压力容器的腐蚀与防腐

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1、海量资料超值下载压力容器的腐蚀与防腐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。一、金属腐蚀的分类金属和周围介质之间发生化学或电化学作用而引起的破坏称为腐蚀。金属的腐蚀有两种：化学腐蚀与电化学腐蚀。1、化学

2、腐蚀金属遇到干燥的气体和非电解质溶液发生化学作用所引起的腐蚀叫做化学腐蚀。化学腐蚀的产物在金属的表面上，腐蚀过程没有电流。钝化作用：如果化学腐蚀生成的化合物稳定、不易挥发和溶解，组织致密，称为钝化膜或钝化作用。活化作用：如果化学腐蚀生成的化合物不稳定、易挥发或溶解，产物一层层脱落，不能保护金属，则称为活化作用。（1）金属的高温氧化及脱碳高温氧化：当温度在300~570℃时，铁和铸铁表面出现氧化皮（Fe3O4和Fe2O3），附着在铁的表面，起保护膜的作用。当温度高于570℃时，氧化皮主要是FeO，疏松易脱落，属常见氧化皮。防治措施：为阻止或减弱FeO

3、的形成，在钢里加入适量的合金元素铬、硅或铝是冶炼抗氧化不起皮钢的有效方法。脱碳：在高温（700℃以上）氧化的同时，钢还发生脱碳作用，反应如下：FFe3C+O2==3Fe+CO2④海量资料超值下载FFe3C+CO2==3Fe+2COFFe3C+H2O==3Fe+CO+H2影响：机械性能下降，表面硬度和抗疲劳强度急剧下降。（2）氢腐蚀在高温高压下会产生氢腐蚀。铁碳合金在高温高压下的氢腐蚀分为氢脆和氢侵蚀两个阶段。氢脆：氢与钢接触时被钢吸收，以原子状态溶入铁素体中形成固溶体。特点：不反应，不改变机械性能，但材料变脆。氢侵蚀：溶解在钢中的氢与渗碳体发生化学

4、反应生成甲烷气，改变了钢材的组织。反应式：FFe3C+2H==3Fe+CH4?结果：形成局部高压，引起应力集中。产生扩展裂纹，严重降低材料的机械性能。压力升高，温度升高，氢气溶解力增强，氢腐蚀加剧。防止方法：①降低含碳量，防止Fe3C形成和析出；②加入Cr,Ti,Mo形成稳定化合物，不与氢反应。2、电化学腐蚀定义：金属与电解质溶液间产化学作用而引起的破坏称电化学腐蚀。特点：腐蚀中有电流产生形成过程：金属在电解质溶液中，在水分子作用下，使金属本身呈离子化，当金属离子与水分子的结合能力大于金属离子与其它电子的结合能力时，一部分金属离子就从金属表面跑到电

5、解液中，形成电化学腐蚀。（1）原电池作用因铁的电位较铜为负成为阳极，阳极反应失电子，铁溶解为离子，阳极放出的电子经导线到阴极（铜）。但铜本身已平衡，无法接受电子，只得从溶液中吸收H+去平衡流过来的e+。反应：阳极（电位较高一侧）：Fe-2e"Fe+阴极：2H++2e-"H2?（2）微电池和电化学腐蚀原理由不同组织不同电位的结构形成的原电池叫微电池。用微电池原理来说明电化学腐蚀的原理分为三步：a、阳极反应，金属溶解：Me"Me++eb、电子移动，阳极过剩电子流向阴极：e阳"e阴c、阴极反应：电子在阴极被吸收：e阴+D"[De]阴极反应是吸收电子，分为

6、以下几种情况：i当溶液中有电位高的金属离子存在时，这种离子吸收电子，还原为金属。ii当溶液呈酸性时，电子被游离的H+吸收，放出氢气。④海量资料超值下载iii当溶液为中性时，溶液中氧吸收电子与水变成OH-。（3）浓差电池与大电池定义：同一种金属制成的容器中盛有同一种溶液，但与容器不同部位相接触的溶液浓度不同时，会因产生不同的电极电位而形成腐蚀电池，此腐蚀电池称为浓差电池。阳极：与浓度较小的溶液相接触的部分阴极：与浓度较大的溶液相接触的部分（4）电化学腐蚀的条件一个电化学腐蚀由三个环节组成，即：阴极反应、阳极反应、电子流动。其中阻力最大的环节决定腐蚀速

7、度。电化学腐蚀过程须具备下列条件：a)同一金属上有不同电位的部分存在或不同金属间存在电位差；b)阴极、阳极互相连接；c)阳极和阴极处在互相连通的电解质溶液中。二、影响金属腐蚀的主要因素金属腐蚀过程取决于内在因素（如金属及合金成分、杂质含量和表面状态等）外部条件（如介质、温度、压力、介质浓度、流速等），而且这些因素互相影响，互相制约、关系复杂。影响金属腐蚀的主要因素有以下几种：1．金属及合金成分的影响试验研究和生产实践证实，夹杂物会加速金属的腐蚀。合金的腐蚀速度和合金含量有密切关系，2．变形及应力的影响压力容器金属在制造过程中的冷、热加工（如冲压、锻

8、造、焊接等）变形，产生较大的内应力，内应力的存在会促使腐蚀过程的加速，在有硫化氢等场合还会引起应力腐蚀破裂。3．介质的成分