壓力容器金屬材質(zhì)腐蝕情況研究

時(shí)間:2022-12-14 08:55:19

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壓力容器金屬材質(zhì)腐蝕情況研究

摘要:研究將針對(duì)4種不同類型的金屬材質(zhì)管道壓力容器進(jìn)行腐蝕情況的試驗(yàn)和分析,在對(duì)其進(jìn)行研究與分析之前,首先會(huì)從壓力容器的工作特點(diǎn)入手對(duì)其進(jìn)行名曲,然后會(huì)結(jié)合腐蝕損傷做出相應(yīng)的概述。以此,便可以延伸得出壓力容器材質(zhì)的腐蝕狀況。同時(shí),研究還會(huì)應(yīng)用試驗(yàn)研究的方法,從試驗(yàn)的材料、試驗(yàn)的環(huán)境、試驗(yàn)的方案以及試驗(yàn)的結(jié)果分析入手設(shè)計(jì),通過(guò)該方法的應(yīng)用,可以全面的實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器進(jìn)入材質(zhì)腐蝕情況的探索和分析。

關(guān)鍵詞:壓力容器;金屬材質(zhì);腐蝕情況;試驗(yàn)研究

在特定的介質(zhì)環(huán)境中,金屬材料的抗腐蝕性也不盡相同。特別是對(duì)于金屬材質(zhì)的管道而言,管道內(nèi)部流動(dòng)的物體以及管道外部的現(xiàn)實(shí)環(huán)境,必然會(huì)對(duì)其造成一定程度的腐蝕,因此,如何對(duì)腐蝕狀況進(jìn)行判斷,如何有效的控制腐蝕的界限,是一個(gè)非常值得探究的問(wèn)題。在此,研究將從壓力容器的金屬材質(zhì)腐蝕狀況入手,通過(guò)分析和解讀華化工企業(yè)為主的管道應(yīng)用狀況,能夠有效的探索得出壓力容器材質(zhì)腐蝕的程度,且能夠?qū)ζ渥龀鲇行У木S護(hù)和保養(yǎng)。這對(duì)于促進(jìn)化工企業(yè)的工作效率,降低化工企業(yè)發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)的概率有著重要的幫助作用。

一、壓力容器工作特點(diǎn)

壓力容器是一種可以承受高強(qiáng)度壓力的密閉性容器,在化工企業(yè)中應(yīng)用較為廣泛?,F(xiàn)如今,壓力容器的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到了工業(yè)領(lǐng)域、航天領(lǐng)域、航海領(lǐng)域、化工領(lǐng)域以及其他各個(gè)領(lǐng)域中。壓力容器的主要工作特點(diǎn)是可以發(fā)揮較好的傳熱功能,且能夠作為中間介質(zhì)對(duì)各類物質(zhì)進(jìn)行傳遞與輸送,同時(shí)在必要時(shí)刻還可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行儲(chǔ)存與運(yùn)輸。由此可見(jiàn),壓力容器在化工企業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值較高。壓力容器的應(yīng)用方法較為靈活,且應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛。其中,我們常見(jiàn)的有以下幾點(diǎn):第一是能夠基于壓力容器本身可以承載的壓力,設(shè)計(jì)低壓容器高壓容器和中壓容器以及超壓容器。而且,不同壓力程度的容器均具備專門的應(yīng)用環(huán)節(jié),發(fā)揮相應(yīng)的功能和作用。第二是能夠作為中間介質(zhì)傳遞、運(yùn)輸和儲(chǔ)存各類物質(zhì),且儲(chǔ)存物質(zhì)包含有有毒物質(zhì)、無(wú)毒物質(zhì)、易燃物質(zhì)等。

二、腐蝕損傷概述

腐蝕損傷主要指的是:金屬、環(huán)境或由它們作為組成部分的體系的功能遭受的有害腐蝕效應(yīng)。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于,由于金屬材質(zhì)在應(yīng)用中會(huì)暴露在各類環(huán)境下,甚至?xí)┞对趷毫迎h(huán)境中。因此金屬材質(zhì)本身必然會(huì)受到相應(yīng)程度的腐蝕。所以,一般情況下,針對(duì)于容易腐蝕的金屬材質(zhì),或者是針對(duì)于暴露在腐蝕環(huán)境下的技術(shù)材質(zhì),都需要設(shè)計(jì)專門的壽命日歷,并且要制定嚴(yán)格的維護(hù)與保養(yǎng)機(jī)制。這樣,能夠有效演唱金屬材質(zhì)的使用壽命,降低金屬材質(zhì)因腐蝕過(guò)渡而造成的開(kāi)裂、損壞等問(wèn)題發(fā)生。由此可見(jiàn),金屬材質(zhì)在腐蝕的過(guò)程中,是一個(gè)時(shí)間積累的過(guò)程。因此對(duì)金屬材質(zhì)的腐蝕損傷情況進(jìn)行界定的時(shí)候,同樣可以應(yīng)用時(shí)間推理的方法來(lái)進(jìn)行。這樣,能夠基于計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的判斷出金屬材質(zhì)的實(shí)際腐蝕狀況,然后再選擇相應(yīng)的辦法對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和更換。

三、壓力容器材質(zhì)腐蝕試驗(yàn)研究

本次研究將基于壓力容器材料在液氨氣體中的腐蝕狀況進(jìn)行探索和分析,在下文中會(huì)做出詳細(xì)的論述和有效的解答。

(一)試驗(yàn)材料

在對(duì)化工壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,需要技術(shù)人員結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),按照《固定式原理容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行有效的規(guī)劃與研究,并且要依托《規(guī)程》中的相關(guān)要求實(shí)現(xiàn)對(duì)各類應(yīng)力的有效調(diào)整,房子應(yīng)力的集中,該方法的應(yīng)用可以保證金屬表面的平整性,且可以保證容器加工的有效性。另外,在這一背景下,容器的應(yīng)用時(shí)間會(huì)更長(zhǎng),且受到腐蝕的可能性也會(huì)更小。除此之外,對(duì)于容器的應(yīng)用,還可以針對(duì)其具體工作環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的思考,比如在腐蝕性較強(qiáng)的工作環(huán)境中,需要對(duì)容器進(jìn)行合金材料的應(yīng)用,以此實(shí)現(xiàn)容器抗腐蝕性的提升。從正常情況下進(jìn)行分析,容器的應(yīng)用材料以碳鋼材料為主,通過(guò)碳鋼材料的應(yīng)用,可以保證容器應(yīng)用的壽命得以提升,且能夠確保容器本身具有較高的工作效率。而在面對(duì)特殊情況的時(shí)候,容器材料可以替換成為不銹鋼材料或者是鈦鋼材料,但是相比較而言,鈦鋼材料的應(yīng)用成本相對(duì)較高,一般只會(huì)應(yīng)用與特定的環(huán)境中。在對(duì)容器進(jìn)行材料應(yīng)用的過(guò)程中,除了需要對(duì)容器的抗腐蝕性進(jìn)行研究之外,還需要針對(duì)容器材料的防火能力進(jìn)行研究。在設(shè)計(jì)防火材料應(yīng)用的過(guò)程中,可以結(jié)合抗燃燒的材料,或者是抗毒性較強(qiáng)的材料等。如,在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,要有效規(guī)避對(duì)A235B以及Q235C材料的應(yīng)用,因?yàn)榇祟惒牧喜粌H不具備較高的防火效能,且對(duì)于抵抗毒性的能力也較弱。

(二)試驗(yàn)環(huán)境

在試驗(yàn)工作進(jìn)行到后期的時(shí)候,其試驗(yàn)的重點(diǎn)也從之前的試驗(yàn)效果轉(zhuǎn)變到了試驗(yàn)測(cè)試上。所以,在這一階段中,務(wù)必要對(duì)壓力容器的腐蝕試驗(yàn)效果進(jìn)行后續(xù)測(cè)試,而且在測(cè)試的過(guò)程中需要嚴(yán)格把控?cái)?shù)據(jù),按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行,如果出現(xiàn)與數(shù)據(jù)不相符的地方,務(wù)必要對(duì)其進(jìn)行全面的整改與完善。在測(cè)試過(guò)程中,重點(diǎn)需要對(duì)設(shè)備試驗(yàn)的密封效果進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)需要對(duì)設(shè)備的真空系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè),以此來(lái)判斷在實(shí)際工作的過(guò)程中會(huì)不會(huì)出現(xiàn)化工產(chǎn)品以及有厚度有害氣體泄露的情況。再者,還需要通過(guò)人工干預(yù)的方式對(duì)其利用清潔水進(jìn)行整體性的檢測(cè)與評(píng)估。當(dāng)檢測(cè)效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后,需要將其中的清潔水排放干凈,從而避免在后期的工作過(guò)程中出現(xiàn)不必要的麻煩。在化工企業(yè)中,針對(duì)于壓力容器的應(yīng)用環(huán)境而言,大部分都存在有較為強(qiáng)烈的腐蝕性介質(zhì)。其中,主要包含的內(nèi)容有:酸性介質(zhì)、堿性介質(zhì)、有毒性介質(zhì)、鹽性介質(zhì)等。此類介質(zhì)很容易對(duì)金屬材質(zhì)的材料造成傷害,長(zhǎng)期附著在金屬材質(zhì)的表面,不僅可以導(dǎo)致金屬材質(zhì)逐漸腐蝕,甚至還會(huì)讓金屬材質(zhì)出現(xiàn)開(kāi)裂、破碎的情況。這對(duì)于化工企業(yè)的生產(chǎn)和作業(yè)而言有著嚴(yán)重的危害,同時(shí)這也是造成化工企業(yè)生產(chǎn)事故的一個(gè)重要原因。但是,在正常情況下,化工企業(yè)的壓力容器在應(yīng)用的過(guò)程中也具備一定的抗腐蝕性。特別是針對(duì)一些酸堿性較高的介質(zhì)以及一些含氧量嚴(yán)重超標(biāo)的介質(zhì)等,都具備較好的抗腐蝕性作用。但是,由于各類材料的應(yīng)用年限較差,且使用的較為頻繁,所以其抗腐蝕性會(huì)在時(shí)間的積累中不斷降低,如果不對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和更換,那么必然會(huì)導(dǎo)致腐蝕嚴(yán)重性的提升。通過(guò)試驗(yàn)環(huán)境我們了解到,針對(duì)于不同的腐蝕性介質(zhì),可以應(yīng)用不同類型的壓力容器材料。如,在酸性腐蝕介質(zhì)較多的工作環(huán)境中,壓力容器可以采用低碳鋼含量的材料進(jìn)行設(shè)計(jì);在面對(duì)堿性濃度較強(qiáng)的介質(zhì)時(shí),壓力容器可以采用鈦鋼或者是不銹鋼材質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣,能夠延緩壓力容器的腐蝕速度,且能夠提升養(yǎng)護(hù)的效率和整體質(zhì)量。

(三)試驗(yàn)方案

金屬焊接殘余是腐蝕斷裂的要點(diǎn),所以提升焊接的質(zhì)量是保證金屬材料腐蝕性降低的一個(gè)關(guān)鍵所在。在這一背景下,需要技術(shù)人員在提升自己焊接能力的同事,通過(guò)對(duì)焊接方法的有效改善實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材質(zhì)腐蝕性能的提升。如,可以在焊接過(guò)程中對(duì)區(qū)域進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì),然后應(yīng)用區(qū)域的金相組織實(shí)現(xiàn)對(duì)材料抗腐蝕性的提升。結(jié)合當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況來(lái)分析,針對(duì)于不銹鋼材料的焊接,能夠有效實(shí)現(xiàn)抗腐蝕性的提升,在這一背景下,對(duì)不銹鋼材質(zhì)的焊接可以應(yīng)用兩種方法。第一是通過(guò)電弧焊接的方法對(duì)不銹鋼材料的壓力容器進(jìn)行區(qū)域?qū)?;第二是通過(guò)氬弧焊接技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加工和設(shè)計(jì)。在上述的兩種應(yīng)用方法中,不管是應(yīng)用哪一種方法,都對(duì)焊接技術(shù)有著較高的要求,且對(duì)于壓力容器的材質(zhì)應(yīng)用也有著較為明確的規(guī)定。因此,技術(shù)人員在進(jìn)行焊接的時(shí)候,為了保證焊接部位不過(guò)快的腐蝕,可以對(duì)焊接的厚度和焊接的分析進(jìn)行嚴(yán)格的把控。在焊接完畢之后,還需要結(jié)合超聲波設(shè)備的應(yīng)用,對(duì)焊接部位進(jìn)行縫隙的檢查,在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后,可以及時(shí)的展開(kāi)返工。除此之外,針對(duì)于電化學(xué)防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用同樣可以對(duì)金屬材料的抗腐蝕性進(jìn)行有效提升。在這一背景下,需要對(duì)金屬材料的陰陽(yáng)兩極進(jìn)行腐蝕標(biāo)準(zhǔn)的研究與解讀。在此,需要應(yīng)用到以下兩種方法對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì):第一是需要通過(guò)犧牲陽(yáng)極的方法對(duì)金屬材料進(jìn)行保護(hù)。通過(guò)該方法的應(yīng)用,能夠有效的還原金屬材料的抗腐蝕性,特別是針對(duì)于一些鋁合金材料以及銅類材料而言,這一方法的應(yīng)用非常有效。第二是可以通過(guò)保護(hù)陰極電路的方法對(duì)壓力容器的抗腐蝕性進(jìn)行提升。在這一背景下,需要在保護(hù)的過(guò)程中設(shè)計(jì)低電壓、大電流的電路應(yīng)用環(huán)境。該方法的應(yīng)用相比較犧牲陽(yáng)極的方法更加可靠,且可應(yīng)用的材料種類也更多。

(四)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在化工企業(yè)中,若想對(duì)壓力容器進(jìn)行有效的應(yīng)用和規(guī)范性的操作,就需要嚴(yán)格按照既定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器的合理檢查、合理設(shè)計(jì)與合理管理。這樣,能夠在提升壓力容器應(yīng)用效率的同時(shí)降低壓力容器在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中發(fā)生故障的概率。特別是針對(duì)于壓力容器的抗腐蝕性作用,如何采取正確的材料,如何對(duì)其進(jìn)行有效防護(hù),也是當(dāng)前技術(shù)人員需要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)方面。在通過(guò)深入研究之后了解到,針對(duì)于化工企業(yè)的壓力容器抗腐蝕性強(qiáng)化工作開(kāi)展而言,需要在制定相應(yīng)的管理制度同時(shí),明確對(duì)不同材料的應(yīng)用環(huán)境。這樣可以進(jìn)一步保證容器的抗腐蝕性提升,且可以降低化工企業(yè)作業(yè)與生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)閴毫θ萜鞒霈F(xiàn)故障而發(fā)生安全事故的可能性。這對(duì)于保護(hù)企業(yè)的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的引導(dǎo)作用和現(xiàn)實(shí)意義,且對(duì)于推動(dòng)壓力容器材料應(yīng)用以及抗腐蝕性技術(shù)能力提升也有著一定的促進(jìn)意義。從本質(zhì)上來(lái)分析,壓力容器的抗腐蝕強(qiáng)度直接關(guān)系到化工企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量,且對(duì)化工企業(yè)的安全生產(chǎn)保證也有著至關(guān)重要的關(guān)系。由此課件,技術(shù)人員在將來(lái)對(duì)壓力容器進(jìn)行抗腐蝕性材料選擇和設(shè)計(jì)的時(shí)候,務(wù)必要將之放在一個(gè)“保障安全”的高度來(lái)思考,基于此,能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器抗腐蝕技術(shù)的再次個(gè)性,以及對(duì)壓力容器使用壽命的有效延長(zhǎng)。綜上所述,為有效體現(xiàn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性,相關(guān)人員在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要按照試驗(yàn)順序進(jìn)行操作。但是,該試驗(yàn)順序并不是相關(guān)規(guī)定給出的建議試驗(yàn)順序,而是需要結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)的模式與產(chǎn)品來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的安裝順序。通過(guò)該方法可以提高試驗(yàn)檢測(cè)的質(zhì)量和效果,且可以穩(wěn)定其可靠性。在面對(duì)較難操作的大型和超大型試驗(yàn)時(shí),可以先對(duì)其進(jìn)行分解,或者先設(shè)計(jì)其大體框架。而在面對(duì)可操作性較高的,且體積相對(duì)小小的試驗(yàn)器具,可以在進(jìn)行過(guò)整體試驗(yàn)之后再對(duì)局部小試驗(yàn)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)展。所以,在化工工藝電氣設(shè)備的安裝與設(shè)計(jì)過(guò)程中,務(wù)必要先確保其安裝的可靠性與安全性,隨后再考慮安裝的其他條件。只有這樣,才能將安裝的成本控制在最低,將安裝的風(fēng)險(xiǎn)降至最小。另外,再去分析安裝過(guò)程中的焊接方法設(shè)計(jì)以及檢測(cè)方法設(shè)計(jì)等。從而確保安裝完成之后的化工工藝電氣設(shè)備能夠在后期的工作開(kāi)展過(guò)程中穩(wěn)定運(yùn)行。該方法是一種可保障化工企業(yè)持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

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作者:韓愛(ài)忠 單位:中國(guó)石化濟(jì)南煉化