姜悅

摘 要：對(duì)于石化行業(yè)來(lái)說(shuō)，空冷器具有十分關(guān)鍵的意義，將其有效地應(yīng)用于石化設(shè)備中，利于提高石化設(shè)備的有效性，進(jìn)而促進(jìn)生產(chǎn)良好地進(jìn)行。但近些年因高硫分原油的增多，空冷器應(yīng)用過(guò)程中容易被腐蝕，其應(yīng)用效果大大降低。針對(duì)此種情況，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)石化空冷器的防腐蝕技術(shù)的研究，提高石化空冷器的防腐性能，使之可以長(zhǎng)期有效地應(yīng)用?；诖耍疚膶⑼ㄟ^(guò)分析新材料的應(yīng)用，進(jìn)而研究石化空冷器的防腐蝕技術(shù)，希望對(duì)于提高石化空冷器的應(yīng)用性有所幫助。

關(guān)鍵詞：石化空冷器；防腐蝕技術(shù)；生產(chǎn)工藝

中圖分類號(hào)：TE986 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

石化生產(chǎn)中保證石化設(shè)備持續(xù)、高效運(yùn)行是非常必要的。但要想這一目的實(shí)現(xiàn)，需要將空冷器應(yīng)用于石化設(shè)備中，進(jìn)而支持石化設(shè)備良好運(yùn)行。但因空冷器運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，容易受到熱量傳遞、物料結(jié)垢等影響，并且深受石油產(chǎn)品高溫分解、裂解等反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕性物質(zhì)的侵蝕，加之近些年不斷增多的高硫分原油的作用，空冷器腐蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)重，容易影響其正常運(yùn)行，降低其使用壽命。因此，應(yīng)當(dāng)積極進(jìn)行石化空冷器的防腐蝕技術(shù)研究與推廣應(yīng)用，充分發(fā)揮此項(xiàng)技術(shù)的作用，提高石化空冷器的防腐性能，降低其被腐蝕的可能性，進(jìn)而長(zhǎng)期有效地運(yùn)行。所以，在運(yùn)用石化空冷器過(guò)程中注意有效應(yīng)用其防腐蝕技術(shù)至關(guān)重要。

一、新材料的應(yīng)用

參考相關(guān)文獻(xiàn)及石化空冷器應(yīng)用來(lái)看，確定隨著高硫分原油的增多，碳鋼或低合金鋼制造的石化空冷器越來(lái)越不適用，腐蝕現(xiàn)象尤為明顯。這給石化空冷器的制造帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。此種情況下，應(yīng)當(dāng)提高石化空冷器使用材料的要求，選用新的、適合的材料。

（一）抗?jié)馠2S應(yīng)力腐蝕材料

由我國(guó)上海、江蘇等地相關(guān)單位相繼研究出來(lái)的12Cr2AlMoV、09CrCuSb、08Cr2AlMo等抗?jié)馠2S應(yīng)力腐蝕材料，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，不僅有較好的耐腐蝕性能，還具有較強(qiáng)的抗H2S-H2O、H2S-HCN-H2O應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能、抗稀有機(jī)酸的腐蝕等，并且價(jià)格僅比10鋼略高。運(yùn)用此種材料進(jìn)行石化空冷器的制造，利于提高石化空冷器設(shè)備的抗腐蝕性能。目前一些企業(yè)已經(jīng)將08Cr2AlMo材料的換熱管應(yīng)用在石化空冷器中，進(jìn)行高硫分原油化工生產(chǎn)。

（二）抗氫誘導(dǎo)裂紋材料

抗誘導(dǎo)裂紋材料的研究與生產(chǎn)，主要是進(jìn)行了合金含量的控制，并且加強(qiáng)了S、P含量的控制，從而改善了鋼材性能，與此同時(shí)還添加了部分微量合金元素，這使得此種材料在H2S介質(zhì)條件下，能夠抗氫，避免裂紋或氫鼓泡現(xiàn)象的產(chǎn)生。所以，利用Q345R（HIC）鋼或15CrMoR（HIC）典型的抗氫誘導(dǎo)裂紋材料進(jìn)行石化空冷器的制造也是非常適合的。

（三）超級(jí)不銹鋼

既然稱之為超級(jí)不銹鋼，其抗腐蝕性一定較高。的確，參考相關(guān)資料，確定超級(jí)不銹鋼的耐受性較高，容易抵抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂及一般性的腐蝕等。另外，在400℃以下應(yīng)用此種材料，基本不會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕情況。而在含有氯離子介質(zhì)中其耐應(yīng)力腐蝕性也比一般的Cr-Ni奧氏體不銹鋼好很多。所以也可以將超級(jí)不銹鋼作為石化空冷器制造的基本材料。

（四）雙相不銹鋼

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)雙相不銹鋼材料應(yīng)用情況的了解，確定含鉻雙相鋼具有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能和耐孔蝕性能，尤其是含25%鉻的含氮的高鉻雙相不銹鋼，其耐孔蝕性能、縫隙腐蝕性能較高，能夠超過(guò)316L。當(dāng)然，可能有些工作人員會(huì)考慮此種材料不會(huì)像奧氏體不銹鋼在應(yīng)用過(guò)程中析出碳化物，而引起晶間貧鉻，造成晶間腐蝕現(xiàn)象。事實(shí)證明，雙相不銹鋼即便在較高溫度下不會(huì)析出任何類型的碳化物，從而產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象。總體來(lái)說(shuō)，雙相不銹鋼具有綜合力學(xué)性能佳、較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度以及較高的耐孔蝕性能和縫隙腐蝕性能等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于石化空冷器制造中也是比較適合的。

二、石化空冷器的防腐蝕技術(shù)分析

除了運(yùn)用新材料來(lái)制造石化空冷器，提高其防腐性能之外，還要可以運(yùn)用石化空冷器防腐蝕技術(shù)來(lái)增強(qiáng)石化空冷器的防腐性能。綜合來(lái)看，利用石化空冷器的防腐蝕技術(shù)來(lái)強(qiáng)化石化空冷器的防腐性能更為適宜，因?yàn)榇朔N技術(shù)的應(yīng)用是以普通材料的石化空冷器為基礎(chǔ)，通過(guò)涂覆一層防腐涂層來(lái)提高防腐性能，成本較低。而利用以上新材料來(lái)進(jìn)行石化空冷器的制造，雖然能夠提高防腐性能，但制造成本也大大提高了。那么，如何有效地運(yùn)用石化空冷器的防腐蝕技術(shù)呢？

（一）有機(jī)涂層

詳細(xì)了解了石化生產(chǎn)，確定在空冷器運(yùn)行過(guò)程中，原油產(chǎn)品進(jìn)行高溫分解、裂解等反應(yīng)將會(huì)產(chǎn)生H2S和HCL等氣態(tài)形式的反應(yīng)物，之后進(jìn)入冷凝區(qū)域，反應(yīng)物將轉(zhuǎn)化為液態(tài)，并且具有較強(qiáng)的腐蝕性，直接作用在石化空冷器上，如若是普通談鋼結(jié)構(gòu)的石化空冷器，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象；如若是不銹鋼材料的石化空冷器，也會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕現(xiàn)象。為了避免此種情況的持續(xù)發(fā)生，影響石化空冷器的正常運(yùn)行，積極借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，最早引進(jìn)了德國(guó)空冷器有機(jī)涂層防腐技術(shù)，之后隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)自主研發(fā)了有機(jī)涂層，在很大程度上提高了石化空冷器應(yīng)用水平。石化空冷器有機(jī)涂層具有多種優(yōu)勢(shì)，如抗腐蝕性能強(qiáng)、傳熱性能好、造價(jià)低等，當(dāng)然，要想使其充分發(fā)揮作用，應(yīng)當(dāng)在空冷器有機(jī)涂層制備中按照工藝流程展開(kāi)作業(yè)，即：酸洗—中和——磷化——烘干——底漆——烘烤——面漆——烘烤。

（二）化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層

化學(xué)鍍是通過(guò)將基體置于鍍液中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將鍍液中的金屬還原出來(lái)并沉積到基體表面形成均勻致密的鍍層的表面處理方法。所以，利用化學(xué)鍍來(lái)進(jìn)行空冷器的處理，也可以提高石化空冷器的防腐性能。當(dāng)然，要想在石化空冷器基體形成均勻致密的鍍層，運(yùn)用傳統(tǒng)的浸鍍工藝是很難做到的。因?yàn)槭绽淦鞯慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用此工藝，難以保證鍍層均勻致密，并且還難以有效處理排液、排氣、排渣問(wèn)題。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)采用內(nèi)腔循環(huán)流鍍工藝來(lái)進(jìn)行空冷器的Ni-P鍍層設(shè)置，具體的工藝流程為：堿洗——熱水洗——酸洗——水洗——活化——化學(xué)鍍——水洗——鈍化。另外，需要說(shuō)明的是在空冷器Ni-P鍍層形成后，需要進(jìn)行銼刀試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)，以此來(lái)檢驗(yàn)鍍層是否與集體很好地結(jié)合，從而真正提高石化空冷器的防腐性能。

三、生產(chǎn)時(shí)期做好防腐工作

基于以上內(nèi)容的分析，確定石化生產(chǎn)時(shí)期，有效地利用空冷器防腐技術(shù)做好空冷器的防腐工作，可以提高石化空冷器的防腐性能，使之可以長(zhǎng)期高效地運(yùn)行。這里所說(shuō)的做好石化空冷器的防腐工作是指：

（一）優(yōu)化焊接工藝

空冷器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此在制造過(guò)程中會(huì)涉及數(shù)量眾多的焊縫，而焊接工藝之間的差異也會(huì)導(dǎo)致焊縫的性質(zhì)存在很大不同。所以，空冷器的焊接工藝環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)一些問(wèn)題或差錯(cuò)，導(dǎo)致其焊接效果不佳。為了盡可能的避免此種情況的發(fā)生，保證焊接質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)注意優(yōu)化焊接工藝，也就是保證焊縫具有優(yōu)異的力學(xué)性能、保證焊接縫處的防腐性能。基于此，在具體焊接工藝操作中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)慎重選擇焊接材料，以質(zhì)量高、且抗腐蝕性能佳的焊接材料為準(zhǔn)；焊接人員要嚴(yán)格按照焊接工藝流程及焊接標(biāo)準(zhǔn)，有序的、合理的進(jìn)行空冷器焊縫處的焊接，從而保證焊接效果良好；焊接人員還要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(yīng)力，降低由于焊接應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕破壞。

（二）加強(qiáng)管端防護(hù)

詳細(xì)分析石化空冷器的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)空冷器進(jìn)口端的換熱管與管板連接指出容易受到各類介質(zhì)的沖刷而被腐蝕。所以，在強(qiáng)化石化空冷器抗腐蝕性能之際，應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)管端保護(hù)。也就是在空冷器的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中注意選用更加先進(jìn)的連接方式來(lái)進(jìn)行換熱管與管板的連接。就目前來(lái)看，脹—焊結(jié)合的連接方式應(yīng)用比較廣泛，且效果較佳，但在具體應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照工藝流程，有序、合理展地開(kāi)作業(yè)。

結(jié)語(yǔ)

空冷器運(yùn)行過(guò)程中，容易受到熱量傳遞、流體沖刷、物料結(jié)垢等影響，并且深受石油產(chǎn)品高溫分解、裂解等反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕性物質(zhì)的侵蝕，加之近些年不斷增多的高硫分原油的作用，會(huì)使其被腐蝕，尤其普通材料制成的空冷器被腐蝕程度更大，這將直接影響空冷器的運(yùn)行。針對(duì)此種情況，可以運(yùn)用新材料制造空冷器，提高其抗腐蝕性能，也可以運(yùn)用空冷器防腐蝕技術(shù)，在其表面形成防腐層，從而提高空冷器的抗腐蝕性能。相對(duì)來(lái)說(shuō)，空冷器防腐蝕技術(shù)應(yīng)用更為適合，但需要做好優(yōu)化焊接工藝、加強(qiáng)管端防護(hù)等工作。總之，現(xiàn)階段要想有效應(yīng)用石化空冷器，提高其抗腐蝕性能是非常必要的。

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