前言（1）

　　腐蝕是我們生活中常見的一種現象，由于化學和電化學作用引起的材料損壞，就稱為腐蝕。腐蝕可分為均勻腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕和疲勞腐蝕等。壓力容器的腐蝕輕者會造成容器泄漏，能源流失，污染環境，危害職工的身體健康，重者會造成容器破裂、爆炸著火等重大事故，嚴重危害著職工群眾的生命財產安全。而輕烴壓力容器的腐蝕既有與其它石油化工容器相同的特點，又有其自身的特點。由于在輕烴處理裝置中原料為含有H2S、CO2等多種混合介質的天然氣，而其產品又以C3—C5組分為主，因而在輕烴處理過程中，存在著腐蝕介質多，介質流動性、擴散性大，高溫、深冷的特點，因而在研究輕烴壓力容器的腐蝕過程中，應考慮其自身的特點。
 
原因（2）

　　輕烴壓力容器腐蝕的主要原因有：化學腐蝕、電化學腐蝕、應力腐蝕等。

　　1 化學腐蝕

　　化學腐蝕是指所處理的介質以及介質在高溫下生成的物質與鋼鐵發生化學反應而產生的腐蝕。輕烴處理裝置中產生的化學腐蝕主要是在其所使用的原料氣中含有H2S，在高溫下H2S可以分解為H2和單質S，即

　　

　　而S又可以和Fe反應，生成FeS，沉積在容器底部

　　

　　由于金屬容器與S的反應，因而這種化學腐蝕是非常危險的，同時在高溫過程中，由于有H2產生，也容易對容器產生氫脆腐蝕。

　　2 電化學腐蝕

　　不純的金屬（或合金）接觸到電解質溶液，比較活潑的金屬原子失去電子而被氧化所引起的腐蝕，這種腐蝕叫電化學腐蝕。在含水的環境里，由于水是弱電解質，它能電離出少量的H+和OH-，同時由于天然氣介質中硫化物和CO2的溶解產生下列反應：

　　

　　結果在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的薄膜，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好構成了原電池。因而，這些鋼鐵制品的表面就形成了無數徽小的原電池（如圖1、圖2所示）

　　

　　圖1 鋼鐵表面形成的徽小原電池示意圖

　　

　　圖2 鋼鐵的電化學腐蝕示意圖

　　在原電池里，鐵是負極，碳是正極。這時作為負極的鐵就失去電子而被氧化：

　　Fe—2e=Fe2+

　　而輕烴壓力容器由于在介質處理過程中常伴有高壓和高溫的特點，并且因天然氣中含有水分、H2S、CO2等，而水又極易積聚在容器底部，與容器中所含有的酸性介質形成酸性水溶液，使鋼材產生劇烈的電化學腐蝕。電化學腐蝕和沖刷是造成設備大面積均勻腐蝕的主要原因。

　　3 高溫腐蝕

　　高溫對輕烴壓力容器造成腐蝕主要有以下幾個方面：

　　（1）高溫容易使介質粘度小，滲透性大，容易泄漏 ，且高溫介質對墊圈和密封面有腐蝕作用；

　　（2）在高溫下，螺栓、法蘭、墊圈都會產生蠕變和應力松弛；

　　（3）由于溫度作用，與容器連接的螺栓和墊圈之間存在著溫差，當螺栓的溫度較法蘭為高時，在介質升壓的情況下，法蘭將被抬起，密封面比壓下降，可能造成腐蝕泄漏；

　　（4）由于溫差的存在，墊圈的膨脹勢必不均勻。在溫度和壓力的聯合作用下，并有反復變化時，密封面可能產生“滑移”甚至疲勞，致使密封面完全失去效用。

措施（3）

　　針對輕烴壓力容器腐蝕的特點，其主要的防腐措施包括：選擇合理的耐腐蝕材料；把金屬和腐蝕介質隔離開來。如在金屬表面加上絕緣保護層，切斷容器金屬面與文化館介質的聯系；陰極保護法；在介質中加入緩蝕劑；脫除所處理介質中的H2S和CO2等易產生腐蝕的物質，消除腐蝕環境；及時維護保養，合理的操作。

　　1 選擇合理的耐腐蝕材料

　　在選擇壓力容器時，使用耐腐蝕材料（如合金鋼、不銹鋼、玻璃鋼材料），對于含CO2較多的輕烴壓力容器，16MnR鋼的抗腐能力較20g普通鋼強，因而H2S含量較大，分壓較大的壓力容器在選材時，應選用抗H2S腐蝕能力較高的16MnR或1Cr18Ni9Ti（不銹鋼）。當H2S壓力P＞300Pa時，必須采用抗氫致開裂（HIC）鋼材。

　　2 加保護層法

　　保護層就像士兵的鎧甲一樣，使用一層厚度薄、耐腐蝕的材料做隔離保護層噴涂在壓力容器內壁上，可以保護金屬容器不受腐蝕。在容器內壁可以噴涂的保護層一般包括高溫漆、高溫涂料、塑料油漆、耐高溫搪瓷，耐腐蝕性強的金屬（如不銹鋼涂層）。西安交通大學研制的等離子噴涂技術對金屬進行內防腐，噴涂材料選用金屬陶瓷，效果比較理想。因此在平時正常的維護保養、檢修中，對輕烴壓力容器進行內外防腐是非常重要的。

　　3 陰極保護法

　　陰極保護法就是在要保護的鋼鐵設備上聯結一種更易失去電子的金屬或合金。它是由一種更為活潑的金屬（如鋅等）連接在要保護的壓力容器上，這樣當存在電化學腐蝕時，被腐蝕的是那種比較活潑的金屬，而鋼鐵被保護了（如圖3所示）

　　

　　圖3 犧牲陽極的陰極保護法示意圖

　　陰極保護方法是一種經濟、可靠的防腐方法，保護效率高，已被廣泛應用。

　　緩蝕劑是一種投放在介質中的能減緩或阻止金屬腐蝕的化學物質。它能夠吸附在金屬表面上，形成保護膜，阻滯電化學腐蝕過程的發生。緩蝕劑在輕烴壓力容器防腐工業中有著廣泛的應用，勝利油田東營壓氣站從日本引進的100×104m³/d離心機組（包括10臺壓力容器）由于天然氣中含微量H2S，嚴重腐蝕直接影響了設備的使用壽命。為此，采用了中科院化學研究所研制的YH—901氣相緩蝕劑（主要成分是胺類化合物）成功地解決了H2S的腐蝕問題。

　　5 消除腐蝕環境

　　電化學腐蝕離不開水及H2S等腐蝕介質，如果油氣中沒有水及H2S等腐蝕介質的存在，也就避免了腐蝕。因此，對輕烴壓力容器的防腐措施中，脫除原料氣中的H2O、H2S及CO2是非常重要的。對于高含硫、處理量大的輕烴回收裝置，采用硯胺法、醇胺法可以脫除其中的H2O、H2S和CO2；而對于含微量的H2S和H2O而脫水深度要求又高的輕烴回收裝置，宜采用分子篩（主要成分是硅膠、Al2O3）脫水和硫，分子篩脫硫深度一般可達H₂S＜20mg/m³，而天然氣中的水含量可達4ppm以下，有利于消除易腐蝕介質，使輕烴壓力容器的腐蝕得到良好的控制。

　　6 平穩操作，定期維護和保養

　　平穩操作就是指緩慢地進行升載和卸載，運行期間保持載荷的相對穩定，這樣可以減輕介質對容器器壁的沖刷腐蝕。尤其要防止壓力容器中壓力的突然升高。因為過高地加載會降低材料的斷裂韌性，容易造成容器的塑性變形，形成應力腐蝕。在操作過程中，溫升速度也不宜過快，一般升溫速度應控制在30~50℃/h，升溫速度過快或降溫速度過快會使系統受熱不均勻，造成設備發生蠕變。如果容器升溫過快或降溫過快，在這種情況下產生的溫度應力相當于殼體表面熱膨脹被完全約束時的反應力。這是受熱圓筒所能產生的最大熱應力，它比平穩操作條件下，溫度按線性分布的薄壁圓筒的溫度應力大1倍。因此無論是開機、停機或是在容器運行期間都應避免殼體溫度的突然變化，以免產生過大的溫度應力。

　　在操作過程中，對一些儲存、分離容器要及時排除底部的水分，避免電化學腐蝕，及時清除淤泥在容器底部的油污及各種雜質，保持容器干燥的外部環境，消除“跑、冒、滴、漏”，避免水分進入容器下部，保持容器底部間隙“呼吸”順暢，以便偶爾滲入的水分能及時揮發出去。
 
壓力容器的檢測（4）

　　在壓力容器的使用過程中，要及時掌握壓力容器的腐蝕程度，一個有效的方法就是對壓力容器實行無損檢測。無損檢測可以對壁厚、裂紋等缺陷的損傷程度及發展趨勢進行預測，從而使檢修有的放矢，避免失修或維修過剩。可以利用超聲波技術（例如東營壓力氣站使用的26MG測厚儀），定期對容器測厚。必要時要有專業檢驗機構對焊縫、裂紋、靡損、變形處作磁粉檢查和著色滲透。