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化結構設計、選材和控制介質等方面：

01 改進結構設計，改善運行條件

在壓力容器的設計與制造工藝上盡量不造成縫隙結構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，設計上盡量采用滿焊結構，用焊接代替鉚接或螺栓連接；用對接焊接不用搭接；搭接焊的縫隙要用連續焊、釬焊或捻縫的方法將其封塞。焊接時，在接觸溶液的焊縫一側盡量避免孔洞、未熔合和裂紋等缺陷。應保證容器在排空時無殘留溶液存在，設計上避免銳角和靜滯區(死角) 使結構能夠完全排流，以防生物或碎屑等在這些部位的集積，或出現沉淀時能及時清除；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.管子采用對接而不用插接；d.避免夾套焊縫與筒體間產生縫隙；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構形式

改善運行條件，對提高壓力容器的抗縫隙腐蝕性能特別重要。壓力容器應該進行周期性地清洗，改進溶液攪拌和流動情況，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，對鋼、黃銅和Zn結構是有效的。但由于緩蝕劑進入縫隙時常受到阻滯，其消耗量大，如果用量不當，反而會加速腐蝕。

02 選材

縫隙無法避免時，選用耐縫隙腐蝕的材料。選用在低氧酸性介質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結果對比，需要注意的是相同標準牌號（代號）的材料，不同廠家（商品名稱）的材料試驗數據可能會存在很大的不同，故，選材時宜指定材料的生產廠家和商品名稱。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生點蝕和SCC，但是對于縫隙腐蝕甚至比不銹鋼更為敏感。對鈦及鈦合金，介質中氧含量增加，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減小縫隙腐蝕量。

螺釘接合結構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氧、聚胺酯或硅橡膠密封膏，以保護連接處。或涂以有緩蝕劑的涂層，如對鋼可用加有PbCrO4的涂層，對鋁可用加有ZnCrO4的涂層。

03 電化學保護

采用外加電流法或犧牲陽極法進行陰極保護，也可防止縫隙腐蝕。

對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，采用鋅陽極進行陰極保護，不僅可防止不銹鋼發生縫隙腐蝕，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120000:1的深縫隙也可陰極極化到-900mV（vs.Ag/AgCl參比電極）時縫隙內pH值升高至10-12.5，在這種電位-pH條件下，達到E-pH圖上的免蝕區，故認為在深的縫隙內，也可達到陰極保護。