反应釜在精细化工生产中是最为常见的设备，由于反应釜选材不当、操作不当、设备故障等原因造成的安全生产事故也时有发生，其中设备腐蚀造成的危害最为突出。腐蚀主要与设备选材与工况环境有着密切的关系，反应釜常用的材料有碳锰钢、不锈钢、合金钢和复合材料。受工况环境的限制，工况条件苛刻的反应釜以碳锰钢、不锈钢和搪玻璃最为常见，其他衬瓷板、衬PE以及防腐涂层的设备常用于常压及弱酸性腐蚀环境中。在这里有着20多年反应釜生产经验的金宗企业和大家分享碳锰钢、不锈钢和搪玻璃三种材质设备的腐蚀及预防措施。

一、碳锰钢

1.孔腐蚀

1.1孔腐蚀原因：孔蚀是在金属上产生小孔的一种极为局部的腐蚀形态，也是破坏性和安全隐患最大的腐蚀形态之一．它是一种局部的和剧烈的腐蚀形态，在局部形成一个或一些小孔，一般孔径小于孔深，由于小孔向纵深发展因而易使金属穿孔。小孔腐蚀是一种独特类型的阳极反应过程，属于一种自腐蚀—酸化过程，即在腐蚀孔的内部因为腐蚀发生而形成的环境既能促进又能保持腐蚀进程的不断深入。

   对于反应釜上部气相部位的金属表面，介质是以气液二态形式共存的，即附着在金属表面上有液滴和气态的介质，它们的流动性相对较差，其中液滴更容易粘附．液滴中的高浓度腐蚀介质使金属表面的钝化膜遭到破坏．在其遭到破坏的区域，金属表面与液滴中活性离子接触形成腐蚀的起始点，即形成初始腐蚀坑，随着时间的推延，逐渐形成腐蚀状况．当pH值增高时，出现高度局部孔蚀(呈加速趋势)，它是阳极反应的一种独特形态，是一种自催化过程，在蚀孔内腐蚀过程产生的条件既促进又足以维持蚀孔的活性．

   在氯离子介质环境中，蚀孔内高浓度的氯化物水解，其结果会产生高浓度的氢离子．这两种离子都足以促进大多数金属和合金的溶解，微小钝化膜破损暴露的金属表面成为阳极，未破损处成为阴极，阳极电流高度集中，使腐蚀迅速向内发展形成蚀孔，通过自身的促进作用，蚀孔快速生长．因此，介质易滞留的部位是孔蚀的多发区．对于上部的气相空间，因为其视镜和人孔部位等接管本身拥有一定的非流通空间，孔蚀多发于此。氢离子和氯离子可以在此处有较长时间的滞留，从而产生剧烈的孔蚀．随着蚀孔的加深，其介质浓度越来越高，滞留时间越长，腐蚀速率也越快．

1.2孔蚀预防措施

1)应充分考虑反应釜设计上的结构合理性及其选材适用性。在结构上，应尽量减少易滞留腐蚀介质的空间，同时增加介质的流动性．特别是水平面上的封闭式接管，如人孔等，这些管孔尽量设计在垂直的表面上．深入反应釜内的接管部分容易形成流通死角，介质相对静止，介质蒸气里在上封头冷凝形成液滴倒挂在容器壁上，形成了一个局部腐蚀环境，液滴中活性离子在此表面附着，形成了一个孔蚀起始点，之后孔蚀逐渐发展．

2)在各金属的连接处，应加工得更光滑圆润些，如情况允许，可经钝化处理，从而使得致密的钝化膜能更有效地防止腐蚀．

3)在结构设计上避免夹套和内筒体积液，夹套最低处设施排水口，在设备停用时排尽循环水。

2.应力腐蚀开裂

2.1应力腐蚀开裂的原因

材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的开裂称为应力腐蚀开裂，这是应力与腐蚀联合作用的结果。应力产生有两种情况，一种是反应釜封头在冲压成型的过程中，由于冷加会形成不均匀的塑性变形，从而产生冷加工残余应力．内表面受拉，外表面受压．加工硬化使材料塑性降低，而此时的残余应力将对封头的脆断倾向、疲劳寿命及应力腐蚀开裂产生较大的影响，尤其是对奥氏体不锈钢，还将使其耐晶间腐蚀的性能降低．另一种是焊接应力，焊管焊接应力按其产生原因可分为温度应力、相变应力和残余应力。

温度应力：就高频直缝焊管而言，温度应力包括纵向温度应力与横向温度应力两类。

(1)纵向温度应力：又称纵向热应力，与焊缝方向平行，是由管体焊接时受热不均和焊后冷却不均引起的，故焊管纵向热应力有两种表现形态，一是焊接热应力，二是冷却热应力。

(2)横向温度应力。在焊缝冷却过程中，还要受横向温度应力作用，其方向与焊缝垂直，当焊缝部位急速冷却时，必然欲横向收缩，可是，母材以及成型横向残余应力必然会阻止这种收缩，因而焊缝部位就受到横向拉应力作用，焊缝附近部位则受到横向压应力作用。作为例证，我们可以将焊管沿焊缝熔合线切开，则立刻可见部位的缝隙陡增。

相变应力：金属材料受热焊接和冷却时，焊缝部位的金属会发生相变，体积会发生膨胀或缩减，而周围金属会阻碍其体积发生变化，这样在金属内部就产生了应力，并称之为相变应力。如在焊管焊缝形成与冷却过程中，焊缝部位至少会发生“固相→液相→固相”的变化，其间必然要产生相应的相变应力。

残余应力：在设备焊接过程和冷却过程中，其所产生的的内应力超过管材屈服极限时，焊缝部位发生塑性变形;当焊管整体温度恢复到原始温度后，就产生新的内应力并残存于管体中，这个新的内应力就是残余应力;与残余应力相对应的是残余应变。如在冷却水套中的焊管，离开挤压辊和定径辊的束缚后，管体就会沿焊缝方向向上翘曲;而焊管沿焊缝方向向上翘曲的形态说明，焊缝部位存在较大的残余纵向压应力，焊缝背面存在较大的残余拉应力，并且，残余压应力大于残余拉应力。

在压力反应釜使用中，应力腐蚀开裂的危害尤为突出，容易发生重大事故。

2.2 应力腐蚀开裂的预防措施

防腐蚀措施：

1)去除夹套或改善夹套结构．由于腐蚀是在夹套内腐蚀介质形成积液，而且长时间未被排尽，因此可去除夹套，改用内置式盘管，或改善夹套结构，在夹套最低处开设排污口，从而有利于积液的排除．

2)严格控制夹套冷却水离子浓度，加大循环水排污的频次，控制氯离子浓度应小于25 mg／L．

消除应力措施：

(1)退火：包括焊缝局部退火与设备整体退火两种，前者能够大幅度消除焊缝纵、横向应力，后者则能够完全消除设备生产过程中残存于管体内的内应力，效果最好，但后者成本高。

(2)时效：将设备加工完成后在室温下放置一段时间，设备的内应力会慢慢实现自我平衡，此为自然时效。自然时效一大弊端就是耗时长、占地广，这时可考虑振动时效进行处理。

二、搪玻璃釜

1.1腐蚀原因

  搪玻璃反应釜在反应釜内筒体烧制一层搪瓷保护层，搪玻璃保护层能有效防护反应釜不被介质腐蚀，但受介质环境变化，使用工况条件以及外力影响往往容易导致搪玻璃损坏，进而导致反应釜本体失去保护而腐蚀。主要有以下几种原因：

1）安装过程中配装和不正确安装方式导致搪玻璃衬里破损，在接触腐蚀性物料后，介质与设备本体金属表面接触腐蚀。

2）反应釜投料过程中，操作不当，固体物料碰撞导致搅拌和内筒体搪玻璃脱落。

3）反应釜制造缺陷，搪玻璃层面呈现针眼或导电孔，腐蚀物料从针眼进入，加速基体的腐蚀。

4）操作不当，急冷急热，搪玻璃和设备本体热胀冷缩不均匀导致搪玻璃脱落腐蚀。

5）搅拌等传动部件安装不到位，局部挤压导致搪玻璃脱落，造成腐蚀。此情况多发生于上封头搅拌孔和搅拌轴上。

1.2预防措施

1）安装搪玻璃设备应采取一定的保护措施，防止磕碰；

2）搪玻璃在出厂前应进行严格的质量检查，确保搪玻璃层完好无缺性；在安装过程中特别注意在上封头焊接施工应采取保护措施，防止焊渣落入设备中，搪瓷局部高温爆瓷。

3）搪玻反应釜使用中应注意防止硬物落入反应釜中，发生磕碰；

4）搪玻璃不耐强碱腐蚀，使用上应注意介质PH值，建议碱性条件下温度控制在70-80度，PH值控制在10左右；

5）在使用中应避免设备极冷急热，高低温反应建议分开设置避免同釜操作；

6）在设备安装中应注意，保证设备水平和搅拌轴的垂直度，避免搅拌与反应釜轴孔磕碰脱瓷。

三、不锈钢反应釜

1.1腐蚀原因

1）全面腐蚀：这种类型的腐蚀通常均匀地发生在与腐蚀性介质接触的整个金属表面。主要是由于不锈钢的性能不足以抵抗化学溶液的腐蚀，也就是选材不当造成。

2）晶间腐蚀：这种形式的腐蚀最典型实例是焊接区晶间腐蚀。在金属焊接处开始破裂并呈龟裂纹样。奥氏体在焊接中被加热到450-900°C时，晶间内的铬容易与碳一起沉淀出来形成碳化铬。由于碳和铬的亲和力很大，要占用含碳量17倍的铬形成碳化物，从而显著降低不锈钢的耐腐蚀性。

3）应力腐蚀裂纹：应力腐蚀裂纹在一定的腐蚀性成分及适当的温度条件，在受到应力时或者残余的拉伸应力作用时，容易在不锈钢表面产生应力腐蚀开裂的风险。主要是大部分高温设备的内表面在加工制造后尚有一些残余内应力。氯化物、烧碱溶液及硫酸钠、含有一定氯离子含量的自来水都是工业上常用的溶剂，也是不锈钢的常见“杀手”。不高于60°C的氯化钠溶液就足以在应力区域引起裂纹，而烧碱溶液中只需要20%的氢氧化钠溶液在130°C便可促使裂纹出现。

4）点腐蚀：点腐蚀是在不锈钢材料与腐蚀介质直接接触的情况下，最为常见的腐蚀类型，因此也是反应釜设备最为常见的腐蚀类型。它总是始于有氯元素存在的100°C以上温度中不锈钢钝化膜的细小破损。一旦在不锈钢表面形成点腐蚀，隔绝了氧与金属的接触，阻止了铬的再钝化。然后腐蚀就迅速扩散到不锈钢内部，点随之慢慢扩大，如果不加以控制，就是演变为全面腐蚀。只要在130°C时，多达0.1克/升的氯化钠，点腐蚀就会在316不锈钢上发生。

1.2 腐蚀预防控制措施

1）不同牌号的不锈钢其耐腐蚀性能也各有差异，在设计中应合理选材，科学的根据介质的腐蚀特性选择适用的牌号；

2）设备加工和使用前进行应力消除，同时在使用时控制工况温度；

3）严格控制环境氯离子浓度，如循环水中的氯离子浓度；

针对上述设备，还应该注意使用过程中的定期检查。使用单位应根据设备的工况条件，检维修情况，设备完整性进行综合评估，制定一个符合设备实际情况的检查周期，定期进行检查。通过外观检查和仪器检查及时发现设备缺陷，及时处理，避免更大的安全事故发生。