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压力容器防腐工作:维护注意事项

【摘要】:3)压力容器防腐层和防腐衬里的维护应注意下列工作:①装入容器内固体物料特别要注意避免刮落或碰伤防腐层。②带搅拌器的压力容器应采取措施防止搅拌器叶片与容器器壁意外碰撞,避免损坏防腐层或防腐衬里。这种方法的原理是压力容器金属的腐蚀电位与它的腐蚀状态之间存在着某种特征的相互关系。对压力容器的腐蚀电位监测要比参比电极坚实耐用,尽可能减少维修,而且在所研究的环境中具有足够的电位稳定性。

由于压力容器内部工作介质对容器内壁材料会产生腐蚀作用,因此在压力容器运行、日常维护、停用期间都要采取相应的防腐措施,才能确保压力容器完好运行和完好状况。

1)对压力容器进行防腐处理各种工艺有:①金属防腐层。采用耐介质腐蚀的金属,经喷镀、电镀与被保护的器壁表面金属牢固结合成一体,形成一层金属保护层。使在一定限度的机械压力、热压力作用下不会脱落或剥离。因此在覆盖保持层之前要用喷砂、钢丝刷或砂纸打磨等机械或手工方法,必要时可用酸洗或有机溶剂脱脂。②搪瓷或搪玻璃。当压力容器内介质具有强腐蚀性,必须采用搪瓷或搪玻璃作为内壁衬里。搪瓷衬里广泛用于石化行业、制药行业的反应锅,合成罐等。耐酸搪瓷衬涂工艺步骤为:先将干净的器壁喷涂一层底釉,然后搪瓷,在适当温度下烘烤、灼烧即可。③橡胶衬。采用含硫20%~30%的硬橡胶作为器壁的衬里,不仅耐腐蚀而且有较高的强度,应用范围也较广泛。④涂漆衬。首先对器壁表面进行除锈和清洗,先涂红丹漆,再涂酶酸耐温清漆或生漆等。

由于压力容器的工作介质不同,其腐蚀性能也不相同,所以防腐措施也不一样。采用合理的防腐措施对压力容器的安全运行、延长压力容器使用寿命是十分重要的。

2)对于有腐蚀性介质的压力容器,必要时要通过做挂片试验确认其腐蚀的程度,即用与压力容器主体母材相同的材料挂片挂在压力容器内,定期测定其质量损失以确定腐蚀速率,并由此作为制订安全操作规程的依据。

3)压力容器防腐层和防腐衬里的维护应注意下列工作:①装入容器内固体物料特别要注意避免刮落或碰伤防腐层。②带搅拌器的压力容器应采取措施防止搅拌器叶片与容器器壁意外碰撞,避免损坏防腐层或防腐衬里。③内装填料的压力容器,其填料分布应尽量均匀,防止流体介质运动造成偏流磨损。④定期检查防腐涂层和衬里的完好情况,并做好详细记录。

4)压力容器的腐蚀监测。腐蚀监测是对压力容器的腐蚀性破坏进行系统的测量,其目的是了解腐蚀过程,了解腐蚀控制的应用情况及控制效果。多年来实践证明腐蚀监测是压力容器控制腐蚀一种安全可靠而有效的手段。

腐蚀监测技术最初是从工厂检测技术和实验室腐蚀试验技术两个不同的方面发展起来的。随着近年来电子学的发展和应用,腐蚀监测技术也有了很大的发展。常用腐蚀监测方法有以下几种。

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图3-18 电阻探针结构示意图

1—暴露的测量电极 2—电极密封 3—保护的参比电极 4—探针密封 5—表盘指示 6—放大器

①电阻法。电阻法是应用平衡电桥测量在腐蚀过程中探针的电阻变化,从而确定腐蚀速度,所用的仪器为腐蚀计。腐蚀计的电阻探针结构如图3-18所示,包括两个部分:上部是裸露的金属试片;下部是密封的参考试片。测量时,电阻探针插入正在运转的设备中,裸露的金属试片在腐蚀介质中受腐蚀减薄,从而使其电阻增大。周期性地测量这种增加电阻,实际测量的是被测试片与不受腐蚀的参考试片之间电阻比的变化量,由此便可计算出腐蚀速度。

用于测量的金属试片可以用与被监测压力容器相同的材料制成,也可用不同材料制成。减小金属试片的横截面面积可以提高测量灵敏度,所以薄状试片用得较多。测量电阻比变化的电桥通常用开尔文电桥。

电阻法可用于液相或气相介质中对压力容器金属材料进行腐蚀监测,以确定介质的腐蚀性和介质中所含物质(如缓蚀剂)的作用。(www.chuimin.cn)

线性极化法。线性极化法又称极化电阻法,是近年发展起来的一种快速测量电化学腐蚀速度的方法。其原理是:将试样通以外加电流,在自然腐蚀电位附近,当极化电位不超过±10mV时,外加电流△I与极化电位△E之间呈线性关系。

腐蚀电流IC和极化电阻Rp之间存在着反比关系,即极化电阻越小,腐蚀电流越大;极化电阻越大,腐蚀电流越小。

根据法拉第定律,电化学腐蚀过程可用腐蚀电流表示腐蚀速度,测定了极化电阻Rp,并计算出腐蚀电流,就可以计算出腐蚀速度。

测量极化电阻的电路原理如图3-19所示,线性极化探针有三电极型和双电极型。三电极型探针有一极是参比电极,由于电位测量回路和电流测量回路是互相独立的,参比电极在电流回路之外,所测量的极化电位值中受到的电阻降影响显然要比双电极型小。

线性极化技术已经用于压力容器的各种环境中,包括范围广泛的压力容器/电解液组合。它的应用局限于液体,且最好是在电阻率小的介质中使用。国产仪器有上海生产的FC型腐蚀快速测试仪。

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图3-19 测量极化电阻的电路原理图

a)经典三电极系统 b)同种材料三电极系统 c)同种材料双电极系统

③腐蚀电位法量。这种方法的原理是压力容器金属的腐蚀电位与它的腐蚀状态之间存在着某种特征的相互关系。例如,金属是处于钝态还是活化态,可由腐蚀速率来鉴别。

腐蚀电位监测实质上就是用一个高阻伏特计测量压力容器金属材料相对于某参比电极的电位。为了有效实施电位监视,要求体系的不同腐蚀状态之间互相分开一个相当大的电位区间,一般要求10mV或更大一些的范围。这样,即使在工作状态下由于温度、流速、充气状态或浓度的波动使电位变动达几十毫伏或十几毫伏,仍然能比较清楚地识别由于腐蚀状态的变化所引起的电位移动。

对压力容器的腐蚀电位监测要比参比电极坚实耐用,尽可能减少维修,而且在所研究的环境中具有足够的电位稳定性。例如,在氧化还原体系,可采用不锈钢、铂、钛或钽等作为参比电极。

腐蚀电位监测是最简单易行的腐蚀监测方法之一。但这种方法只能给出定性的指示,而不能得到定量的腐蚀速度。