有关压力容器防腐管理的问题探讨

所属栏目:化工论文 发布日期:2012-11-13 08:46 热度:

  摘要:本文介绍压力容器从设计到维修过程中发生的腐蚀的,并对此进行描述。

  关键词:压力容器,腐蚀,管理

  一、设计中的防腐管理

  搞好压力容器防腐管理,在设备设计时就应有足够的考虑,应运用防腐的知识和经验来设计。防腐设计的主要内容包括选材、工艺设计、强度设计、正确的结构设计和防腐方法选择等。

  1.选材

  要考虑耐蚀性,尤其是耐点蚀,应力腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀和耐疲劳腐蚀的性能,还应注意整个系统中材料相互之间的适应性,尽量避免不同的金属材料相互接触。对于保温材料要选配恰当,含大量氯化物的保温材料不适用于不锈钢设备。

  2.工艺设计

  介质要保持适当的、均匀的流速,要保持适当的温度和浓度等。

  3.强度设计

  要考虑腐蚀环境对于材料强度的影响,要考虑腐蚀裕量,特别要注意产生局部腐蚀、疲劳腐蚀和蠕变情况下的强度设计。

  4.设备与部件的结构设计

  应尽量避免形成缝隙和形成积液的死区,排污孔应放在能全部排清残液的部位即最底端,尽量采用对接焊缝,避免搭接。换热设备的管板与换热管最好采用焊接加贴胀或强度胀加密封焊。 必要时在流体入口处还应增加挡板以避免流体对设备的直接冲刷。

  5.防腐方法选择

  防腐材料用金属还是用非金属,非金属用涂料还是用衬里,用哪一种涂料或衬里,这些都要视具体环境进行正确选用。

  二、制作过程中的防腐管理

  很多压力容器的腐蚀是由于制作过程中的缺陷而引起的。 因此在制作过程中必须按照相关的规程或规定来进行。

  1.投料

  要按照设计要求,认真检查所用的材料,不能误用。 例如 Q235-B 与 16MnR 虽同为碳钢,但它们的强度及使用范围不一样,用错后可能在设备运行中引起事故。不锈钢有各种各样的牌号,不同牌号的不锈钢的耐蚀性能差异很大,用 316L 钢(00Cr17Ni14M02)制造的设备,若错用了一张 304L钢(00Cr19N i10)便可造成这一部位的严重腐蚀,从而不能体现设计者的初衷。为此,对材料必须有严格的管理,要求标记清晰,移植规范,当材料的牌号混淆不清时有必要进行复验。

  2.冷加工

  冷加工会在工作中留下很大的残余应力。 有资料表明,奥氏体不锈钢设备的应力腐蚀事故主要是冷加工残余应力造成的。因此当整个设备制作完成后, 应力求进行整体或局部热处理以消除残余应力,如旋压封头在旋压后应进行消除应力处理。 同时,在制作过程中要避免用重物乱锤乱打。 《容规》也明确规定,容器在制作过程中不允许强力组装。

  3.焊接

  焊接工艺及其质量对设备寿命影响很大, 这主要是它与腐蚀的关系极为密切。 设备要尽量减少焊缝,尽可能避免交叉焊缝。《容规》第 4.2.3 条明确规定不宜采用十字焊缝, 焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的 3 倍,且不小于 100mm。焊接对不锈钢的耐蚀性能影响更大, 奥氏体不锈钢焊接时必须选择适当的焊接工艺,焊接操作要快,焊后要快冷,避免敏化温度下长时间停留,防止产生晶间贫铬现象。 因而加强对焊接工艺的管理与指导有重要的意义。另外,焊接中的起弧、飞溅、气孔等与设备的腐蚀有很大的关系,在焊接过程中应十分注意。

  4.热处理

  热处理工艺与质量直接影响设备的使用寿命与安全运行, 必须要了解不同材质的热处理特性,给以区别对待,应根据不同材质,不同的使用条件,不同的热处理目的制定不同的工艺规范。采用热处理消除残余应力是防止应力腐蚀破裂的重要措施,如盛装液化石油气、液氨等介质的容器。 热处理要严格按照规范进行, 应优先采用在炉内加热的办法,以确保热处理的质量。

  5.防腐衬里

  防腐衬里效果的好坏关键在于衬里施工质量,衬里防腐层不论是金属覆盖层还是非金属覆盖层,都要求在施工前进行一系列表面处理。表面处理采用手工打磨或喷砂的办法,要求达到平整,无明显凸凹、尖角、砂眼、缝隙等缺陷,转折处的圆角半径应不小于 5mm,表面的油污也必须清除干净。 在非金属衬里的设备中,衬里后不得施焊,也不得撞击敲打,以免破坏衬里层而引起设备腐蚀,所以容器的铭牌座等所有结构件应在衬里施工前焊好。

  三、贮运和安装过程中的防腐管理

  容器从出厂到投产之前要经过库存、运输的过程,然后进行安装,在这些环节中必须有相应的防腐管理,如果管理不善,将造成腐蚀。容器的库存期间主要应防止大气腐蚀,对不锈钢容器应防止氯离子污染,对钛材要防止铁离子污染,所以要根据具体情况采取短期或长期的防护措施。 容器在贮运和安装过程中要防止碰撞、划伤 (特别是搪玻璃设备), 要防止因贮运引起变形而增加应力腐蚀破裂的危险。 安装时的紧固力要适中,避免用力过大留下残余应力。 为了运输或安装方便,在容器上焊接的临时吊耳和拉筋等应采用与壳体相同或相似的材料,并用相适应的焊接材料和焊接工艺进行焊接,割除后留下的疤痕必须打磨平滑。 这些都易在施工中被忽略而造成腐蚀。 安装完毕后要及时消洗、清理,做好金属表面防腐工作。容器的水压试验也必须按规程的规定进行,对不锈钢设备,要采用氯离子浓度≤25PPm 的洁净水。

  四、使用过程中的防腐管理

  在使用过程中,由于有的容器长期与腐蚀介质接触,生产又是在高温高压下进行,所以在此过程中的腐蚀更为严重,尤其要加强管理。在生产过程中,正常运行时的参数不能随意更改。 工艺条件是经过反复试验和生产实践而总结出来的,不能为了增加产量就任意改变参数, 使容器超负荷运行,一定要保证均衡生产。严格控制化工生产工艺条件是防腐管理的一个重要方面,如果违反生产工艺操作规程,必然会造成包括腐蚀在内的种种后果。有经验表明,腐蚀事故多数发生在新投产项目上,所以防止试车时容器的腐蚀十分重要,这是因为容器在试车时的操作条件不稳,物料的组成、浓度、流速和温度变化较大,同时容器刚开始运行,可能清洗不彻底,残留泥沙和杂质,会促使腐蚀比正常运行时快,因此必须从各方面加强管理以保护容器。 例如试车前应严格清洗,试车时尽量保持工艺条件稳定,适当提高缓蚀剂的添加量等。使用过程中还有很重要的一点,即设备管理人员必须建立容器腐蚀档案, 按相关规定定期进行内外部检测,加强巡检,随时了解腐蚀情况,特别是要作好重量部位腐蚀情况观测,严格控制腐蚀环境。如有的水中氯离子含量虽然很低,但不锈钢表面由于氯离子的吸附、浓缩,含量可以达到很高的程度,如不锈钢换热器这样的设备很有必要进行定期清洗和及时排污,防止局部地方氯离子浓缩而引起腐蚀。

  五、设备维修过程中的防腐管理

  当压力容器停止运行以后,必须将废液、废渣排除干净,不得滞留于设备内,防止残留的介质引起腐蚀。有时还要选择合适的方案进行处理,如锅炉系统停车后,为防止其发生腐蚀,常用氮气密封或注满加有缓蚀剂的水等。 维修时要根据不同情况制定对设备保护的措施,并应认真做好停车期间的检查。主要检查在容器运转中无法检查或无明确把握的腐蚀形态、腐蚀分布及损伤等,特别是锅炉、热交换器、管路等的结垢和堵塞情况,要检查材料强度劣化情况,看有无回火脆性、氢脆、应力腐蚀破裂等,对重点部位要测定壁厚。同时对出现的这些情况应找出原因,杜绝容器失效后只单纯更换新设备的不良习惯,对腐蚀事故一定不能放过,以免再次发生。

  另外,在维修过程中要避免对容器造成新的损伤, 跟制作过程一样要注意防止产生新的腐蚀隐患。如不能混用材料(包括焊接材料),不能随意更换保温材料等。

  从以上各方面的防腐管理工作可以看到,有的直接影响压力容器使用寿命,有的影响系统,有的甚至影响整个企业的生产。由此可见,压力容器防腐管理具有十分重要的意义。 设备管理人员应深入开展防腐工作,分析、研究、解决化工生产中存在的各种腐蚀问题,提高防腐效果,保证设备的正常运行,最终提高经济效益。

文章标题:有关压力容器防腐管理的问题探讨

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