化工设备设计防腐相关问题探讨

精品文档---下载后可任意编辑化工设备设计防腐相关问题探讨化工设备设计防腐相关问题探讨 摘要：本文介绍了湿 H2S 环境中的腐蚀机理及腐蚀形式，分析了设备在湿 H2S 环境中可能引起腐蚀的因素，从设计角度提出了提高化工设备抗湿 H2S 腐蚀能力的设计要点，并提出在设备制造和检测时应实行防范措施。 关键词：化工设备腐蚀问题 湿 H2S 腐蚀 腐蚀环境 防范措施 1. 湿 H2S 腐蚀环境及形式 1.1 H2S 的特性 H2S 易溶于水，致使水呈弱酸性。比如在 30℃、0.11 MPa 的水溶液中 H2S 饱和度是 300mg/L，pH 值却是 4。这就说明 H2S 不但对人体有害，而且对金属材料也具有非常强的腐蚀性。 1.2 湿 H2S 腐蚀环境 国内化工行业对湿 H2S 腐蚀环境的描述是：H2S 分压不小于0.35 kPa（相当于常温下 H2S 的溶解度大于 10 mg/L）；介质的温度小于（60+2p）℃（其中 P 表示介质的表压 MPa）；介质有氰化物（HCN）存在或者它的 pH 值低于 9；介质处于露点以下或者其中含有液相水。当与化工容器相接触的介质与以上各项条件都相符时，就可以定为湿 H2S 应力腐蚀环境。 1.3 湿 H2S 腐蚀方式 钢材的表面在硫化物水溶液中，特别是在酸性条件下就会出现电化学反应： 阳极反应 阴极反应 因为腐蚀产物的生成和硫的存在，令金属面的氢原子不能复合成氢分子，导致氢原子不能从表面逸出只能往金属内部渗透，并在晶格中溶解。这就使渗氢成为金属开裂的重要因素。 2.引起设备腐蚀的原因 2.1 钢材的化学成分 钢材中的锰和硫是影响 H：S 腐蚀的主要元素。硫会在钢材中形成 FeS 非金属杂质以及 MnS 的带状分布，会促使钢材部分显微组织松软，从而增加湿 H2S 环境下应力氢致开裂的敏感性。同样锰也在钢材的生产及焊接过程中，形成贝氏体和马氏体等高强低韧的显微金相组织，从而使钢材呈现出高硬度，为焊后组织开裂增添了可能性，导致设备抗硫化物应力腐蚀开裂非常不好。 2.2 液体介质中 H2S 浓度 液体介质中 H2S 浓度对碳钢设备的腐蚀程度会因材质的不同而呈现出较大的差别：对于低碳钢，就算低浓度的 H2S 也能产生严重腐蚀。但对于高强度钢，很低的 H2S 浓度不仅能产生严重腐蚀而且会对钢材造成迅速的破坏。当溶液中 H2S 含量从 2×10-6mL/L 增加到 1.5×10-4mL/L 时，腐蚀速度较快增加，对于高强度钢，即使是很低的 H2S 浓度，仍能引起迅速破裂。 精品文档---下载后可任意编辑 3. 化...