（哈爾濱空調(diào)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

淺談石化空冷器的防腐蝕技術

林寶森

（哈爾濱空調(diào)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

空冷器對于石化行業(yè)來說是一種十分重要的設備，在運行過程中，在多種因素的作用下，空冷器的腐蝕問題極為常見，嚴重影響了石化空冷器的安全、經(jīng)濟、可靠運行。鑒于此，本文討論了針對石化空冷器的防腐蝕技術，為石化空冷器的制造提供參考。

空冷器；石化；防腐蝕；表明涂覆；生產(chǎn)工藝

前言

空冷器在石化設備中占有很高的比例，因此其運行狀態(tài)的好壞會直接對整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生重大影響。空冷器的運行環(huán)境較為復雜，不但要經(jīng)受熱量傳遞、流體沖刷、物料結垢等的考驗，而且還要承受由于石油產(chǎn)品的高溫分解、裂解等反應產(chǎn)生的腐蝕性物質(zhì)（如硫化氫、鹽酸、氨等）的侵蝕作用，近年來隨著高硫分原油的增多，使得空冷器中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象越來越頻繁，必須采取有效的措施進行預防和治理。

關于對空冷器的防腐技術主要有以下兩個方向的思路：其一是做好石化生產(chǎn)過程中對腐蝕物質(zhì)的監(jiān)測工作，并同時采用科學的預防方法，控制氯離子、硫化氫、pH值等指標使之處于正常的范圍之內(nèi)，防止腐蝕物質(zhì)濃度過高造成對空冷器的破壞；其二是在空冷器的設計和生產(chǎn)時期采用科學的防腐技術，提高設備的抗腐蝕能力，本文主要討論后者。

1 防腐涂層的使用

理論上來說，采用超級不銹鋼、鎳鉻合金、及復合材料等代替普通碳鋼和低合金鋼材料作為空冷器的制造基材可提高空冷器的防腐質(zhì)量，但同時也極大增加了設備制造成本，為了達到既能夠滿足防腐效果又能盡量降低費用的雙重目的，在普通材料基體上涂覆一層防腐涂層的技術得到了快速發(fā)展，常用的防腐涂層有有機涂層、Ni-P合金涂層等。

1.1 有機涂層

在冷凝器運行時，由于裂解等反應產(chǎn)生的H2S和HCl等一般是以氣態(tài)的形式出現(xiàn)，當這些氣態(tài)物質(zhì)到達冷凝區(qū)域的話就會轉(zhuǎn)化為液態(tài)，從而具有強烈的腐蝕性，對傳統(tǒng)的碳鋼結構會造成嚴重的腐蝕，即便是采用不銹鋼材料也會造成點腐蝕的現(xiàn)象，鑒于此，國際上普遍采用在空冷器管道內(nèi)表面涂覆有機涂層的方法，取得了很好的防腐效果。我國的空冷器有機涂層防腐技術最早是從德國引進的，隨著科技水平提升，我國已經(jīng)出現(xiàn)了自主研發(fā)的有機涂料，標志著我國在石化空冷器防腐領域的巨大進步。

空冷器有機涂層的制備工藝流程為：酸洗-中和-磷化-烘干-底漆-烘烤-面漆-烘烤，底漆和面漆的涂覆層數(shù)不得低于6層，總厚度在200-250mm，烘烤的目的是要材料充分固化，使之在基體上面形成致密的涂層，有效隔離金屬基體與各種流體之間的接觸。有機涂層具有抗腐蝕性好、傳熱性能好、對基體的附著力強、造價低等優(yōu)勢，尤其是對于空冷器低溫區(qū)域的輕油氣側使用有機涂層是目前公認最為有效和最為經(jīng)濟的防腐措施。

1.2 化學鍍Ni-P合金鍍層

化學鍍是通過將基體置于鍍液中，通過化學反應將鍍液中的金屬還原出來并沉積到基體表面形成均勻致密的鍍層的表面處理方法，然而由于空冷器的結構較為復雜，如果直接采用傳統(tǒng)的浸鍍工藝在技術上不易實現(xiàn)，在施鍍過程中的排液、排氣、排渣等問題不好解決，而且效果也不夠理想，容易出現(xiàn)鍍層不均勻等問題。針對這樣的問題，人們在對空冷器進行制備Ni-P鍍層時采用了內(nèi)腔循環(huán)流鍍的工藝，通過封閉的循環(huán)系統(tǒng)施鍍很好地解決了上述問題，其工藝流程為：堿洗-熱水洗-酸洗-水洗-活化-化學鍍-水洗-鈍化，將鍍層厚度控制在30-50um左右，鍍層形成之后通過銼刀試驗和彎曲試驗證實鍍層與基體的結合力很好，且鍍層表面均勻致密，能夠?qū)⒒w與外界環(huán)境形成很好的隔離。

化學鍍Ni-P合金鍍層具有耐高溫、硬度強、耐磨性好、傳熱性良好、抗結垢能力強等優(yōu)點，并且鍍膜可對硫、氯離子等的腐蝕作用形成良好的阻隔，據(jù)統(tǒng)計，經(jīng)過化學鍍Ni-P合金鍍層表面處理后的空冷器使用壽命可以比普通碳鋼空冷器延長四倍以上，具有比表面涂覆工藝更好的防腐蝕效果，但成本更高，因此比較適合那些對防腐性能具有高要求的領域中。

2 制造工藝中的防腐技術

2.1 焊接工藝的優(yōu)化

空冷器的結構較為復雜，因此在制造過程中會涉及數(shù)量眾多的焊縫，而焊接工藝之間的差異也會導致焊縫的性質(zhì)存在很大不同，為確?？绽淦鞯倪\行壽命，一方面要保證焊縫具有優(yōu)異的力學性能，使其能夠抵抗各種負荷的沖擊作用；另一方面還要保證焊縫處的防腐蝕性能，而要想獲得防腐蝕性能優(yōu)異的焊縫組織，一是要保證焊接材料本身具備良好的抗腐蝕性能，二是要結合科學合理的焊接工藝對焊縫處進行施焊。在焊接前后均要做好熱處理工作，最大程度地降低或消除由于熱焊接而產(chǎn)生的焊接應力，降低由于焊接應力導致的應力腐蝕破壞，從而獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。

2.2 做好管端防護

在空冷器進口端的換熱管與管板連接之處是承受各類介質(zhì)沖刷作用最為顯著的區(qū)域，因此也成為空冷器防腐蝕工作的重點關注部位，如果只采用傳統(tǒng)的焊接工藝往往達不到空冷器的設計使用壽命，這就要求在空冷器的設計和制造過程中除了對結合處采用更加先進的連接方式。當前普遍認為采用脹-焊結合的連接方法是比較有效的，具體工作中，在進口端首先要加裝襯管，襯管長度宜大于300mm，在端部做翻邊處理將焊縫包起來，襯管與換熱管之間的空隙處可采用耐高溫耐腐蝕密封膠密封，然后進行脹接處理。

2.3 保證與介質(zhì)直接接觸的表面的質(zhì)量

在空冷器中，與介質(zhì)直接接觸的表面質(zhì)量直接關乎設備的使用壽命，也是防腐蝕工作的重點。因此，應當保證這些表面的質(zhì)量優(yōu)良，防止在表面處理后發(fā)生劃傷和碰傷，以免在運行過程中發(fā)生點腐蝕，另外與介質(zhì)直接接觸的焊縫表面也容易成為防腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，因此對于焊縫表面除了要打磨光滑、均勻外，還應當進行局部的酸洗鈍化處理，使其表面上生成一層致密的氧化物薄膜，有利于抵抗介質(zhì)的沖刷和腐蝕。

結語

綜上所述，實際工作中可從采用先進的制造材料、表面處理以及采用科學的設計制造技術等諸多方面來提升空冷器的防腐蝕性能?？茖W有效的防腐蝕技術對于提高石化空冷器的使用壽命，促進其安全、高效運行具有十分重要的現(xiàn)實意義。

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