学文网摘要：压力容器是一项危险系数较高的装置，在石油、化工领域内最为常见。压力容器内的承载介质特殊，产生高温与高压作用，导致压力容器面临着应力腐蚀的风险，压力容器应力腐蚀突发性强，增加了压力容器的事故风险率。本文通过对压力容器的应力腐蚀进行研究，分析有效的控制措施。
关键词：压力容器；应力腐蚀；控制措施
压力容器应力腐蚀可以引发爆炸、断裂等事故，危险性非常高。据数据统计应力腐蚀的比例高达40%，在压力容器事故中占有很高的比重。为保障压力容器的安全使用，需深化分析应力腐蚀，结合应力腐蚀的发生原因，规划出控制措施，防止应力腐蚀的危险性，由此保障压力容器的应用性能，规避应力腐蚀引发的风险，做好腐蚀控制的工作。
1.压力容器应力腐蚀危害
应力腐蚀是压力容器主要的危害，此类危害在压力容器应用中分为三个阶段。第一阶段是应力腐蚀的萌生阶段，压力容器在腐蚀的作用下出现裂纹，表现出轻微的腐蚀状态；第二阶段是裂纹腐蚀的衍生，应力腐蚀会加重裂缝的状态，促使压力容器的性能达到临界状态；第三阶段是压力腐蚀引发的容器断裂，导致压力容器失去原有的稳定性[1]。应力腐蚀在压力容器断裂的整个过程中，逐渐丧失稳定性能，一旦应力腐蚀萌生后，压力容器即会处于动态的变化过程中，直至发生断裂或爆炸。压力容器在应力腐蚀的干预下，逐渐形成断裂危害，在应力腐蚀控制的过程中，可以根据应力腐蚀萌生阶段的特性，判断压力容器是否潜在腐蚀危害，预先抑制压力容器的腐蚀，排除应力腐蚀对压力容器的危害。
2.压力容器应力腐蚀的发生因素
压力容器应力腐蚀的发生因素比较集中，可以为腐蚀控制提供相关的依据，对其做如下分析：
2.1材料因素
压力容器的制造材料特殊，不同材料对压力容器应力腐蚀的影响均不同。压力容器中的钢材与应力腐蚀的联系较大，强度越高越容易发生应力腐蚀，调查压力容器的屈服强度oS发现，oS>320MPa时，80%以上的压力容器都出现了应力腐蚀，而oS
2.2环境因素
环境因素为压力容器应力腐蚀提供了介质，环境中存在引发应力腐蚀的物质，如：NaOH、H2S，其对碳钢类型的压力容器影响明显。NaOH环境中的压力容器有规范的温度限制，压力容器使用温度保持在上限值以内，能够抑制应力腐蚀。例举压力容器比较常见的温度上限，如：环境中的NaOH重量在2%、10%、30%、50%、70%时，对应压力容器的温度上限分别为：90℃、76℃、54℃、43℃、38℃。H2S环境下的应力腐蚀，同样具有条件限制，分析如：（1）pH
2.3拉伸应力
压力容器受到拉伸应力的影响，加快了应力腐蚀的速度。拉伸应力内，主要的影响因素是残余应力，如果应力容器存在工艺缺陷或设计不合理，残余应力会集中分布在压力容器的某个点上，拉伸应力δ>临界δscc时，就会发生应力腐蚀，导致压力容器断裂。
3.压力容器应力腐蚀的控制措施
压力容器应力腐蚀的危害非常大，结合应力腐蚀的发生条件，分析控制应力腐蚀的措施，如下：
3.1规范选材
压力容器制造的过程中，需要加强选材的控制力度，规范压力容器的制造材料。压力容器的选择应根据容器的实际应用，重点考虑压力容器的使用过程中，是否潜在应力腐蚀的风险，由此选材时可以着重规范。一般情况下，压力容器处于高温作业的环境中，此时应该规范材料中的强度、脆性条件，确保其在高温状态下的稳定性。选材是压力容器应力腐蚀控制中的主要方法，能够提升压力容器的防腐蚀能力，选材时不仅要考虑压力容器的主要材料，还要注重细小材料的规范选择，特别是压力容器局部位置的材料，加强压力腐蚀的控制力度。
3.2优化环境
环境介质能够加快压力容器应力腐蚀的速度，部分压力容器受到环境介质影响偏大，需要采取恰当的控制措施，促使压力容器适应环境，抑制环境的影响。压力容器中采取衬里防护的方法，提升抗应力腐蚀的水平。实行衬里防护时，需要以压力容器的特性为依据，保障应力腐蚀控制的科学性[2]。除此以外，还要对环境介质采取适当的控制措施，如果具有高水平的生产条件，压力容器制造时即可消除应力腐蚀的干扰，分离与环境介质发生腐蚀的材料成分，也可添加缓蚀剂等物质，降低应力腐蚀的水平。
3.3完善工艺
压力容器的工艺控制，能够排除拉伸应力的影响，高效的分配压力容器内的应力，防止残余应力引发应力腐蚀[3]。压力容器工艺制造中，应该完善工艺的应用，深化应力腐蚀控制，提出压力容器工艺中的注意事项，如：①合理安排焊缝位置，与集中应力点保持安全距离；②压力容器的连接中，应该采取圆滑过渡的处理方式，以免出现残余应力；③不选择刚性强的结构，维护压力容器的安全性。
4.结束语
压力容器的应力腐蚀潜在很大的危险性，不利于压力容器的使用，也是压力容器风险防护中的核心部分。压力容器维护的过程中，应该着重考虑应力腐蚀的影响，全面掌握应力腐蚀的信息，规范控制措施的应用。压力容器应力腐蚀的破坏性大，需深化控制措施的应用，提前预防应力腐蚀，以此来提升压力容器的使用寿命。
参考文献：
[1]闫大东.压力容器应力腐蚀及其控制措施[J].黑龙江科技信息，2008，17：4.
[2]张广琳.压力容器应力腐蚀及其控制措施探析[J].民营科技，2009，04：2+28.
[3]杨洲.浅析压力容器应力腐蚀及其控制措施[J].天然气与石油，2009，02：51-53+68.
作者简介：陈晓冬，工作单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院，现有职称：助理工程师。
转载请注明出处学文网 » 压力容器应力腐蚀及其控制分析