硫酸儲罐設計(已修改)
2025-08-17 10:32 本頁面
【正文】 1 硫酸腐蝕原理及特點表1 市面上的硫酸常見的濃度、狀態(tài)及腐蝕特點濃度狀態(tài)腐蝕性特點備注5%特稀硫酸溶液電化學腐蝕為主，腐蝕性一般1）65%濃度以下的稀硫酸在所有溫度都為還原性；2）稀硫酸對碳鋼的腐蝕速率隨濃度的提高而增強；達到一定濃度后（47%～50%是電化學腐蝕速度的峰值點），腐蝕速率隨濃度的提高而急劇下降；3）同一濃度的稀硫酸隨著溫度的增加，腐蝕性會加大；4）雜質對腐蝕也有很大的影響，如含氟、氯等其他離子；5）介質流速越大、固相顆粒多也會加劇稀硫酸溶液的腐蝕性。5～65%稀硫酸溶液電化學腐蝕為主，腐蝕性非常強65～精品文檔，超值下載85%濃硫酸溶液電化學腐蝕為主1)65%～85%硫酸低溫下為還原性，高溫或沸點下為氧化性；2)85%～100%硫酸及發(fā)煙硫酸在所有溫度下都呈氧化性；3)濃硫酸具有吸水性，空氣中水份也會使敞空的濃硫酸變稀，對碳鋼的腐蝕性增大；4)65%～85%期間，隨溫度上升，其對碳鋼的腐蝕速率下降；5)碳鋼在80%～100%的硫酸中可形成鈍化保護膜，在無流速、無沖刷、無充氣、密封時可耐受60℃～80℃；6)102%以上的發(fā)煙硫酸，會破壞鈍化膜，腐蝕速度上升，碳鋼和鑄鐵耐不了。120%的發(fā)煙硫酸是氧化性腐蝕的峰值點。85～100%高濃度硫酸氧化性腐蝕為主100%發(fā)煙硫酸氧化性腐蝕為主硫酸金屬儲罐外壁腐蝕主要為氣相腐蝕，只是弱腐蝕，一般采取涂裝防腐即可，不是這里討論的重點。碳鋼在硫酸中發(fā)生的腐蝕過程是典型的電化學腐蝕。其化學反應式表述如下：Fe+H2S04→H2+FeS04 金屬材料的本質、表面狀態(tài)及金屬陰極相雜質、硫酸濃度(pH值)、溫度都會影響到金屬的氫去極化腐蝕。此外，一些物理因素如介質流速、固相顆粒、結垢等也會影響硫酸的腐蝕性。2 硫酸儲罐的設計分鋼制儲罐、塑料儲罐和玻璃鋼儲罐，也分為壓力容器類和非壓力容器類硫酸儲罐，還分為立式和臥式硫酸儲罐。本文僅討論常壓硫酸儲罐。硫酸不存在較大的蒸汽壓力，無需采用內浮盤。為隔離空氣及雨水等雜質，需要用固定頂保護罐內介質，一般采取自支撐的固定頂，且應將加強肋等支撐件設置在罐頂外壁，并保證在液位下的部件不存在裂紋等缺陷。從安全角度出發(fā)，一般不在罐頂設置操作平臺，為便于操作、檢修，可以設置獨立的操作平臺。若必須設置罐頂平臺，則在罐頂設計時，應充分考慮包括頂部平臺、管支架等相關設施的設備自重和相關設備帶來的附加載荷的影響。材料選定后，硫酸儲罐的罐體厚度，可按相關標準進行計算或選定，與其它儲罐的設計是一樣的，只不過與普通介質的儲罐相比，鋼制硫酸儲罐需要采用較大的腐蝕裕量。碳鋼罐盡量同時使用陽極保護，此時的腐蝕裕量也需要足足3mm厚，合金罐、塑料罐、FRP罐或其他襯里罐則一般無需預留腐蝕裕量[2]。硫酸罐一般應至少包括如下管口：硫酸入口，硫酸出口，溢流口，放空口(壓力閥口)，頂部人孔，清掃孔。為減少泄漏，硫酸入口一般設置在罐頂，并使管口距離罐壁至少1200mm。但有時由于條件限制，也將人口設置在靠近頂部的罐壁處。硫酸入口一般應采用汲取管的方式，即將管口內伸至液面下。對側壁入口，則可用90℃彎頭使管線在罐內保持豎直狀態(tài)并達到上述要求。為保護罐底，在罐底正對入口管末端的相應位置設置防沖板。為防止介質的虹吸現(xiàn)象，硫酸人口管線應開放空孔，一般只需要在管線的上部開一個12mm的孔即可。硫酸出口一般也采取內伸汲取管的方式，且多采用可拆式結構，為便于拆卸，外套管直徑一般取硫酸出口管直徑的2倍以上。硫酸出口也可設計成齊平接管的形式。為避免充液過多而引起硫酸大量外溢，需要在罐壁的上部設置溢流管口，該管口與罐壁內表面平齊；也可不設置該管口，而直接利用高液位儀表控制進料管線上的切斷閥來達到目的。為保護罐壁，所有罐頂?shù)慕庸芏夹枰獌壬熘辽?5mm；管壁的接管，除溢流口或齊平出口外，都應在管口上部180℃范圍內伸至少25mm。一般情況下，放空管(壓力閥口)應設置在罐的最高處，且與罐頂內表面齊平，若儲罐建在室內，還應將放空口引至室外。對直接放空到大氣的管口，還應配置180℃彎頭和絲網。為保證硫酸金屬儲罐具有良好的耐腐蝕性，所有位于液位下的焊縫，均應為全焊透對接結構，并進行局部X射線檢測。罐頂可以采用搭接焊縫。所有的罐底焊縫，應為帶墊板的全焊透對接焊縫，罐底應按標準進行真空箱試驗。罐壁和罐底內表面還應增加磁粉或液體滲透檢驗。由于硫酸的蒸汽壓力不大，為確
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