4.3.6 壓力容器縫隙腐蝕控制

防止或減少縫隙腐蝕主要措施有優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選材和控制介質(zhì)等方面：

01 改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改善運(yùn)行條件

在壓力容器的設(shè)計(jì)與制造工藝上盡量不造成縫隙結(jié)構(gòu)是避免其受到縫隙腐蝕最有效的方法。

盡可能避免采用金屬和非金屬的連接，設(shè)計(jì)上盡量采用滿焊結(jié)構(gòu)，用焊接代替鉚接或螺栓連接；用對(duì)接焊接不用搭接；搭接焊的縫隙要用連續(xù)焊、釬焊或捻縫的方法將其封塞。焊接時(shí)，在接觸溶液的焊縫一側(cè)盡量避免孔洞、未熔合和裂紋等缺陷。應(yīng)保證容器在排空時(shí)無殘留溶液存在，設(shè)計(jì)上避免銳角和靜滯區(qū)(死角) 使結(jié)構(gòu)能夠完全排流，以防生物或碎屑等在這些部位的集積，或出現(xiàn)沉淀時(shí)能及時(shí)清除；用不腐蝕的堵縫劑或用焊接來封閉已存在的縫隙；連接部件的法蘭盤墊圈采用非吸水性材料（如，在可能的條件下采用聚四氟乙烯等材料)；在裝配前，接合面要刷涂料或覆蓋涂層、堆焊耐縫隙腐蝕材料。

圖4-47為防止縫隙腐蝕可采用的幾種方法示意圖，a.為螺栓連接，采用密封膠填充縫隙，消除緊固件縫隙；管板式換熱器，管板與管束脹接段盡可能完全與管板厚度一致；b.管頭與管板平齊；c.管子采用對(duì)接而不用插接；d.避免夾套焊縫與筒體間產(chǎn)生縫隙；e.容器采用支座支撐，如平底容器底部直接坐于地面，應(yīng)采取措施填充底部與地面的縫隙。

a. 螺栓連接 消除緊固件縫隙

b. 管子-管板連接

c. 管子連接

d. 避免夾套焊接存在縫隙

e．平底容器的支座

圖4-47  避免縫隙腐蝕的幾種結(jié)構(gòu)形式

改善運(yùn)行條件，對(duì)提高壓力容器的抗縫隙腐蝕性能特別重要。壓力容器應(yīng)該進(jìn)行周期性地清洗，改進(jìn)溶液攪拌和流動(dòng)情況，防止生物或沉淀物的聚集等，也有利于防止或減少縫隙腐蝕。

在工藝條件允許的情況下，可以采用添加某種緩蝕劑的方法防止縫隙腐蝕。采用足量的磷酸鹽、鉻酸鹽和亞硝酸鹽的混合物，對(duì)鋼、黃銅和Zn結(jié)構(gòu)是有效的。但由于緩蝕劑進(jìn)入縫隙時(shí)常受到阻滯，其消耗量大，如果用量不當(dāng)，反而會(huì)加速腐蝕。

02 選材

縫隙無法避免時(shí)，選用耐縫隙腐蝕的材料。選用在低氧酸性介質(zhì)中不活化并具有盡可能低的鈍化電流和較高活化電位的材料，如采用高鉬鉻鎳不銹鋼，表4-6為幾種鎳基合金和不銹鋼在10%的FeCl3·6H2O溶液中的抗縫隙腐蝕試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，需要注意的是相同標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)（代號(hào)）的材料，不同廠家（商品名稱）的材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)可能會(huì)存在很大的不同，故，選材時(shí)宜指定材料的生產(chǎn)廠家和商品名稱。靜海中無縫隙腐蝕的材料有Ti和Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co等；其它耐縫隙腐蝕的材料有18Cr-12Ni-3MoTi、18Cr-19Ni-3MoTi等。一般Cr、Mo含量高的合金，其抗縫隙腐蝕性也較好。Cu-Ni，Cu-Sn，Cu-Zn等銅基合金也有較好的抗縫隙腐蝕性能。

鈦材在含有氯化物的溶液中不產(chǎn)生點(diǎn)蝕和SCC，但是對(duì)于縫隙腐蝕甚至比不銹鋼更為敏感。對(duì)鈦及鈦合金，介質(zhì)中氧含量增加，縫隙腐蝕量增加；pH值減小，陽極溶解速度增加，縫隙腐蝕量也增加；活性陰離子的濃度增加，縫隙腐蝕敏感性升高。但是，某些含氧陰離子的增加會(huì)減小縫隙腐蝕量。

螺釘接合結(jié)構(gòu)中可采用低硫橡膠墊片，不吸水的墊片。在接合面上可以涂以環(huán)氧、聚胺酯或硅橡膠密封膏，以保護(hù)連接處。或涂以有緩蝕劑的涂層，如對(duì)鋼可用加有PbCrO4的涂層，對(duì)鋁可用加有ZnCrO4的涂層。

03 電化學(xué)保護(hù)

采用外加電流法或犧牲陽極法進(jìn)行陰極保護(hù)，也可防止縫隙腐蝕。

對(duì)S30408不銹鋼在NaCl溶液中陰極極化行為和縫隙中pH值變化的研究表明，采用鋅陽極進(jìn)行陰極保護(hù)，不僅可防止不銹鋼發(fā)生縫隙腐蝕，而且也可使已開始的縫隙腐蝕停止。縫隙深度與縫隙口寬度比達(dá)120000:1的深縫隙也可陰極極化到-900mV（vs.Ag/AgCl參比電極）時(shí)縫隙內(nèi)pH值升高至10-12.5，在這種電位-pH條件下，達(dá)到E-pH圖上的免蝕區(qū)，故認(rèn)為在深的縫隙內(nèi)，也可達(dá)到陰極保護(hù)。