含硫油气田钻井腐蚀与防护对策

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0前言

高含硫气田的勘探开发一直是天然气工业面临的重大难题之一，在我国广泛分布的天然气资源中含硫气田占相当大的比例，如河北省赵兰庄气田油层伴生气中H 2S 含量63%，四川相继发现的卧龙河气田（H 2S 含量5%~7.28%）、中坝气田（H 2S 含量6.75%~13.3%）、威远气田（H 2S 含量1.22%）、四川磨溪气田（H 2S 含量1.8%）、长庆下古气田（低含量），尤其是大气田四川东北罗家寨高含硫气藏（H 2S 含量6.7%~16.6%）的发现，使中国高含硫气田储量大大上升，已达到上千亿立方米的储量[1-2]。

然而，在引起酸性油气田设施腐蚀的众多因素中，硫化氢是最危险的，特别是对油套管以及其它井下设备造成严重腐蚀，同时H 2S 的剧毒性也直接威胁着人身安全[3-5]。

随着我国油气资源需求的日益增加，研究抗H 2S 腐蚀管材就显得非常有必要了，因为其对于延长管道使用寿命、防止事故的发生以及提高经济效益都有着十分重要的意义[6]。

1含硫气的腐蚀

1.1硫化氢腐蚀机理

含硫气环境中金属的腐蚀是一个电化学过程，它由阳极和阴极组成。金属的腐蚀可以分为两种基本反应：氧化反应和还原反应。氧化反应代表了发生在阳极的金属腐蚀，还原反应产生氢气体。在油田的酸性溶液中，常见有以下反应：

Fe →Fe 2++2e (氧化反应)

2H ++2e →H 2（气体）（还原反应）

氧化反应和还原反应相互依赖，影响一个反应的因素也会影响另一个反应。这就是说，如果还原反应加速了，氧化反应（腐蚀）也会加速。

对于水中含有的H 2S 的情形，

特定硫的类型和浓度是pH 值的函数。在pH 值为酸性时，硫的主要类型为H 2S ；当pH 值为碱性时，S 2-为主要成分；pH 值为中性时，HS -为主要成分。各种反应如下：

Fe+H 2S=FeS+2H 0（酸性）Fe+HS -=FeS+H ++e （中性）Fe+S 2-=FeS+2e （碱性）

Corrosion and Protection in Drilling for Sour Gas Field

YANG Guang 1, WANG Ya-gang 2, CAO Cheng-zhang 1, LI Ying 1, TAN Peng-peng 2

(1. School of Petroleum Engineering, China University of Petroleum (Huadong), Dongying 257061, China;

2. Borehole Service Company, Jilin Oil Field Corporation, Songyuan 138000, China)

Abstract:There are many sour gas fields in our country, and corrosion and antisepsis problem in drilling have been an important research topic. The H 2S corrosion mechanism was analyzed in this paper. The main factors and typical damage styles of H 2S corrosion of drilling pipelines were illuminated. At last several H 2S corrosion preventions were put forward.

Key words: sour gas field; H 2S corrosion; corrosion protection

作者简介：杨光（1984 -），男，中国石油大学（华东）石油工程油气井专业研究生07-1班。第22卷第5期2008年10月全 面 腐 蚀 控 制

TOTAL CORROSION CONTROL Vol.22 No.5Oct. 2008

综

述

实际上还有许多中间反应，且反应的化学机理很复杂，但这些反应式中最终腐蚀产物总是硫化铁。实际上，许多不同的硫化铁腐蚀产物，可能形成不同的晶体结构，如FeS2、Fe3S4、Fe9S8等，生成何种腐蚀产物取决于pH值、H2S的浓度等参数[2-3]。

1.2硫化氢腐蚀类型

1.2.1全面腐蚀

H2S引起管道的全面腐蚀可以使整个金属表面均匀地减少厚度,也可以使金属表面凹凸不平。当金属表面遭受到H2S的全面腐蚀时,表面会有黑色硫化物腐蚀产物沉积。管道在湿H2S中的腐蚀速度与钢铁表面上粘附的硫化物腐蚀产物组成和结构有很大关系[7]。

1.2.2氢鼓泡[8]

氢鼓泡形成的两个主要条件：一是存在原子状态的氢；二是金属内部存在“空穴”。原子状态的氢来源于湿H2S对石油管道钢材表面的腐蚀，而钢材内部的“空穴”则来源于钢材的冶金缺陷和制造缺陷。腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散，在钢材的非金属夹杂物、分层和其他不连续处易聚集形成分子氢。由于氢分子较大，难以从钢的组织内部逸出，从而形成巨大内压导致其周围组织屈服，形成表面层下的平面孔穴结构造成氢鼓泡，其分布平行于钢板表面。氢鼓泡的产生无需外加应力，与材料中的夹杂物缺陷密切相关。

1.2.3氢诱发裂纹

当电化学产生的氢渗透到钢材内部组织比较疏松的夹杂物（包括硫化物和氧化物）处或晶格与夹杂物的交界处，并聚集起来形成一定的压力。经过一段时间的积累会使接触它的金属管道和设备内壁的断面上产生平行于金属轧制方向的梯状裂纹，从而导致材料变脆，形成层状裂纹，即氢诱发裂纹（HIC）现象，从而影响到管材和设备的安全性。

1.2.4硫化物引起的应力开裂[2]

从设备方面来看，含硫气最为严重的影响就是潜在的灾难事故。许多金属材料遇到H2S时都会出现裂纹，由于裂纹开裂而常在低于屈服强度时过早失效，被称为硫化物引起的应力开裂失效（SSC）。

引起SSC的主要因素可分为两个基本大类：环境因素（H2S浓度、pH值、温度及作用应力）和材料因素（屈服强度、微观结构、热处理及合金化）。增加H2S浓度对SSC的敏感性产生很大的影响，因为增加H2S浓度也就提高了氢侵入合金中的量。事实上，H2S促进了氢侵入合金的能力，因为H2S阻止氢再化合反应。在酸性溶液的电化学反应过程中，整个阴极上的反应是：2H++2e=H2（气体）

可是，在氢气形成之前，必定发生一个中间步骤：H++e→H0

接着：H0+H0→H2

H2S或硫离子阻止了最后一个反应（再化合）而使氢原子（H0）侵入合金。实际上，SSC就成了一种特殊的氢应力开裂（HSC），常称之为氢脆。

1.3硫化氢腐蚀的影响因素

影响H2S均匀腐蚀和点蚀的因素主要是H2S浓度、pH值、温度、流速、介质组成、腐蚀产物膜以及暴露时间等。对抗硫油管钢的研究表明，影响硫化物应力开裂、氢诱发裂纹和氢鼓泡的因素主要为环境因素和材料因素两大类[9]。其中，环境因素包括溶液中H2S、CO2的分压、溶液温度、pH值、Cl-等腐蚀性杂质；材料因素中的硬度（强度）、显微组织和化学成分是主要因素。

2钻井作业中防硫化氢腐蚀措施

应根据生产现场的具体情况分析，制定出安全可靠、切实可行、经济合理的防硫化氢腐蚀措施。目前，国内外在钻井工程中采取的主要防腐蚀方法是正确选用材料、采用防腐涂层、提高钻井液防腐性能和强化科学管理等[10]。

2.1材料的选用

美国国家腐蚀工程师协会（NACE）标准MR-01-75中规定：含硫油气田使用的金属材料，其屈服极限不大于655MPa、硬度不大于HRC22。若需使用屈服极限和硬度比上述要求高的钢材，必须经适当的热处理（如调质、固溶处理等）并在含硫化氢介质环境中实验，证实其具有抗硫化氢应力腐蚀开裂性能后，方可采用。

渗铝钢无论是在含硫的氧化性气氛中还是在高温H2S介质中，均有良好的耐蚀性。特别是在高温硫化物介质中，其耐蚀性尤为突出。渗铝钢在湿H2S环境中，耐蚀性比碳钢提高数倍。原因是渗层中铝对腐蚀介质的抵御作用和对钢材起到的牺牲阳极保护作用[11]。

目前，含硫气井材质的选择以NACE MR 0715标准为基础，形成了较为成熟的经验技术。井下主要采用抗硫碳钢和低合金钢油套管，如L80（1型）、C90（1型）、

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T95（1型）、C75、NT80SS、AC80、SM95SS等碳钢和低合金钢，地面集输管线和设备主要采用20#碳钢等，同时加注缓蚀剂减缓电化学腐蚀[12]。

2.2内壁涂层和衬里

在设备、管道的内壁采用树脂、塑料等涂层、衬里保护，已成为防腐蚀的常用方法。在压力较高的情况下采用0.12~0.2mm厚度的酚醛、环氧改性酚醛树脂类涂料，有较好的抗腐蚀能力，但不耐磨蚀。为了提高耐磨蚀能力可以加厚涂层，地面低压设备及管道可采用玻璃钢或聚乙烯、聚氯乙烯衬里等[13]。

在防腐蚀涂料方面，随着抗静电涂料和重防腐蚀涂料的问世与不断发展，涂层防护技术愈来愈被石化行业所重视。

2.3添加缓蚀剂

在腐蚀介质中加入某种缓蚀剂对控制金属腐蚀具有重要意义。金属在电解质或潮湿空气中，形成的水膜腐蚀过程是由两个共轭的电化学反应（阳极反应和阴极反应）组成。缓蚀剂吸附在金属的表面后，能分别或同时抑制阳极、阴极反应，从而减小腐蚀过程中的腐蚀电流，达到缓蚀的目的。从物理化学角度分析，缓蚀剂对腐蚀电池电极过程的抑制，是由于缓蚀剂与电解质在金属表面相互作用，使金属表面发生变化的结果。该变化表面为氧化膜或沉淀膜的吸附或离子、分子在金属表面的吸附[14]。

缓蚀剂防腐蚀效果主要与井况、缓蚀剂类型、注入周期和注入量等有关。该技术成本低，初期投资少，但工艺复杂，对生产影响较大。

此外，缓蚀剂对应用环境的选择要求很高，针对性很强。随着温度、压力、流速等改变时，也应采用不同的缓蚀剂。为了能正确的选用缓蚀剂，不仅要考虑系统中介质的组成、运行参数及可能发生的腐蚀类型，还应了解缓蚀剂的缓蚀性能、与处理介质及其他添加剂的兼容性等等。

2.4钻井液中加入除硫剂

常用的除硫剂主要是碱式碳酸锌和海绵铁。碳酸锌可使硫化氢质量浓度降低约500 mg/ L ，锌的电极电势低于铁，故对铁具有可靠的保护作用[3]。

碱式碳酸锌（ ZnCO3?nZn (OH)2）是由碱金属的碳酸盐与碳酸锌反应而成的一种白色沉淀物，化学式中的n值视反应浓度与温度的不同而有所不同，一般为2。碱式碳酸锌的使用应在较高pH值（9～11）条件下，因为在较低pH值环境中，除硫反应产生的H+可使反应迅速停止而失去意义，并且电离的Zn2+过多会严重絮凝膨润土而导致钻井液性能恶化。

海绵铁特别适用于大量H2S侵入时的钻井液除硫处理，它对钻井液性能的影响比碱式碳酸锌小得多。除硫剂还有锌的一些螯合物，除硫剂与缓蚀剂复配的品种，如CI2-12等。

3结论

（1）气田中硫化氢的出现，常常给钻井作业等带来一系列复杂的问题，如造成钻具断落，油管、气管等管线的腐蚀等。

（2）硫化氢腐蚀会造成诸如氢鼓泡、氢脆、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂等诸多危害。这些危害中氢鼓泡、硫化物应力腐蚀开裂和氢致开裂最为典型，且危害性较大。

（3）硫化氢腐蚀防护措施包括选用优质钢材、涂层保护、添加缓蚀剂、向钻井液中加入除硫剂等。工程实际应用中要采取多种防护措施相互结合，取长补短。

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11、桥梁事故案例

【案例1】××大桥坍塌 ●工程背景及事故经过 某大桥是一座净跨l00m，箱肋单波混凝土型拱桥，由××设计院设计，××桥梁公司负责施工，于×年×月开始建设。×年×月×日箱肋合拢。17日l0时43分突然坍塌，造成死亡19人，10人重伤。 ●事故原因分析 大桥箱肋坍塌，其主要原因是拱肋纵向失稳。影响失稳的因素是多方面的。 1．施工方面，在拼装过程中，未能严格按照设计要求和施工规范，未能加强观测，出现了拱轴线偏离。特别是9月15日拆除拉杆后，再次发现西岸比东岸高26．6cm，下游高14．2cm，下游东岸较设计标高低17．5cm，上游低20.8cm。4号接头上游西岸较设计标高高12.4cm，下游离14.6cm。在实测拱轴线明显偏离设计拱轴线情况下，既不报告请示，也未停工采取措施，相反在未浇筑接头混凝土之前，于16、17日先后两次在东岸下游1、3段箱底处浇筑混凝土11t，这种单边非对称加载，使拱轴线的偏离加大，终于使箱肋纵向失稳、坍塌。 2．设计方面。此桥原设计方案是参照×省公路设计院箱肋单波双曲线拱桥图纸，按荷载汽-15，挂-80设计为5段拼装方案。在施工中，施工单位考虑5段单块构件过重，吊装困难，于6月10日作向监理和业主提出将5段改为9段方案，并得到设计批复。大桥坍塌后，经技术人员对设计方案进行比较和验算的结果表明：9段拼装设计方案基本正确，但比较粗糙。如在9段设计中，对贝雷架在箱肋端部悬挂问题，对悬浇的工作拱度，对加载程序都没有向施工提出具体交待数据和规定，对作为支撑作用的斜拉杆的拆除时间，标明在拱圈合拢后即可进行，实践证明是不妥的。同时，对重点拱肋的受力情况，施工和加载程序均未进行计算和规定。 3．管理方面，业主单位未对变更设计组织有关专家进行严格审查，是极不严肃的科学态度，是十分错误的。在施工管理上，明知施工单位现场技术力量不足，对建造、工艺复杂、吊装要求高的大跨度拱桥有困难，也未能派出得力干部和有经验的工程师予以加强。这些也是酿成大桥坍塌事故的原因之一。 ●经验教训 某大桥拱肋坍塌事故发生的原因，虽是多方面的，但施工方面的问题是主要的。大桥坍塌的内在因素是拱轴线偏离、失去纵向稳定。这是一起典型的责任事故。 ●预防对策 1.在设计上，要精益求精，设计方案要合理，计算要准确，设计技术交底要到位。 2.施工方面，要严格按照设计与施工技术规范进行施工，要加强现场施工技术力量。尤其是当出现质量问题时，要及时报告，及时组织有关专家进行处理，不得盲目蛮干。 3.管理方面，要作到严格按照程序进行管理，真正作到横向到边，纵向到底，消除安全隐患。 【案例2】某大桥支架垮塌事故

常减压塔顶系统腐蚀控制

收稿日期:2003-09-09;修稿日期:2004-03-08。作者简介:邵建雄(1958-),男,浙江宁波人。1982年毕业于浙江工业大学化机专业,现任镇海炼化公司副总经理。 常减压塔顶系统腐蚀控制 邵建雄 (镇海炼油化工股份有限公司,浙江宁波315207) 摘要:在原油加工品种杂(既有高硫又有高酸)且切换频繁的情况下,常减压塔顶系统的腐蚀问题仅靠传统方法已很难从根本上解决。镇海炼油化工股份有限公司一方面采取原油混炼措施,另一方面,采用最新的腐蚀在线监测方法和建立塔顶系统的离子平衡模型及时调节缓蚀剂、中和剂的投加量与注水量,最终使该系统的腐蚀得到有效控制。 关键词:混炼　腐蚀在线监测　离子平衡模型　缓蚀剂　中和剂 中图分类号:TE985.9 文献标识码:A 文章编号:1007-015X (2004)03-0016-03 镇海炼油化工股份有限公司自1994年首次尝试加工伊朗轻质原油获得成功后,以中东原油为主的含硫或高硫原油的加工量保持逐年增加的势头:2000年共加工原油10.72Mt ,其中中东原油4.03Mt ;2001年加工原油10.72Mt ,其中硫含量大于1.5%的原油超过4.98Mt (平均硫含量1.123%), 平均酸值为0.529mgK OH/g ,酸值大于 1.0mgK OH/g 的原油超过2.30Mt (酸值最大的是罗凯利亚原油,达3.4mgK OH/g );2002年加工原油11.89Mt ,其中硫含量大于1.5%的原油超过6.06Mt (平均硫含量1.11%,平均酸值0.429mgK OH/g ),酸值大于1.0mgK OH/g 的原油超过1.90Mt 。 中东原油的加工在拓展该公司原油采购渠道、提升原油加工量、降低原油成本和提高经济效益等方面均起到了重要作用。但是,大量加工高硫及高酸原油,加上原料切换频繁,使设备、管道的腐蚀日趋严重,设备防腐蚀管理工作难度加大。常减压蒸馏装置作为炼油的龙头装置,首当其冲经受着严峻的考验。这些年来,公司从原油的加工工艺、腐蚀在线监测到在线腐蚀控制等方面做了大量有效的工作,取得了可喜的成效。1　优化含硫原油加工工艺路线 镇海炼油化工股份有限公司加工的含硫或高硫原油主要有伊朗轻质、伊朗重质原油以及沙特轻质、沙特中质和沙特重质等原油。几年来,通过多次技改和不断完善,目前已初步形成具有自身特点的加工流程。加工流程的主要特点为灵活加氢裂 化-催化裂化组合、焦化-CF B 锅炉一体化和产品全加氢精制工艺等。 在一次加工中,含硫或高硫原油的加工采取混炼方案,这样可降低原油硫含量。须注意的是要避免与酸值较高的原油混炼,以防止高硫和高酸值产生共同效应加剧对设备的腐蚀。沙特中质原油因其减压渣油是生产1号高等级道路沥青的好原料,则采用单炼方案。由于加工流程中没有渣油加氢脱硫装置,同时脱碳工艺的能力占了相当大的比例,因此高硫渣油主要是通过焦化装置消化,部分作为生产道路沥青原料或作燃料油出厂。焦化装置在处理高硫渣油时,所生产的蜡油进加氢裂化、精制装置处理后供催化裂化装置作原料,高硫焦则作为CF B 锅炉燃料。另外,在催化裂化加工时,为均衡原料的硫含量、满足产品质量要求,适当掺炼一些低硫蜡油。 2　含硫原油加工过程的工艺防腐蚀 低温部位的工艺防腐蚀措施重点在一次加工装置,并应继续坚持做好传统的“一脱三注”工艺防腐蚀。近年来在电脱盐方面引进了BAKER PETRO LITE 公司的电脱盐专利技术,先后在Ⅲ套和 Ⅰ套常减压蒸馏装置上应用,其技术关键是在原油分配器的结构设计及原油进入电场的位置确定上, 专 论 石油化工腐蚀与防护 C orrosion &Protection in Petrochemical Industry 2004 ,21 (3) ?16?

压力容器在化工生产中的腐蚀与防护

压力容器在化工生产中的腐蚀与防护 作者：毛海涛 来源：《中国化工贸易·上旬刊》2020年第06期 摘要：在化工生产的过程中压力容器能否正常使用直接关系到能否安全生产，如果化工压力容器一旦出现腐蚀问题，将会直接对化工生产的安全性及稳定性形成极大的威胁，更严重者可能会导致化工设备的毁坏和整个化工生产系统的瘫痪，甚至直接威胁到工人的生命安全，所以关于化工压力容器的腐蚀以及防护工作必须重视起来，必须采取有效的措施来保障压力容器可靠性以及安全性。本文主要关于压力容器腐蚀以及防护的研究，以便于供相关的专业人员进行参考和借鉴。 关键词：化工压力容器;化工生产;腐蚀;防护工作 随着我国经济的发展，化工行业也在飞速的发展，在发展的过程中我们也越来越重视化工的安全生产技术，对化工技术生产也在不断的提出更高的要求，给予更高的期望。这时化工压力容器的可靠性以及稳定性就显得至关重要，它们是切实保障化工安全的最为重要的一环;如果有腐蚀现象的存在很容易破坏压力容器的表面，进而导致压力容器不能发挥自身的价值，甚至还会发生重大的安全事故，直接威胁工人的生命安全;因此，必须要不断地加强对压力容器腐蚀与防护的研究，加强压力容器防腐蚀功能，这样才能够有效保障压力容器的使用寿命，可以更大的提高企业的经济效益，促进化工企业实现长期健康稳定的发展。 1 压力容器腐蚀的主要类型 首先结合不同的腐蚀程度，可以将压力容器的腐蚀分为多种类型，比如应力腐蚀和物理腐蚀等。首先应力腐蚀指的就是金属材料在一定的应力、组织和介质在某些环境条件下产生的联合作用，通常应力腐蚀在刚开始毫无症状，但是一旦出现裂纹，就意味着腐蚀程度已经非常严重了，那么接下来的腐蚀进度会相当的快，并且破坏性较强;在当下阶段对于应力腐蚀的检测有非常大的难度，因为在每个环节都有可能发生应力腐蚀，有可能是在设备生产运行的过程中，也有可能是在设备使用前，甚至在设备成型中都有可能发生腐蚀。那么主要造成压力容器发生应力腐蚀原因主要是选择了不合适的材料、制造加工的工艺比较落后，再者可能就是由于压力容器的设计构造与相关规范不相符等等; 物理腐蚀主要是指金属受到物理溶解的影响，从而导致压力容器被破坏，就一般情况而言，之所以出现物理腐蚀的现象，主要是由于在应力腐蚀和晶间腐蚀等等多种问题联合导致。 2 导致压力容器出现腐蚀问题的原因

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过程装备腐蚀与防护综述班级：装控131班 学号：1304310125 姓名：杨哲 指导老师：黄福川

过程装备腐蚀与防护综述 装控131杨哲 1304310125 材料表面现代防护理论与技术 摘要：从材料表面防护技术与防护理论的角度，全面的介绍了材料表面防护技术与防护理论在人们的日常生活和国民经济发展中的重要性，并从金属材料有可能发生的腐蚀老化失效、摩擦磨损失效和疲劳断裂失效的理论基础，介绍了多种现代常见的材料表面防护新技术，如特种电沉积技术、热能改性表面技术、三束表面改性技术、气象沉积技术。金属表面转化膜技术等。同时，对于材料表面的涂、镀层界面结合理论，材料涂、镀层的防护理论，零部件表面防护涂、镀层设计等内容进行了专门的介绍。 关键词：材料表面；防护技术；腐蚀机理；防护理论；材料涂、镀层 Abstract: From the Angle of material surface protection technology and protection theory, comprehensive material surface protection technique is introduced and protection theory in People's Daily life and national economic development, the importance of and the possible corrosion of metal materials aging failure friction and wear and fatigue fracture failure of the theoretical foundation, introduced a variety of modern common material surface protection technology, such as special heat surface modification technology of electrodeposition three beam surface modification technology of meteorological deposition technology conversion film on the metal surface at the same time, such as interface for material surface coatings combined with theory, theory of protective materials, coatings, parts design content such as surface protective coatings specifically introduced Keywords: Material surface; Protection technology; Corrosion mechanism; Protective theory; Material coatings 前言 人们在日常的生活工作中不可避免的都要使用各种不同材料制成部件或产品，而使用这些部件或产品其目的是不同的，有的是为了工作，有的是为了日常生活。在使用这些不同材料制成的产品时，人们经常会发现，一些产品部件在不同的使用环境中，或者在环境条件发生变化时，表面很快会发生腐蚀、氧化、摩擦、磨损、老化等失效破坏现象，使产品的使用功能或使用价值受到影响，严重时甚至导致产品或部件的报废。因此，需要有针对性的对产品部件涂覆不同的防护膜层，以达到在不同使用环境中能够长期使用的目的。但是现代科学技术的进步和产品所处环境的复杂性，要求产品部件的屠夫膜层不再是简单的表面防护作用，而是需要具有多种功能，如耐高温、抗氧化、抗老化，满足光电磁等功能要求，甚至要求与产品部件的结构功能一体化。因此，对产品部件表面进行防护或表面处理，关系到产品应用部件的应用寿命和功能化。实际上，对产品部件涂覆功能性膜层是进一步发挥部件材料潜力的体现，也是现代社会提倡的节约原料资源、节约能源的一项重要措施。 设备和设施的绝大部分零件或构件都是由各种金属材料加工制作的，而多种金属材料在空气、水和各种介质中均会产生不同程度的腐蚀现象，致使零件失效，引发设备故障或事故，造成严重后果。所以，设备的腐蚀及其防护问题日益受到工程技术人员和科研人员的高度重视。

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浅谈氯碱工业的腐蚀与防护 【摘要】氯碱工业中所用的氯气、烧碱和盐酸都具有强腐蚀性，做好氯碱装置的防腐工作是保证整个氯碱工业安全稳定运行的关键。本文从生产实际出发，对氯碱生产过程中的防腐蚀等问题做了粗浅的探讨。 【关键词】氯碱工业；腐蚀；防护 一、引言 材料的腐蚀是整个工业生产中面临的共同的难题，每年因为材料的腐蚀造成的经济损失多达数千亿元人民币。尤其是在氯碱工业中，所用的原材料都是具有强烈腐蚀性的强酸、强碱、氯气等，因此腐蚀性问题是制约氯碱工业安全的重要的限制因素。 腐蚀发生的机理较为复杂，涉及的范围比较广泛，大体上可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。在整个氯碱工业中，正确选取氯碱装置材料是氯碱工业防腐蚀的关键。 二、氯碱生产的腐蚀与防护 1、氯气的腐蚀与防护 氯气在常温常压下为黄绿色气体，是氯碱工业的主要产品之一，具有强氧化性。氯气的化学性质非常活泼，在常温下干燥的氯气的腐蚀性较低，当温度升高后氯气的腐蚀性会增强。氯气与水反应会生成盐酸和次氯酸，这些产物都具有强烈的腐蚀性，大多数金属物质都会被腐蚀，特定的金属或者非金属材料在一定条件下才具有防腐性能。因此氯碱生产生成的湿氯气必须经过特定的工序处理。干燥的氯气温度在90℃以下时碳钢还是较为稳定的，但湿氯气却容易将碳钢腐蚀。碳钢中部分物质会溶于饱和食盐水中，会加速碳钢的腐蚀，并且由于溶盐所用的热水温度达到55~60℃，不断搅动的盐水更增加了溶解氧的浓度，造成碳钢腐蚀加快。一般的碳钢设备不能直接接触盐水，必须对碳钢设备采取专业的防腐措施。某厂采用适当的盐水工序村里设备材料、优化施工质量，取得了较好的经济效益。 钛是一种活性金属，但是在常温下钛生成的氧化膜具有非常好的耐腐蚀特性，能起到很好的保护作用。能耐各种酸性物质的腐蚀。但是还原性的酸有腐蚀作用。与其他少量贵金属制作成合金，能提高钛一定的防腐性能。在工业生产中，橡胶的应用范围较为广泛，所制成的各种橡胶制品具备优良的防腐性和防渗性能。橡胶有天然橡胶和合成橡胶。具有优良化学性能的天然橡胶可以承受一般的酸性腐蚀，但在强氧化性的酸和芳香化合物中不稳定。

压力容器问答题

压力容器问答题 1、压力容器常用的安全附件有哪些（5分） 答：压力容器常用的安全附件有安全阀、压力表、爆破片、液面度及测温装置及快开门式压力容器的安全联锁装置。 2、压力容器巡回检查的内容主要有哪三个方面（5分） 答：工艺参数；设备本体状况：安全附件情况 3、压力容器操作记录一般应包括哪些内容（10分） 答：（1）生产指挥系统下达的调度令；（2）进山容器的各种物料的温度、压力、流量、时间、数量和间隙操作周期：（3）容器实际操作条件：（4）当班操作期间的操作内容；（5）操作工具、各项记录是否齐全完整。 4、低、中压容器检修的安全要点是什么（10分） 答：（1）单系统或全系统停车时，容器的降温、降压必须严格按操作规程进行，不允许容器在带压情下拆卸、紧固螺栓或其他紧固件；（2）切断容上的有关电源；（3）用盲板将检修容器和生产系统切断；（4）进入容器只准使用12V安全电压的行灯照明：（5）检修人员进入容器内清理、检修时必须采取安全措施。 5、指出压力表指示误差产生的原因（7分） 答：(1)读数时的视线与表盘刻度不垂直造成的读数误差。 (2)环境温度与压力表要求的工作温度相差太大而引起的温度误差。 (3)介质凝结而产生的液柱压力所造成的误差等。 6、压力容器安全操作要点是什么（7分） 答：l、压力容器严禁超温超压运行。 2、操作人员应精心操作，严格遵守压力容器安全操作规程或工艺操作规程。 3、压力容器应做到平稳操作。 4、不带压拆卸螺栓。 5、要坚守岗位，坚持容器运行期间的巡回检查。 6、认真填写操作记录。 7、出现“跑、冒、滴、漏”现象，要及时报告，妥善处理。 8、压力容器运行中，出现异常现象时，操作人员应立即采取紧急措施并及时上报。 7、压力容器设备完好的标准是什么（8分） 答：(1)运行正常，效能良好。其具体标志为： ①容器的各项操作性能指标符合设计要求，能满足生产的需要。 ②操作过程中运转正常，易于平稳地控制操作参数。 ③封性能良好，无泄漏现象。 ④带搅拌的容器，其搅拌装置运转正常，无异常的振动和杂音。 ⑤带夹套的容器，加热或冷却其内部介质的功能良好。 ⑥换热器无严重结垢。列管式换热器的胀口、焊口；板式换热器的板间：各类换热器的法兰连接处均能密封良好，无泄漏及渗漏。 (2)装备完整，质量良好。其包括以下各项要求： ①零部件、安全装置、附属装置、仪器仪表完整、质量符合设计要求。 ②容器本体整洁，尤其、保温层完整，无严重锈蚀和机械损伤。 ③衬里的容器，衬里完好，无渗漏及鼓包， ④阀门及各类可拆连接部位无“跑、冒、滴、漏”现象。 ⑤基础牢固，支座无严重锈蚀，外管道情况正常。 ⑥各类技术资料齐备、准确、有完整的技术档案。 ⑦容器在规定期限内进行了定期检验，安全性能良好，并已办理使用登记证。安全附件检定、校验和更换。 8、压力容器操作人员应履行的职责是什么（8分） 答：（1）严禁超温超压运行：避免误操作、防止加料过量或加料中含有杂质（由化学反应而产生压力的）、防止超量充装或意外受热（液化气体）等； （2）操作人员应精心按操作规程操作（工艺和安全操作规程）； （3）运行过程要平稳操作（缓慢地进行加载、卸载、运行期间要保持载荷相对稳定、升降温也要缓慢）；带压时不拆卸压紧螺栓；

过程装备腐蚀与防护心得体会

学习《过程装备腐蚀与防护》心得腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。例如，各种机器、设备、桥梁在大气中因腐蚀而生锈；舰船、沿海的港口设施遭受海水和海洋微生物的腐蚀；埋在地下的输油、输气管线和地下电缆因土壤和细菌的腐蚀而发生穿孔；钢材在轧制过程因高温下与空气中的氧作用而产生大量的氧化皮；人工器官材料在血液、体液中的腐蚀；与各种酸、碱、盐等强腐蚀性介质接触的化工机器与设备，腐蚀问题尤为突出，特别是处于高温、高压、高流速工况下的机械设备，往往会引起材料迅速的腐蚀损坏。 目前工业用的材料，无论是金属材料或非金属材料，几乎没有一种材料是绝对不腐蚀的腐蚀造成的危害是十分惊人的。据估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的30%，每年生产的钢铁约10%完全成为废物。实际上，由于腐蚀引起工厂的停产、更新设备、产品和原料流失、能源的浪费等间接损失远比损耗的金属材料的价值大很多。各工业国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的1%~4%。 腐蚀不仅造成经济上的巨大损失，并且往往阻碍新技术、新工艺的发展。例如，硝酸工业在不锈钢问世以后才得以实现大规模的生产；合成尿素新工艺在上世纪初就已完成中间试验，但直到20世纪50年代由于解决了熔融尿素对钢材的腐蚀问题才实现了工业化生产。 通过学习我们可以从最开始的设计阶段就考虑腐蚀对工程的影响，用正确的方法控制腐蚀，这样既能节省资源，又能延长设备的使用寿命，提高了我们的效率。对我们来说，我们更要踏实的学习知识，如果缺乏对于温度的、压力、浓度等的影响腐蚀规律的分析判断能力，那么按照手册相近选定的材料，往往会造成设备的过早破坏。结构复杂的机器、设备，出于某种特定功能的需要，常常选用不同材料的组合结构，如果不注意材料之间的电化学特征的相容性，或两种材料的结构相对尺寸比例不恰当，热处理度不合理，都会加速设备的腐蚀。所以腐蚀贯穿整个设计过程，所以我们要掌握腐蚀的一些基本知识是十分必要的。 因此，研究材料腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防腐措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产效率无疑具有十分重要的意义！

石油储罐的腐蚀及防护情况

石油储罐的腐蚀及防护情况 摘要：文章主要就石油储罐的外部和内部腐蚀的概况、腐蚀机理以及按照 GB50393—28《钢质石油储罐防腐工程技术规范》要求采取的防腐措施进行了介绍，特别是对储罐边缘板的腐蚀原因、措施及最新进展等进行了较详细的阐述， 还就防腐涂层的质量控制等进行了论述。 关键词：油罐腐蚀原因防护措施 0边缘板防腐 防腐技术管理常压储罐是油品储运系统主要的储存设施，在生产中有着极其 重要的作用。储罐设施的运行状况直接影响储运系统生产安全运行。由于油品中 含有大量的S，cl、无机盐、水以及其它腐蚀性介质都会对储罐内壁造成腐蚀，加上厂区化工大气以及地处沿海等地理环境对储罐外壁的腐蚀，因此油罐的腐蚀是 影响油罐使用寿命最重要的因素。近年来罐底泄漏、罐顶穿孔和罐内浮顶严重腐 蚀等情况在各企业都常有发，随着炼制油品硫含量的进一步加大，储罐的腐蚀也 将 Et趋严重，采用有效的防腐措施是延长常压储罐使用寿命的最重要手段 1 油罐的腐蚀状况 油罐的设计寿命一般为 20a，由于油罐作为一个整体，其某一个部位发生腐蚀，油罐的使用寿命都会大幅缩短，严重的腐蚀更可以使油罐在一年左右发生腐 蚀穿孔。近几年，随着企业进口原油特别是进口高硫原油的数量逐年增长，油罐 腐蚀有加剧的趋势。主要是原油罐的腐蚀明显，石脑油、中间产品罐的腐蚀较重，成品油罐的腐蚀依然不容忽视。另外，部分储罐边缘板的腐蚀依然很严重，加上 浮顶罐浮盘的腐蚀、污油污水罐顶和罐底的腐蚀等，正进一步威胁企业的安全生产。 2 腐蚀原因分析 油罐的腐蚀实质上是化学腐蚀和电化学腐蚀，其中主要是电化学腐蚀，即金 属表面与介质因电化学作用而导致的金属氧化与破坏。按腐蚀环境又分为气体腐 蚀 (包括罐外壁、罐顶板、罐壁板上半部分)、液体腐蚀 (油品及油品沉积水对罐 壁板及底板的腐蚀)、与土壤接触的罐底部位的土壤腐蚀和细菌腐蚀。按腐蚀部位 主要分为外擘腐蚀和壁腐蚀。对储罐的腐蚀种类、腐蚀部位及腐蚀机等进行正确 的分析研究，是找到比较理想、经济防护措施的正确手段。 2．1 外壁腐蚀… 一般情况下外壁的腐蚀较轻，但是沿海地区的石油储罐的 外壁腐蚀相对较重，广东、海南等地的油罐腐蚀相对明显就是证明。另外从油罐 的检修情况来看，外腐蚀的情况应该引起足够的重视其原因是电化学腐蚀与化学 腐蚀的交叉腐蚀，还有选用涂层的类型不当或者涂料本身的性能比较差等原因。 2．2 罐底板外侧的腐蚀 罐底板外侧的腐蚀最为严重，是特征分明的电化学腐蚀，如某石化企业储运 一车问 T一124罐底泄漏，泄漏点在其北侧人孔附近的中幅板上。表面腐蚀状况 不明显，且通过…般的检测手段难以发现，从割下来的钢板发现，多处都是自下 而穿孔，腐蚀坑多而深。其主要原因是：油罐在施上时通常用沥青砂作为防水垫层，使罐底不与土壤等冉接接触，但是含盐的地下水还会从毛细管土壤上升到沥 青砂的底面，从沥青砂中渗透到罐底直接腐蚀，还有罐底的四周雨水或顺罐壁流 下的水也很容易浸入罐底的周围造成严重的腐蚀，叮见罐底的腐蚀比其余部位要 严重得多。还有罐底的氧浓差电池腐蚀，在罐底板下暗，氧浓差主要表现在罐底 板与砂基础接触不良，如满载和空载比较，空载时接触不良；再有罐周和罐中心

氯碱工业中的防腐选材

氯碱工业中的防腐材料 前言 氯碱工业是腐蚀性很强的行业, 其生产过程中的工艺介质及成品, 例如饱和盐水、湿氯气、烧碱、盐酸及硫酸等均具有极强的化学腐蚀性。氯碱生产装置处在电、化学介质的酸、碱、盐环境中, 因此造成设备腐蚀的原因是相当复杂的, 因而对装置结构的防腐选材显得尤为重要, 否则就会造成严重的跑、冒、滴、漏现象,不但腐蚀设备、污染环境, 同时又严重制约了生产装置的长周期稳定运行。氯碱工业是腐蚀性极强的行业, 应该利用现代的防腐蚀技术来解决这一困扰生产的难题, 其有效的途径就是正确选用防腐蚀材料。国内外科技工作者根据多年来生产实践的经验选用了各种材料及采用了很多方法来防止氯碱设备的腐蚀, 其中特别是有机高聚物材料使氯碱工业在设备的腐蚀防护上取得了长足的进步和发展。 防腐材料包括金属材料和非金属材料的选择.首先要考虑介质的性质、温度、压力, 设处介质是氧化性还是还原性和所处温度。一般说来, 温度升高, 腐蚀速度加快, 而低温还应考虑冷脆问题。随着设备抗压能力的提高, 耐腐蚀性加强。其次要考虑设备的类型与结构。如换热器要求导热性很好的材料。单独结构的要选用有较好的强度、塑性和冲击韧性等机能的材料。此外还应考虑产品要求以及材料的价格与来源。能用碳钢的应尽量避免用其他贵金属。当然,有时在设计过程中也采用一些成本较低的非金属材料, 如盛装盐酸介质时用FRP代替碳钢, 宁夏英力特化学股份公司9万t/a离子膜法烧碱工程设计中高纯盐酸贮罐的材质即为FRP。 1 氯碱生产中腐蚀原因 在氯碱生产过程中, 电化学腐蚀是氯碱腐蚀的主要特征, 按生产工艺中不同的腐蚀介质可简要归纳如下。1. 1 盐水腐蚀 盐水与金属容易构成腐蚀电池使金属失去电子被溶解, 因而在设计选材时常采用非金属材料隔离层措施保护金属。 1. 2 氯气腐蚀 氯气含水是造成金属腐蚀的直接原因, 因此控制氯气中的含水指标是减少腐蚀的最佳方法。一般氯气中的含水质量分数在150 *10- 6以下时, 它对金属的腐蚀极微, 而湿氯气则对金属的腐蚀性极强。因此对输送湿氯气的管道及设备的选材应予以充分的注意与重视。 1. 3 酸类腐蚀 氯碱工艺中的酸类主要以盐酸、硫酸、次氯酸为主。除了浓硫酸的氧化性而形成保护膜外, 其它酸均能与金属形成析氢反应。因而常采用特殊合金(如高硅铸铁、钛钼合金等)及陶瓷、搪瓷、塑料及橡胶材料来作为防腐蚀材料。 1. 4 碱液腐蚀 碱脆是烧碱腐蚀的主要特点, 因而在烧碱蒸发设备选材时多以耐蚀合金为主, 以提高设备的防腐蚀能力, 从而来延长设备的使用寿命, 但在工艺温度和压力允许的情况下亦有很多采用碳钢内表面涂刷或喷涂耐腐蚀防腐涂料, 以减轻碳钢发生晶间腐蚀。 1. 5 尾气腐蚀 氯碱生产主要以氯气、氯化氢气体、硫酸气及碱雾等尾气为主, 为防止其腐蚀设备、厂房、管架、管路、设备及厂房基础等, 目前多以涂料来加以保护, 更为重要的是在生产工艺中加以严格的控制, 从而有效控制和减少碱雾、酸气对土建及设备的腐蚀。 1. 6 杂散电流腐蚀 食盐水溶液电解制取氯气、氢气和烧碱,在电解槽中利用电能产生所要求的化学变化。由于多种原因在生产过程中存在许多不规则的泄漏电流,这种不规则的泄漏电流容易引起电化学腐蚀, 其危害性应引起电解槽工艺技术人员的足够重视, 以有效保护电解设备及有关的管道等设备。目前有效的控制手段是断电、排流、电位保护。 2、防腐材料的选择 （1）碳钢、铸铁、钛、铜、奥氏体不锈钢、超纯铁素体不锈钢、哈氏合金、镍和高镍合金等金属防腐蚀材料。氯碱工艺段中采用到金属材料的有：高温湿氯气的洗涤和冷却装置（可选钛金属，当然部分也在树脂防腐之耐高温FRP）、盐水系统和管线（碳钢衬橡胶或刷防腐涂料或衬FRP）、浓碱及高温碱（镍铬不锈钢或镍及其

常减压装置的腐蚀与防护

常减压装置的腐蚀与防护 常减压装置是对原油一次加工的蒸馏装置，即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置，常减压蒸馏是原油加工的第一步，并为以后的二次加工提供原料，所以常减压装置是炼油厂的“龙头”。 原油经换热，达到一定温度后，注水和破乳剂，进入电脱盐脱水罐，脱盐后的原油进入另一组换热器，与系统中高温热源换热后，进入常压炉（有的装置设有初馏塔或闪蒸塔，闪蒸出部分轻组分后再进入常压炉）。达到一定温度（370℃）后，经转油线进入常压分馏塔。在常压塔内将原油分馏成汽油、煤油、柴油，有时还有部分蜡油以及常压重油等组分。产品经必要的电化学精制后进入贮槽。常压重油经塔底泵送入减压塔加热炉加热（395℃）后，经转油线进入减压分馏塔，减压塔汽化段压力为80-100mm汞柱，有3-4个侧线，作为制造润滑油或二次加工的原料，塔底油可送往延迟焦化，氧化沥青或渣油加氢裂化等装置。 1.1低温（≤120℃）H2S-HCl-H2O型腐蚀 H2S-HCl-H2O型腐蚀主要发生在蒸馏装置的塔顶及冷凝冷却器系统。对于碳钢为均匀腐蚀，0Cr13钢为点蚀，奥氏体不锈钢则为氯化物应力腐蚀开裂。 氯化氢和硫化氢在没有液态水时对设备腐蚀很轻，或基本无腐蚀（如常压塔顶部封头及常顶馏出线气相部位）。但在气液相变部位，出现露水之后，则形成H2S-HCl-H2O型腐蚀介质，对设

备造成严重腐蚀。 H2S-HCl-H2O型腐蚀环境主要影响因素为：Cl－、pH值。 Cl－浓度：在H2S-HCl-H2O型腐蚀环境中，HCl的腐蚀是主要的。HCl来源于原油中的氯盐水解。另外，由于原油的深度开采，一些油田添加剂也成为HCl的主要来源之一。 pH值：由于氯化物的水解以及原油中硫化氢的逸出，在蒸馏装置塔顶低温露点部位形成强酸性腐蚀环境，pH值为2-3。 如某厂第一套常减压装置投产时，加工原油的含盐量达80mg/l，此状况下常顶空冷开工仅二个月就出现穿孔泄漏，入口弯头处的腐蚀率达15.5mm/a，直管段的腐蚀率达1.54mm/a。这以后陆续完善了“一脱四注”工艺防腐措施，空冷器的腐蚀速度大大降低，空冷器的最长使用寿命达到2911天。表4列出了不同防腐措施下的空冷器的腐蚀率： 表4不同防腐措施下常顶空冷器的腐蚀率 时间 防腐措 施 腐蚀率（mm/a）空冷入口 空冷出 口 第一周期 脱盐不 佳 不明显 1.30 第二周期脱盐 2.33 1.23

压力容器的腐蚀与防护

压力容器的腐蚀与防护 摘要:本文主要针对压力容器材料的腐蚀情况进行了详细的说明。然后针对常见的几种腐蚀形态，从材料选取、加工制造、热处理等方面提出防护措施。 关键词:压力容器，腐蚀，防护，检查 Abstract: this paper mainly for pressure vessels material corrosion a detailed instruction. Then for several common corrosion form, from material selection, the processing manufacture, heat treatment put forward the protection measures. Keywords: pressure container, corrosion protection, check 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。 1压力容器的腐蚀与防护 1.1压力容器腐蚀的定义及存在环境 绝大多数压力容器都由金属材料构成，压力容器与环境的反应而引起的材料的破坏或变质，称为压力容器的腐蚀。 压力容器运行的环境条件： (1)溶液、气体、蒸汽等介质成分、浓度和温度 (2)酸、碱及杂质的含量 (3)应力状态(工作应力、残余应力) (4)液体的静止状态或流动状态 (5)混入液体的固体颗粒的磨损和侵蚀 (6)局部的条件差别(温度差、浓度差)，不同材料接触状态

过程装备腐蚀与防护考点内容

主要试题题型：一、简答题（约30分）二、填空题（约20分） 三、选择题（约10分）四、腐蚀事例分析（3- 4小题，共40分） 第一章 腐蚀电化学基础 1、金属与溶液的界面特性——双电层 金属浸入电解质溶液内，其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子、氧等相互作用，使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的双电层。 2.电极电位 电极电位：电极反应使电极和溶液界面上建立的双电层电位跃。 3.金属电化学腐蚀的热力学条件 (1). 金属溶解的氧化反应若进行，则金属的实际电位必更正于金属的平衡电极电位。E>Ee,M (2)去极化反应若进行，则有金属电极电位必更负于去极剂的氧化还原反应电位。E

液氨储罐的腐蚀与防护

液氨储罐的腐蚀与防护集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

银川能源学院 过程设备腐蚀与防护腐蚀分析报告

目录

液氨储罐的腐蚀与防护 摘要 氨是一种重要的化工产品和工业原料,广泛应用于炼油、化工、农业、制药、制冷等工业。为便于储存和运输,合成氨厂生产的产品氨通常是将氨气加压或降温处理成液氨,液氨储罐作为一种特殊的压力容器,在这些行业也广泛使。 关键词液氨储罐腐蚀防护 1.液氨储罐的危害 液氨储罐作为一种特殊的压力容器在合成氨厂中使用十分广泛。多年来的实践发现,液 氨储罐很少发生强度破坏,大多数是由腐蚀裂纹引起的腐蚀破坏。液氨储罐容易发生应力腐蚀，将会导致储罐爆炸。 2.液氨的性质 氨作为化工产品集工业原料,广泛应用工业之中，氨无色气体，有特异的刺激臭味，易于液化，在20℃下891kPa即可发升液化，并放出大量的热；在温度变化时，液氨体积变化系数很大，液氨相对密度0.771，液氨的熔点为-77.7℃，沸点为-33.35℃，液氨临界温度 132.44℃，液氨蒸气相对密度达到0.597。 3.液氨储罐的腐蚀特征 通过对各类液氨储罐的开罐检查发现,储罐内表面焊缝区的腐蚀裂纹比较严重,且多数出现在环焊缝上,裂纹断口没有塑性变形,呈现出典型的脆性裂纹特征。裂纹多数为浅而长的表面裂纹,且有明显的分支,主干裂纹与焊缝方向垂直,尤其在手工电弧焊的引弧处和收弧处、T 型接头处及封头环缝与筒体纵焊缝交叉部位,裂纹更严重。磁粉检测发现,焊缝裂纹呈树枝状,主干裂纹多呈线性,分支较短,端部较尖锐,根部稍宽。 4.液氨储罐腐蚀分析 储罐里面的液氨是经过加压或降温而转化成的液化气,它的操作压力就是大气温度下的 饱和蒸气压。操作温度和操作压力随气候变化而波动。《压力容器安全技术监察规程》规定,无保温或保冷、盛装低压液化气体的常温储罐,设计温度均取50℃,最高工作压力取所装介 质在50℃时的饱和蒸气压力。而广东地区夏天的最高室温一般不会超过40℃,40℃下氨的饱和蒸气压为1.55MPa,通常操作压力为0.8~1.2MPa,故储罐一般不会因超载而发生强度破坏。

电解池金属的电化学腐蚀与防护

第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 复习目标： 1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。 2.了解电镀池与精炼池的原理，能分析常见的电镀池和精炼池。 3.能够进行有关电解产物的判断和计算。 4.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝 等 金属腐蚀。 主干知识梳理 一、电解的原理 1．电解 （1）定义：在________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。 (2)特点：①电解过程是非自发的。 ②电解质导电一定发生________________。 2．电解池： (1)定义：将______转化为__________的装置。 阳极 (3)构成条件 ①有与_______相连的两个电极。 ② __________(或 _________)。 ③形成________。

例1.下列四种装置中，①盛200mL 0.005 mol·L－1硫酸铜溶液②盛200mL 0.01 mol·L－1硫酸③盛200 mL氯化锌溶液④盛200 mL氯化钾溶液 上述四种装置中，为电解池的是______ (用编号回答)，装置①中两电极的电极反应式分别为__________________________________________ 例2.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示两个串联的电解池。图中B装置中盛有1 L 2 mol·L－1Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 mol·L－1AgNO3溶液。通电后，铂片上有气体生成。 (1)电源X极为________极。 (2)B池中阳极电极反应式为________________，阴极电极反应式 ______________________。 (3)A池中阳极电极反应式为__________________________， 电解化学方程式为_________________________________ 例3．Ⅰ.以铝材为阳极，在H2S O4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_________________________。 Ⅱ.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R 受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式： __________________________________。 例4．CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu＋4I ===2CuI↓＋I2得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。 回答下列问题： (1)阳极区的现象_________________________________。 (2)阳极电极反应式_______________________________。 考点一、电解原理与电解产物的判断 1．电解原理 与外界电源正极相连—阳极—氧化反应(失电子)—阴离子移向； 与外界电源负极相连—阴极—还原反应(得电子)—阳离子移向； 2．两极放电顺序 (1)若阳极为活泼金属(金属活动性顺序表Pt 之前金属)，则 金属失电子，电极被溶解； 若是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则溶液中阴离子失电子， 阴离子放电顺序：S 2－> I －>B r －>C l －>O H －>含氧酸根离子 2＋－

浅谈压力容器的腐蚀及其控制措施

浅谈压力容器的腐蚀及其控制措施 发表时间：2017-10-16T12:56:59.153Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：刘强张维贺 [导读] 摘要：压力容器是化工设备的重要组成部分，在化工生产中具有重要地位和作用。压力容器一旦发生腐蚀，会影响化工反应的正常进行 吉林省松原石油化工股份有限公司 138000 摘要：压力容器是化工设备的重要组成部分，在化工生产中具有重要地位和作用。压力容器一旦发生腐蚀，会影响化工反应的正常进行，甚至酿成重大安全事故。介绍了化工压力容器常见的物理腐蚀、化学腐蚀及电化学腐蚀类型，从材料特性和环境两方面阐述了化工压力容器腐蚀的影响因素，并提出了相应的防腐策略，包括合理选用材料、添加缓蚀剂、改善焊接质量、采用电化学防护、使用防腐涂剂、应用防护衬里以及加强管理维护等，以期为相关从业人员提供借鉴和参考，确保化工压力容器安全稳定运行。 关键词：压力容器；腐蚀；控制措施 压力容器主要是指，能够承受一定压力的液体或气体容器，具有密闭性的特点。腐蚀是导致压力容器出现故障的重要原因，后果十分严重，不仅会造成材料的巨大的浪费，使得企业的生产成本增加，风险升高，还会增加生产中的安全隐患。所以，我们必须对压力容器的腐蚀问题引起高度重视，本文从腐蚀的因素和类型出发，对控制腐蚀的措施进行了探讨，具体分析如下。 一、化工压力容器常见腐蚀类型 （一）物理腐蚀 物理腐蚀是指构成容器的金属材料在物理溶解作用下所产生的损坏，这种腐蚀与化学或电化学反应无关，仅是一个物理变化的过程。例如，用来盛放熔融金属的钢制容器会缓慢地被熔融金属所溶解，日积月累就会造成明显的物理腐蚀。 （二）化学腐蚀 化学腐蚀是指容器表面的金属材料与化学物质接触而发生直接的化学反应，最终引起容器的损坏。引发化学腐蚀的一般是干燥气体或非电解质溶液，发生腐蚀时，金属原子直接与氧化剂进行电子交换而完成氧化还原反应，期间不会产生电流。 （三）电化学腐蚀 电化学腐蚀是造成化工压力容器腐蚀的最主要原因，其破坏性比物理腐蚀和化学腐蚀要大得多，这是因为化工生产中的电解质溶液非常常见，为电化学腐蚀提供了良好的电解质环境。根据电化学机理，发生电化学腐蚀需要阴极和阳极，两者之间会构成电流回流。在电化学腐蚀过程中，位于阳极的金属失去电子并以离子形态进入电解质溶液，而金属中的剩余电子在阴极被氧化剂所捕获。电化学腐蚀既可以是单一的电化学过程，也可以与机械作用、生物作用等共存，形成一个极为复杂的反应过程。 二、化工压力容器防腐策略 （一）合理选用材料 为了对抗大气环境对压力容器的腐蚀，可以选择合适的耐腐蚀材料。例如，为了增强低合金钢的耐腐蚀程度，可以在钢铁中添加少量的铜、铬、钛等合金元素。该措施的主要目的就是为了提高铁层的连续性、紧密性和粘附性，降低腐蚀的发展速度，以此来达到控制腐蚀的效果。 （二）添加缓蚀剂 缓蚀剂是一种或一组特殊的化学物质，具有减缓容器腐蚀的效果。只要在金属材料的表面添加极少量的缓蚀剂，就能够使材料的力学性能得到很好地保持。在盛放某些介质的金属材料中添加特定的缓蚀剂，甚至可以使材料的腐蚀速度降至接近0。因此，添加缓蚀剂是一种非常经济的金属防腐技术，是化工压力容器防腐的理想选择之一。缓蚀剂主要是影响金属在介质中发生电化学腐蚀，通过覆盖在金属表面，抑制表面的阳极反应和阴极反应，减缓金属的电化学腐蚀。另外还有抑制压力容器物理化学腐蚀的缓腐蚀剂，主要有氧化膜、沉淀膜以及吸附膜3种。氧化膜型缓蚀剂就是指其本身就是氧化剂，可以与金属发生作用，在金属表面形成紧密的氧化膜，阻碍金属离子化，从而减缓金属的腐蚀。沉淀膜型缓蚀剂就是在金属表面生成沉淀膜，可以通过缓蚀剂分子之间相互作用生成，也可以通过缓蚀剂与腐蚀介质中的金属离子作用生成，一般是在阴极区形成并且覆盖在其表面，阻断金属与介质之间的离子作用，减缓金属的腐蚀。吸附膜型缓蚀剂一般为有机缓蚀剂，其在腐蚀介质中对金属表面有良好的吸附性，可改变金属表面的性质，抑制金属的腐蚀。 （三）改善焊接质量 金属材料焊接部位的残余应力是导致腐蚀断裂的重要因素，通过提高焊接质量，可以有效消除残余应力，改善焊缝区域的金相组织，进而提高其耐蚀性。目前，不锈钢材料焊接中应用最广泛的两种工艺是电弧焊与氩弧焊，无论采用哪一种工艺，都必须遵循钢结构焊接规范的相关要求。焊条等焊接材料要选择适用且经过相关质检机构检测之后的材料。压力容器焊接前，需充分考虑金属材料的淬硬性、焊缝厚度等因素，并做好预热工作。为避免容器产生超标缺陷，焊接完毕后还需及时进行相应的热处理，并进行晶间腐蚀测试，最后进行超声波检测与射线检测。 （四）采用电化学防护 电化学防护的基本原理是将待保护的金属材料变为原电池中的阴极，以抑制金属材料的阳极反应，减缓其腐蚀进程，包括两种方法：①牺牲阳极保护法，即将还原性较强的铝、锌等金属材料固定在容器上充当阳极，使金属容器变为腐蚀电路的阴极而受到保护。②外加电流阴极保护法，即通过外加直流电源的方式，强制电子从介质流向金属容器，使容器作为阴极被保护起来。采用外加电流保护法的关键在于低电压、大电流，且必须持续不间断供电。牺牲阳极保护法比较适宜于腐蚀性不太强的介质，如中性盐溶液，在强腐蚀介质中，由于活泼金属材料的消耗太大，故经济性较差。而外加电流阴极保护法是利用外加电源进行保护，可以有很大的功率，因此比牺牲阳极保护法适用范围更广。外加电流阴极保护法还可以根据保护情况随时调节电流大小，但需要配备一套直流电源和附属的电器装置，基本投资远高于牺牲阳极保护法，所以应综合考虑介质环境、防腐等级要求、经济性等因素选用电化学保护方法。外加电流阴极保护法广泛应用于地下管道、海水冷却设备、油库以及盐类生产设备的保护，在化工生产中的应用也逐年增多。 （五）使用防腐涂剂 防腐涂剂通常由多种材料调配而成，包括人造树脂、植物油和浆液溶剂等。防腐涂剂一般用在腐蚀较为严重的设备表面，可直接涂到腐蚀部位，待涂料变干后就会形成一层带有许多微孔的薄膜，虽然该薄膜不能彻底隔离金属容器与介质，但可以增大介质向微孔扩散的阻