浙江溫嶺槽車爆炸事件的影響極大,在調查結果未出來之前,本公眾號結合文獻,分析下槽車罐體的腐蝕與防護問題,希望對類似事件能做到防患與未然。
1.槽車罐體腐蝕基本常識
液化石油氣等介質的槽車,在使用一段時間后,由于其高硫高酸等因素,會造成不同程度的腐蝕,其中硫化氫的腐蝕最為嚴重。因腐蝕造成的安全問題也需要更加重視。液化石油氣爆炸的下限較低,約2%-10%之間,一旦泄露,遇到明火源極易造成爆炸,會造成巨大的人員和財產損失,通過6.14浙江溫嶺槽車爆炸事件所造成的破壞力便可知其威力!!
槽車在運輸過程中,其不可控的物理和化學因素極多。槽車會承受各種力的沖擊與震動,天氣氣溫的忽高忽低,環境不穩定,這些都會造成槽車罐體產生臨時性缺陷,甚至會出現失效等極端情況。
根據文獻調查發現,槽車的檢驗結果可知,滲氫腐蝕是造成液化石油氣等介質汽車槽車罐體失效的主要原因。所以,一旦發生滲氫腐蝕,在未經有效措施處理前不得使用。
2.槽車應力腐蝕分析
槽車內的介質極易產生硫化氫環境,在應力和腐蝕的共同作用下產生的開裂就是硫化氫應力腐蝕開裂。硫化氫應力腐蝕開裂的條件包括以下四個方面:
第一,存在應力。槽車罐體的在制造商環節,所進行的焊接對消除熱應力除了的不徹底,使得部分焊接應力存在。當拉力大于罐體材料的強度極限時,可能直接造成開裂的后果,當拉力小于材料的極限時,雖然不能直接開裂,但應力的存在是客觀的,在長時間的運輸過程中,應力疊加會造成開裂的可能性。應力成為硫化氫腐蝕的首要條件。
第二,腐蝕存在。槽車罐體中的硫化氫和水能夠形成腐蝕環境,槽車罐體的材質通常是低合金鋼 16Mn R,這種材質有較強的應力腐蝕傾向。
第三,開裂源的存在。槽車在運輸和裝卸過程中所造成的機械劃傷,以及焊縫咬邊等,都可能成為應力腐蝕的開裂源。
第四,溫度條件。硫化氫的水溶液在室溫條件下,應力腐蝕開裂的傾向最大,而槽車罐體長期處于這種溫度條件下,極容易造成應力腐蝕開裂。
3.硫化氫應力腐蝕機理
硫化氫遇到碳鋼或低合金時,形成了濕硫化氫腐蝕環境。具體腐蝕環境中的腐蝕機理如下:
濕硫化氫環境下鋼材的腐蝕損傷,是金屬陽極溶解導致開裂和滲入氫引起脆性開裂這兩種損傷的聯合作用的結果,其中氫脆損傷起主導作用。
4.槽車罐體腐蝕防護措施
第一,制造源頭上控制。在槽車罐體制造商環節,提高鋼板材質質量,減少板材中夾雜物含量,使用質量等級較高的材料。減少板材分層,盡量減少板材中聚集氫的空間。鋼板切割下料采用機械切割,當采用火焰切割時,氧化皮應徹底打磨消除。此外,還要進行罐體硬度的控制。罐體在焊接處理時,降低其表面熱影響區和焊縫的硬度,從而有效較少應力。
第二,罐體內介質的控制。槽車所裝介質要進行必要的控制,拒絕高硫高酸介質,保護罐體不被腐蝕。選擇對于 H2S 和水等液化油氣具有較強吸附性的緩蝕劑以延緩儲罐的腐蝕速率。
第三,定期腐蝕檢查。定期的腐蝕檢查尤為重要,當材質和介質不能控制時,必要的定期腐蝕檢查成為了最后一道屏障。槽車的使用工況又比較惡劣且復雜多變,因此在運輸環節的安全問題要高度重視。通過對液化石油氣槽車儲罐腐蝕原因分析,濕硫化氫對丙烷儲罐的腐蝕損傷是可防可控的。
5.結論
浙江溫嶺槽車事件帶來的教訓是沉痛的,槽車使用的工況較為惡劣和復雜,過對槽車儲罐腐蝕分析,濕硫化氫對儲罐的腐蝕損傷是可防可控的。未來通過新型罐體材料、防腐涂料和緩蝕劑的研發,及操作技術的改善,來延長儲罐使用壽命。但腐蝕防護的意識必須要有,尤其是定期腐蝕檢查,對于槽車事故的控制具有積極的意義。
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