硫酸储罐的选材、设计和防腐

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1、"52.化工设备与管道第42卷沛乡李卜硫酸储罐的选材、设计和防腐元少的(中国石化工程建设公司，北京100101)〔摘要〕分析了硫酸腐蚀的原理及特点，以大型硫酸储罐为对象，探讨了选材、设计、防腐和安全等问题，并提出了一些相应的安全措施。〔关健词〕硫酸;腐蚀;储罐;选材;设计1前言中可以看出，随着浓度和温度的变化，硫酸适用的材在硫酸的生产、运输、储存和使用过程中，进行料范围分成多个区域，包括碳钢、高镍铬合金安全储存是一个非常重要的环节。为了保证这些储(HASTELLOY,ALLOY20)、含钥不锈钢、钦、橡存设施的安全

2、运行，需采取正确的措施。这些措施胶、陶瓷等多种材料分布在不同的区域内。该曲线包括:在设计阶段的正确选材，合理设计，改变操作也表明，在常温下，对前述的浓硫酸，碳钢是适用的，阶段的介质流动状态，采用电化学保护、钝化，使用也是应用最广泛的。覆盖层保护以及加强和改进管理等。由于稀硫酸即使在较低的温度下腐蚀性也很2硫酸对碳钢腐蚀的特点大，因此需要采用更耐腐蚀的材料，如在一定的浓度2.1硫酸腐蚀的原理及温度下可以采用316L不锈钢。由于具有较好的碳钢在硫酸中发生的腐蚀过程是典型的电化学耐腐蚀特性，玻璃钢(FRP)材料在此具有较

3、好的应腐蚀。其化学反应式表述如下:用前景。玻璃钢可适用于一定温度下的稀硫酸，由Fe+H2SO4-2+FeS04于玻璃钢的耐腐蚀性主要取决于树脂的种类及其性金属材料的本质、表面状态及金属阴极相杂质、能，所以关键是要选取合适的FRP树脂。这除了需pH值、温度都会影响到金属的氢去极化腐蚀。要应用经验外，还需要遵照树脂生产厂家的指导。2.2硫酸腐蚀的特点常用的树脂有不饱和聚脂树脂，环氧树脂，乙烯基酷商业上得到的一般是如下浓度的硫酸:树脂，吠喃树脂和酚醛树脂等5种，其中以乙烯基醋77.6700,9300,9800,9900,

4、100写，不同浓度的硫酸，树脂和环氧树脂具有较好的耐硫酸腐蚀性和经济效其腐蚀性具有如下突出特征。益[Ill。虽然FRP抗腐性能优越，但目前由于受原材在一定的温度下，稀硫酸对碳钢的腐蚀速率随料价格和工艺方法的限制，应用在小型储罐中。对浓度的提高而增强;达到一定浓度后，腐蚀速率随浓大型储罐，还不能全部代替钢材。度的提高而急剧下降。硫酸的腐蚀的另一个特点除了碳钢或不锈钢罐外，设计时还可大量采用是，同一浓度的硫酸随着温度的增加，腐蚀性会大大带内衬里的碳钢材料，性能较好的衬里材料主要有增加。硫酸的腐蚀性除与浓度和温度有关外，

5、酸中聚四氟乙烯(PTFE)，聚异丁烯(P1B),碳氟化合物，的杂质对腐蚀也有很大的影响。此外，一些物理因聚氯乙烯，聚丙稀，橡胶，玻璃钢，PEP,PFA树脂等素如介质流速、固相颗粒、结垢等也影响腐蚀性。非金属材料及高镍铬合金(HASTELLOY,3硫酸储罐的选材ALLOY20)等金属材料。文[2〕表明，浓度为68-99.5%的硫酸，在400C需要特别注意的是，对碳钢储罐的进料管口、出下对碳钢的腐蚀速率<0.75一1mm/a。这在保证料管口和放空管口(线)，必须采用耐硫酸腐蚀的材一定的腐蚀裕量及在储存的情形下，通常是可

6、以接料制造。若介质是普通硫酸，可以采用带聚氯乙烯受的。因此，常温下的浓硫酸储罐通常选用碳钢材衬里的碳钢、高镍铬合金(HASTELLOY,料就可以满足要求。文「3〕及[4〕给出了在不同浓度ALLOY20)等材料。对发烟硫酸，可以采用316L和不同温度下硫酸适用的材料对照曲线，从该曲线不锈钢或是带碳氟化合物衬里的碳钢管。2005年第3期4硫酸储罐的设计4.4结构设计4.1设计标准硫酸储罐一般应至少包括如下管口:硫酸人口、按设计标准分，(钢制)硫酸储罐可有两种类型，硫酸出口、溢流口、放空口(压力阀口)、顶部人孔、清一种是

7、按GB150/ASME标准设计的压力容器类型扫孔。的硫酸储罐，包括立式和卧式两种形式。一般当公为减少泄漏，硫酸人口一般设置在罐顶，并使管称容积不超过200m'，或设计压力较大时可以考虑口距离罐壁至少1200mm，但有时由于条件限制，也这种形式的储罐。另一种储罐(本文重点)，即按将人口设置在靠近罐底的罐壁处。硫酸人口一般应GB50341/API650/620标准设计的常压大型储罐。采用汲取管的方式，即将管口内伸至液面下，对侧壁一般来说，当公称容积>200m'且设计压力不大时，人口，则可用900弯头使管线在罐内保持竖直

8、状态应优先采用这种储罐形式。并达到上述要求。为保护罐底，在罐底正对人口管上述这几个标准覆盖不同的压力范围:末端的相应位置设置防冲板。为防止介质的虹吸现GB50341一490^-6000Pa象，硫酸人口管线应开放空孔，一般只需要在管线的API650镇18000Pa上部开一012的孔即可。AP162018000^100000Pa硫酸出口一般也采取内伸汲取管的方式