(川化股份有限公司，四川 成都610301)
［中图分类号］TQ 053.2 ［文献标识码］B ［文章编号］1004-9932(2013)03-0051-02
1 液氨球罐简介
5 000 m3 液氨球罐是我公司300 kt/a合成氨引进装置中的1台非常重要的压力容器，由日本TEC公司设计，日本铁工厂制造，1976年投用，至今已运行30多年。随着我国对安全环保工作的日益重视和监管加强，液氨球罐历年被政府安监部门作为成都市的重大危险源重点监控，其运行的安全性被市、区、公司各级高度重视。
5 000 m3液氨球罐属于三类压力容器，由球壳、人孔盖和支柱等部件组成。球壳为桔瓣式结构，分为赤道带、上下温带、上下寒带、上极板和下极板，现场组对焊接而成，壁厚 17～21 mm，直径21 500 mm，公称容积 5 200 m3，支撑形式为12 根支柱，壳体材料SPV36，操作温度0～3.4 ℃，操作压力0.4 MPa。
2 存在的问题
在历次的压力容器定期检验中，液氨球罐的焊缝上都会发现30～40条裂纹，为浅表性裂纹。裂纹深度1.0～2.0 mm，长2.0～6.0 mm，产生的区域主要集中在赤道带和下温带的焊缝上，经打磨消除。由于裂纹集中区——赤道带和下温带焊缝为液氨液位经常波动的位置，因此裂纹产生的原因为液氨环境下的应力腐蚀开裂。裂纹的产生严重影响了设备的安全运行，所以每3 a就要定期检验1次，每次检验时间长达20多天，对公司经济效益影响很大。对此，公司除了在工艺上采取严格控制液氨的含水量和液位波动措施外，在2003年检验后决定采用牺牲阳极的保护方法对液氨球罐焊缝进行保护。
3 牺牲阳极保护法的实施
牺牲阳极保护法采用比被保护金属电极电势更低的金属或合金做阳极，将其固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，使被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。我公司选用锌丝作为喷涂材料，采用热喷锌方法将锌涂层与钢铁基体表面紧密结合，从而保护设备。
3.1 热喷锌工艺及参数控制
热喷锌工艺流程：将锌丝由导管放入喷枪并伸出枪嘴，用氧气、乙炔熔融焰将锌丝熔化，然后用过滤后的压缩空气作动力将锌液喷射到处理良好的基体金属表面，形成均匀涂层。锌丝直径为3 mm，纯度要求99.8%以上且无油污。因球罐内介质为液氨，有较强的渗透性，所以喷涂的质量非常重要。影响热喷质量的因素有喷射角度、喷射距离、送丝速度、喷镀间隔时间、喷束的重叠等。各参数控制如下。
(1) 喷射角度。喷射角度是指喷嘴中心线与工作面垂直的夹角。一般喷射角度取80°左右。如果垂直喷镀，雾状锌粒会很快堆积形成较多孔穴，造成附着力下降；若喷射角度过小，雾状锌粒会产生滑冲和驱散现象，这样既降低了镀层的附着力又浪费了材料。
(2) 喷射距离。喷射距离是指喷枪嘴至工作面的垂直距离。一般喷射距离取100～120 mm。如果喷距过小，喷涂层受到热化作用，会使镀层与工作表面因温差较大而收缩，导致喷涂层脱落；若喷距过大，又会降低金属微粒的喷射功能，使喷涂层的抗渗能力降低。
(3) 送丝速度。一般控制送丝速度在120～150 cm/min。送丝过快会造成丝材不均匀熔化，使微粒粒径超出正常范围，从而降低镀层质量；送丝过慢会使锌粒变细，从而增加粒子的面积，使镀层氧化物增加，影响镀层的附着力。
(4) 喷涂间隔时间。当大面积喷涂时，每区域第1层喷涂完毕后，应保持清洁，不允许手等触及喷涂表面，每层喷涂完10～15 min后方可进行下一次喷涂。
(5) 喷束的重叠。喷涂面积很大时，把工作区域分成若干小区，喷距火花束角度＜40°，喷束宽40～50 mm，喷涂时喷束重叠1/3。
3.2 热喷锌工艺实施前的准备工作
球罐焊缝喷锌工作在喷砂、设备无损检测后进行，操作前应做好以下准备工作：