕坑,隨著時(shí)間的推延,逐漸形成腐蝕狀況。

縱向生長(zhǎng)是蝕孔的分布特征,并在一段很長(zhǎng)的孕育期——數(shù)月或數(shù)年后才會(huì)出現(xiàn)可見的蝕孔,這主要取決于金屬材料和腐蝕介質(zhì)的種類。當(dāng)pH值增高時(shí),出現(xiàn)高度局部孔蝕(呈加速趨勢(shì)),它是陽(yáng)很反應(yīng)的一種獨(dú)特形態(tài),是一種自催化過(guò)程,在蝕孔內(nèi)腐蝕過(guò)程產(chǎn)生的條件既促進(jìn)又足以維持蝕孔的活性。金屬在蝕孔內(nèi)的迅速溶解會(huì)引起蝕孔內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的正電荷,其結(jié)果就使氯離子遷入以維持電中性。蝕孔內(nèi)高濃度的氯化物水解,其結(jié)果會(huì)產(chǎn)生高濃度的氫離子。以上這兩種離子都足以促進(jìn)大多數(shù)金屬和合金的溶解,其微小破損暴露的金屬表面成為陽(yáng)很,未破損處成為陰很,陽(yáng)很電流高度集中,使腐蝕迅速向內(nèi)發(fā)展形成蝕孔,通過(guò)自身的促進(jìn)作用,蝕孔快速生長(zhǎng)。因此,介質(zhì)易滯留的部位是孔蝕的多發(fā)區(qū)。對(duì)于上部的氣相空間,孔蝕多發(fā)于此,因?yàn)槠湟曠R和人孔部位等接管本身?yè)碛幸欢ǖ姆橇魍臻g,氫離子和氯離子可以在此處有較長(zhǎng)時(shí)間的滯留,從而產(chǎn)生劇烈的孔蝕。蝕孔中留有高濃度的化合物鹽,由于氧在濃縮溶液中的溶解度實(shí)際上等于零,所以蝕孔內(nèi)不存在氧的還原。隨著蝕孔的加深,其介質(zhì)濃度越來(lái)越高,滯留時(shí)間越長(zhǎng),腐蝕速率也越快,而蝕孔附近的表面產(chǎn)生陰很氧還原使它不受腐蝕。綜上所述,在介質(zhì)靜滯的條件下,尤其是有覆蓋物的表面上,不銹鋼孔蝕通常多發(fā)生于此,然而在有流速的環(huán)境中,通常會(huì)使孔蝕減輕或基本停止,從而減輕反應(yīng)釜的腐蝕。

1.3防腐措施

1)應(yīng)充分考慮反應(yīng)釜設(shè)計(jì)上的結(jié)構(gòu)合理性及其選材適用性等。在結(jié)構(gòu)上,應(yīng)盡量減少易滯留腐蝕介質(zhì)的空間,同時(shí)增加介質(zhì)的流動(dòng)性.特別是水平面上的封閉式接管,如人孔等,這些管孔盡量設(shè)計(jì)在垂直的表面上。因?yàn)樵诟捻敳恳话愣家詺庀嘟橘|(zhì)存在,在人孔圈這一部分空間里,介質(zhì)相對(duì)靜止,介質(zhì)蒸氣里的液滴倒掛在容器壁上,形成了一個(gè)局部腐蝕環(huán)境,液滴中活性離子在此表面附著,形成了一個(gè)孔蝕起始點(diǎn),之后孔蝕逐漸發(fā)展。

2)在各金屬的連接處,應(yīng)加工得更光滑圓潤(rùn)些,如情況允許,可經(jīng)鈍化處理,從而使得致密的鈍化膜能更有效地防止腐蝕。

2下封頭應(yīng)力腐蝕

2.1腐蝕開裂原因

反應(yīng)釜封頭可通過(guò)旋壓或沖壓形成封頭,但通常采用旋壓封頭.但旋壓法生產(chǎn)的封頭,由于冷加工過(guò)程中會(huì)形成不均勻的塑性變形,從而產(chǎn)生冷加工殘余應(yīng)力。內(nèi)表面受拉,外表面受壓.旋壓封頭冷加工成型,加工硬化使材料塑性降低,而此時(shí)的殘余應(yīng)力將對(duì)封頭的脆斷傾向、疲勞壽命及應(yīng)力腐蝕開裂產(chǎn)生較大的影響,尤其是對(duì)奧氏體不銹鋼,還將使其耐晶間腐蝕的性能降低。夾套內(nèi)介質(zhì)為水蒸汽或冷卻水,用戶位于沿海地區(qū),水中含鹽量較高。在夾套廢棄不用時(shí),由于結(jié)構(gòu)原因,夾套中的水無(wú)法排凈,夾套長(zhǎng)期積液,因受釜內(nèi)料液的加熱,一部分水蒸發(fā),水中氯離子濃度不斷增加,至使下封頭浸泡在腐蝕介質(zhì)中。下封頭外壁呈銹色,裂紋縱橫,而內(nèi)壁仍為不銹鋼原本的顏色,這就充分說(shuō)明了存在腐蝕環(huán)境。

2.2防腐措施

1)去除夾套或改善夾套結(jié)構(gòu)。由于腐蝕是在夾套內(nèi)腐蝕介質(zhì)形成積液,而且長(zhǎng)時(shí)間未被排盡,因此可去除夾套,改用內(nèi)置式盤管,或改善夾套結(jié)構(gòu),在夾套較低處開設(shè)排污口,從而有利于積液的排除。

2)夾套用水含氯離子濃度應(yīng)小于25mg/L。

3)噴丸處理.對(duì)于有大小和正負(fù)之別的殘余應(yīng)力,當(dāng)其與外力疊加時(shí),有可能成為適宜于應(yīng)力腐蝕開裂的狀態(tài),也有可能是相反的狀態(tài).就殘余應(yīng)力而言,如壓縮殘余應(yīng)力存在于與腐蝕介質(zhì)相接觸的部位,防止應(yīng)力腐蝕開裂,此法是非常有效的。

3不銹鋼襯里的腐蝕

3.1腐蝕原因

高壓反應(yīng)釜的腐蝕破壞,大部分是由于在高溫高壓及強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生的,不銹鋼襯里的腐蝕表現(xiàn)在破裂后的襯里表面,可見有明顯的點(diǎn)蝕坑,深淺各異且分布不均勻,中間部位較密,其余較稀少;底部有淺而大的蝕坑,可能與氯化鈉晶體沉積有關(guān).在端部出現(xiàn)點(diǎn)蝕坑,對(duì)于破裂泄漏的主裂紋,會(huì)在焊縫附近產(chǎn)生樹枝狀小裂紋。近年來(lái),在銹鋼襯里的推廣使用中,很大地改善了設(shè)備的耐蝕性能,提高了其使用壽命.南方某化工機(jī)械廠生產(chǎn)的1Crl8Ni9Ti襯里反應(yīng)釜在一般的化工生產(chǎn)中使用情況很好,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但也有用戶投訴使用一年多甚至不到一年就破裂泄漏,認(rèn)為該反應(yīng)釜質(zhì)量不合格而要求賠償。正是由于在高溫高壓下處理含氯物料,才會(huì)使得反應(yīng)釜襯里在短期失效。

3.2氧化陽(yáng)很處理防腐措施

對(duì)不銹鋼試樣進(jìn)行陽(yáng)很氧化處理試驗(yàn),陽(yáng)很氧化處理會(huì)使襯里表面重新鈍化,減少襯里表面的不均勻性,從而提高材料的耐蝕性能和點(diǎn)蝕電位,這對(duì)于防止點(diǎn)蝕及應(yīng)力腐蝕破裂的發(fā)生,起到了至關(guān)重要的作用。

陽(yáng)很氧化的工藝條件為:25-135g/LH2SO,2-5g/LHNO3,0.1-0.3g/LNa2M。O4.溫度20-30℃,電流15~30mA/cm,時(shí)間20~30min,0.2%(NH)M。0溶液浸30min.將經(jīng)陽(yáng)很氧化處理后及未經(jīng)氧化的試樣分別放在不同濃度的NaC1溶液中測(cè)定各自的點(diǎn)蝕電位.

經(jīng)過(guò)含MOO24一的硫酸溶液陽(yáng)很氧化處理后,不銹鋼試樣會(huì)重新生成較厚且均勻含有鉬成分的鈍化膜,其耐Cl一的點(diǎn)蝕電位提高,即提高了它在含氯介質(zhì)中的耐蝕性能。將經(jīng)陽(yáng)很氧化后的不銹鋼試樣和未經(jīng)氧化的試樣放在反應(yīng)釜中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)掛片試驗(yàn),半年后取出觀察,經(jīng)陽(yáng)很氧化處理后的試樣未發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)蝕,而在未氧化處理的試樣中出現(xiàn)明顯的銹蝕點(diǎn)。因此提高不銹鋼襯里的防腐蝕性應(yīng)采?。孩賹?duì)于沒(méi)有經(jīng)過(guò)表面處理的不銹鋼襯里,由于會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的點(diǎn)蝕穿孔甚至應(yīng)力腐蝕破裂,故高溫高壓的含氯物料生產(chǎn)是不宜使用的。②1Cr18Ni9Ti襯里可通過(guò)陽(yáng)很氧化法,從而通過(guò)其臨界點(diǎn)蝕電位提高的方法,進(jìn)行表面處理,使得抗氯的耐蝕性能很大地增強(qiáng)。③襯里材料選用含鉬較高的1Crl8Ni9TiMo不銹鋼,可以大大提高抗點(diǎn)蝕能力。

針對(duì)孔蝕、下封頭應(yīng)力腐蝕、不銹鋼襯里腐蝕3種反應(yīng)釜常見的腐蝕問(wèn)題,根據(jù)腐蝕的成因和機(jī)理,給出了相應(yīng)的控制措施。防止孔蝕應(yīng)盡量減少易滯留腐蝕介質(zhì)的空間,金屬的連接處應(yīng)加工得光滑些.預(yù)防下封頭應(yīng)力腐蝕應(yīng)去除夾套或改善夾套結(jié)構(gòu)或噴丸處理等。針對(duì)不銹鋼襯里腐蝕,不宜用于高溫高壓的含氯物料生產(chǎn)等,反應(yīng)釜腐蝕的合理保護(hù),不僅增加了反應(yīng)釜的實(shí)際使用年限,也大大降低了維修費(fèi)用,提高了生產(chǎn)效率,從而很大地提升了經(jīng)濟(jì)效益。

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