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反应釜腐蚀问题——孔蚀解决方案
文章来源:管理员 添加时间:2015/12/16 15:24:30
一、反应釜孔蚀的形成
孔蚀是在金属上产生小孔的一种极为局部的腐蚀形态,也是破坏性和安全隐患最大的腐蚀形态之一。它是一种局部的和剧烈的腐蚀形态,在局部形成一个或一些小孔,一般孔径小于孔深,由于小孔向纵深发展因而易使金属穿孔,经常在突然问造成事故。因容器或管道突然穿孔,可燃性介质外泄,经常造成巨大事故。所以,它是一种比大面积均匀腐蚀更为危险的腐蚀形态.有一台由爱尔兰制造的,至今已经使用了8年的反应釜,制造规范为ASMEVUl,全面检验时发现,上封头人孔圈及向周边扩展约500mm范围内存在大量的孔蚀现象,在人孔圈及其边缘区域最为严重,有深度约1.0-3.0mm呈蜂窝状的腐蚀坑。腐蚀较严重的区域基本集中在上部的气相空间,该区域介质易滞流,即介质的流动性相对较差。

二、反应釜孔蚀形成原因
对于反应釜上部气相部位的金属表面,介质是以气液二态形式共存的,即附着在金属表面上有液滴和气态的介质,它们的流动性相对较差,其中液滴更容易粘附。液滴中的高浓度腐蚀介质使金属表面的钝化膜遭到破坏。在其遭到破坏的区域,金属表面与液滴中活性离子接触形成腐蚀的起始点,即形成初始腐蚀坑,随着时间的推延,逐渐形成腐蚀状况。纵向生长是蚀孔的分布特征,并在一段很长的孕育期——数月或数年后才会出现可见的蚀孔,这主要取决于金属材料和腐蚀介质的种类。当pH值增高时,出现高度局部孔蚀(呈加速趋势),它是阳极反应的一种独特形态,是一种自催化过程,在蚀孔内腐蚀过程产生的条件既促进又足以维持蚀孔的活性。金属在蚀孔内的迅速溶解会引起蚀孔内产生过多的正电荷,其结果就使氯离子迁入以维持电中性。蚀孔内高浓度的氯化物水解,其结果会产生高浓度的氢离子。以上这两种离子都足以促进大多数金属和合金的溶解,其微小破损暴露的金属
表面成为阳极,未破损处成为阴极,阳极电流高度集中,使腐蚀迅速向内发展形成蚀孔,通过自身的促进作用,蚀孔快速生长。因此,介质易滞留的部位是孔蚀的多发区。对于上部的气相空间,孔蚀多发于此,因为其视镜和人孔部位等接管本身拥有一定的非流通空间,氢离子和氯离子可以在此处有较长时间的滞留,从而产生剧烈的孔蚀。蚀孔中留有高浓度的化合物盐,由于氧在浓缩溶液中的溶解度实际上等于零,所以蚀孔内不存在氧的还原。随着蚀孔的加深,其介质浓度越来越高,滞留时间越长,腐蚀速率也越快,而蚀孔附近的表面产生阴极氧还原使它不受腐蚀。综上所述,在介质静滞的条件下,尤其是有覆盖物的表面上,不锈钢孔蚀通常多发生于此,然而在有流速的环境中,通常会使孔蚀减轻或基本停止,从而减轻反应釜的腐蚀。

三、反应釜孔蚀解决方法
1.应充分考虑反应釜设计上的结构合理性及其选材适用性等。在结构上,应尽量减少易滞留腐蚀介质的空间,同时增加介质的流动性.特别是水平面上的封闭式接管,如人孔等,这些管孔尽量设计在垂直的表面上。因为在釜的顶部一般都以气相介质存在,在人孔圈这一部分空间里,介质相对静止,介质蒸气里的液滴倒挂在容器壁上,形成了一个局部腐蚀环境,液滴中活性离子在此表面附着,形成了一个孔蚀起始点,之后孔蚀逐渐发展。
2.在各金属的连接处,应加工得更光滑圆润些,如情况允许,可经钝化处理,从而使得致密的钝化膜能更有效地防止腐蚀。
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