液碱贮罐的腐蚀与防护
58四川化工与腐蚀控制第2卷 1999年第4期
液碱贮罐的腐蚀与防护
贾荣勋
(锦州石化公司环丁砜车间,121001)
摘 要
分析了液碱贮罐腐蚀泄漏的原因及其腐蚀机理,并对防腐工艺及防护方法进行了改进。
关键词:开裂 碱脆 衬里 腐蚀 防护
一、前 言
金属的腐蚀可分为均匀腐蚀和局部腐
蚀。均匀腐蚀是指腐蚀介质所生成的腐蚀产物不能在金属表面形成紧密的保护层,腐蚀准确。
31(7天),用小刀割开—舌形切口,撕开切口处的防腐层,如破坏处管面出现金属与玻璃布或者金属与涂层不能粘结在一起,成品必须报废,全部撕掉防腐层,重新打砂除锈进行防腐。其主要原因是底漆在没有完全固化的时侯就过早地刷漆或者衬贴玻璃钢,同时层与层之间的玻璃布胶料没有充分湿润、吸透就缠绕了玻璃布也会出现粘接力差的现象。 4.气泡
玻璃钢最大允许气泡直径为5mm,但每平方米之内不能超过3个。出现这种情况应用刀口把气泡划破进行修补。其原因主要是缠布时未赶尽空气,没有拉平玻璃布,再就是刷面漆时,固体颗粒未清理干净而形成的。 5.针孔
用肉眼或5倍放大镜进行针孔检查,对
过程在整个金属表面不断进行下去使设备壁厚减薄,承载能力下降。局部腐蚀是集中在金属设备的某一局部位置上,虽然腐蚀量不大,但会导致设备的突然性破坏,这种破坏难以预测,,甚至引起。;电火花有,为不合格,应用小刀进行剔除,用丙酮清洗后再衬玻璃布。出现针孔的主要原因是胶液太稠、天气太冷、毛刷太软造成的,或者是涂刷不均匀。
六、经验体会
1.防腐工程质量是化工厂连续生产的保
证,减少腐蚀事故,提高防腐工程质量是提高
企业经济效益的手段之一。
21提高防腐蚀管理,推行全面腐蚀控制,对设备设计与选材、制造与安装、运行与维护、修理与改造、检测与调研五个环节进行全方位管理。
31强调现场施工质量监控,它是最终防腐蚀工程质量的保证。
41防腐蚀原材料必须达到有关标准的规定。
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车间两台500m3碳钢液碱贮罐的泄漏为例,分析防护失效原因及腐蚀机理,并从防护方法上加以分析和讨论。
二、液碱贮罐概况
锦州石化公司环丁砜车间两台液碱贮罐
容量为500m3;材质为A3钢;罐底板厚14mm;拱形顶盖,罐内有4组平行加热盘管。设计工艺条件如表1所示。
表1 液碱贮罐工艺条件
部件罐体盘管
设计压力(Mpa)
常压
0.2(表压)
潮的玻璃纤维来说,它与树脂的粘合效果往往不够理想,这时水介质就容易沿着界面向内渗透。同时在树脂固化过程中,在玻璃钢层产生收缩应力,加上玻璃钢衬里设备常处于热或冷的环境下使用,这种使用温度的变化将使衬里层产生温差应力。因此,在衬里层缺陷处更易出现离层和开裂,从而使碱液渗透到罐体钢上。 21影响因素
(1)材料
设计温度(℃)
≤60
132.88
水
通常,金属中碳含量在0.01-0.25%范围内容易产生碱脆,大于或小于这个范围时,都难以发生碱脆。A3钢含碳量在0.12-0.22%之间,,。
,尤其是焊(拉应力),为应力腐蚀裂纹的产生创造了条件。
(3)介质温度据资料报导,A3钢在浓度为31%左右的NaOH介质中,尤其在高温情况下,极易发生碱脆。液碱贮罐的设计温度为60℃,操作温度需控制在60℃以下。冬季需通过罐内的盘管来加热液碱,由于该罐无温度自控装置,若蒸汽连续加热30h余,液碱温度即可升至60℃以上,而导致碳钢发生碱脆。
原罐体内采用的是衬环氧树脂玻璃钢的防护方法。
11宏观检查分析
经过宏观检查,液碱贮罐衬里层脱落、剥
离,碳钢罐体裂纹均发生在焊缝两侧3-10mm,即热影响区,且大多平行于焊缝,有分枝,环焊缝两侧裂纹深度和宽度较大,纵焊缝的裂纹较细和浅。漏液痕迹最多的是离罐底约1.5m的第一圈环焊缝,其次是第一带筒体的纵焊缝,往上第二圈环焊缝漏液痕迹减少,第三及第四圈未见漏液痕迹。初步统计,共有明显漏液痕迹13处。其中,最长一处在第一圈环焊缝隙上长达111m。经分析,是由于违章操作,超出环氧树脂玻璃钢衬里层的耐温极限。同时,在原衬玻璃钢的施工中,存在针孔、气泡等缺陷而使其抗渗性能变坏。另外,玻璃钢是玻璃纤维增强材料与合成树脂胶粘剂组成的复合物,在玻璃纤维与合成树脂之间就形成了无数微小的玻璃纤维2树脂界面。对于未经热处理或经热处理但又返
四、腐蚀机理
从上述分析可知,这是一种典型的应力
腐蚀开裂现象。而碳钢在碱性水溶液中发生的应力腐蚀开裂就是碱脆。碱脆的发生有三个最基本的条件,即材料因素、环境因素、力学因素。碳钢和低合金钢在液碱、硝酸盐、液氨等介质中容易发生应力腐蚀破裂,裂纹形式一般都是晶间裂纹。晶界处碳、氮原子偏聚或碳化物的析出成为位错运动的障碍,使位
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表2 环氧2糠醇胶液配方
错在晶界腐蚀沟或蚀孔,在应力作用下造成应力集中,很容易发展成晶间裂纹源。特定因子的吸咐及碳、氮原子的偏聚和应力集中等因素又能促进金属裂纹源的扩展。一定的介质的特定离子能够吸咐于微小裂纹底部的金属处,降低金属开裂所需的能量,使开裂容易向裂纹前沿的方向发展。在应力的作用下,金属产生塑性变形,裂纹得以扩大直至使金属破裂。
组 分环氧树脂(E244)
糠醇树脂丙酮(工业)固化剂
含量(wt%)
8020
适量
8
表3 环氧2糠醇面层涂料配方
组 分环氧树脂(E244)
含量(wt%)
8020
五、防护方法
11改进措施
原罐体内壁采用环氧树脂玻璃钢衬里。耐蚀玻璃钢衬里常用的树脂有环氧、酚醛、呋
喃、聚酯树脂等。基、醚键、及活泼的环氧基力强、等优越性能,环基,它有着突出的耐碱性能和耐温性能。所以采用糠醇改性的环氧树脂既可降低成本,又可提高耐碱和耐温性能,衬糠醇改性环氧树脂玻璃钢在100℃以下可以安全使用。 21防护施工
(1)环氧2糠醇底层与衬布胶液及面层涂
醇醇树脂丙酮(工业)固化剂石墨粉(160目)
适量
815-20
(2固化→刷第二层胶液并贴衬第二层布,依上顺序贴衬4层布→完全固化后,分别刷3层面涂料→质量检查。
六、结论
1 液碱贮罐钢体焊缝开裂是由碱脆造
料配方
环氧2糠醇底层与衬布胶液以及面层涂料配方分别列于下表:
成的。采用玻璃钢衬里方法进行隔离是可行的。
2 以糠醇改性环氧树脂玻璃钢衬里代替原环氧树脂玻璃钢衬里,解决了原衬层耐碱性能较差和耐温性能较低的缺陷。
3 贮罐已经使用三年多,应用效果良好。