霍銀龍

摘 要：作為化工機械設(shè)備運維管理的核心內(nèi)容，腐蝕問題會對化工機械設(shè)備的質(zhì)量產(chǎn)生嚴重破壞，會逐步使其喪失原有的運行功能，甚至可能會引發(fā)比較嚴重的化工生產(chǎn)安全事故，加強化工機械設(shè)備的防腐設(shè)計和維護力度具有重要現(xiàn)實意義。本文以換熱器為例，著重就其防腐優(yōu)化設(shè)計與維護策略進行了探討，希望為新時期我國化工機械設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計和運行維護管理提供參考。

關(guān)鍵詞：化工機械設(shè)備；換熱器；防腐設(shè)計；維護方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.046

在我國化工產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，化工企業(yè)所配備的化工機械設(shè)備越來越多的同時，對設(shè)備運維管理提出了越來越高的要求與標準。換熱器作為化工行業(yè)中普遍采用的一種熱能交換熱備，在調(diào)節(jié)化工生產(chǎn)環(huán)境溫度方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但是其自身的工作條件比較惡劣，工作介質(zhì)構(gòu)成也比較繁雜，致使其常常出現(xiàn)比較嚴重的腐蝕問題。因此，如何才能有效地提升換熱器等化工機械設(shè)備的防腐性能值得進行深入探究。

1 換熱器腐蝕的成因分析

換熱器又稱熱交換器，其通過冷流體和熱流體之間對流的熱量傳遞來達到平衡化工機械設(shè)備內(nèi)部環(huán)境溫度的目的，但是其自身性質(zhì)和工作環(huán)境決定了其容易出現(xiàn)腐蝕問題。從成因角度來看，換熱器腐蝕的成因主要包括如下幾個方面，即：（1）換熱器金屬構(gòu)件出現(xiàn)比較嚴重的局部腐蝕損壞，這主要是由于固體、液體或氣態(tài)的腐蝕媒介在換熱器構(gòu)件的表面具有相對較快的流動性，這時候高速流體會對換熱器局部表面產(chǎn)生沖刷和腐蝕破壞；（2）電化學腐蝕。在換熱器使用的過程中，其換熱管表面會隨著使用時間的延長而堆積比較多的化學物質(zhì)沉淀，此時如果沉積物本身存在間隙或裂縫，那么就可能會因縫隙內(nèi)外部氧的差異性而發(fā)生電化學腐蝕，這時候陰極產(chǎn)物為具有腐蝕性的酸性溶液，這進一步加劇了沉積物縫隙內(nèi)外部的電化學反應(yīng)，進而產(chǎn)生了比較嚴重的連鎖腐蝕問題。（3）水質(zhì)引發(fā)的腐蝕問題。在換熱器中，水是比較常用的一種工作介質(zhì)，其對換熱器造成的腐蝕問題同樣不容忽視，具體表現(xiàn)在如果水質(zhì)具有很高的溶解氧含量，相應(yīng)的PH值偏低，或者含有比較高的氯離子含量，那么在其應(yīng)用于換熱器換熱管的過程中，就容易和換熱器發(fā)生化學腐蝕或電化學腐蝕反應(yīng)而引發(fā)腐蝕問題。

2 換熱器腐蝕的優(yōu)化設(shè)計與維護策略

2.1 換熱器腐蝕的優(yōu)化設(shè)計

基于上述分析，可知換熱器出現(xiàn)腐蝕的成因，但是歸根結(jié)底在于換熱器的元件和外部介質(zhì)之間發(fā)生了引發(fā)腐蝕問題的化學反應(yīng)或電化學反應(yīng)，所以為了有效地增強換熱器的防腐性能，在對其進行設(shè)計過程中，要立足于隔絕換熱器和外界環(huán)境發(fā)生化學或電化學反應(yīng)，具體優(yōu)化設(shè)計對策可以從如下幾個方面入手：

（1）增設(shè)防腐涂料層。為了避免換熱器的金屬構(gòu)件和各種腐蝕介質(zhì)出現(xiàn)直接接觸的情況，可以在換熱器金屬構(gòu)件的表面增設(shè)一層防腐保護層來提升其抗腐蝕性。在當前的防腐涂料層設(shè)計過程中，主要采用防溶劑涂料、高溫涂料等，但是考慮到滲鋁和鍍鋅涂料層本身質(zhì)量的差異性，必須要結(jié)合實際的情況來選擇符合防腐規(guī)定和要求的材料。一般無機涂料層和換熱器金屬構(gòu)件直接可以形成一層避免腐蝕的保護屏障，具體施工工藝主要包括包鍍、電鍍、蒸汽鍍、熱浸和火焰噴涂等；而無機涂層施工工藝主要包括噴涂、滲鍍和化學轉(zhuǎn)化等。但是需要注意的是，無論是無機涂層還是金屬涂層，均需要確保其涂層整體的完整性，避免存在微孔等缺陷，否則可能會加劇金屬局部的腐蝕速度。因此，在涂層設(shè)計和施工中，必須要確保其表面的光滑性和平整性，不可存在針孔、裂紋或麻點；涂抹次數(shù)要結(jié)合實際的涂層厚度來綜合考慮，一般底漆和面漆的層數(shù)以2和4為宜。

（2）提高循環(huán)水的PH值。考慮到換熱器中過低PH值的水容易加劇陰極溶解氧的反應(yīng)，所以適當提升循環(huán)水的PH值，那么可以降低換熱器金屬部件出現(xiàn)腐蝕的速率，但是過大堿性會使其在過高溫度下和兩性金屬發(fā)生反應(yīng)，比如鐵可能會生成鐵酸鹽，此時同樣會使金屬出現(xiàn)腐蝕，所以必要在設(shè)計換熱器循環(huán)水的時候，對其PH值進行合理設(shè)計。

（3）考慮到換熱器中的沉積物堆積也會引發(fā)腐蝕問題，所以可以在換熱器中適當添加一些緩蝕劑來控制換熱器的腐蝕速率，必要的時候可以結(jié)合阻垢劑來在阻垢的同時達到防腐的目的，比如磷酸鹽、聚磷酸鹽、水玻璃和有機多元磷酸等均是比較常見的緩蝕劑。

2.2 換熱器腐蝕的維護策略

除了從設(shè)計角度來對換熱器等化工機械設(shè)備腐蝕問題進行防控之外，還要注意強化相關(guān)設(shè)備的運行維護管理，具體就是要使換熱器始終處于正常運行工況下，避免其出現(xiàn)偏離預(yù)定設(shè)計規(guī)定和使用要求的情況，比如過高流速或溫度均可能會加劇換熱器設(shè)備的腐蝕，所以加強其運行維護管理具有重要意義。為了避免換熱器出現(xiàn)過多沉積物而堵塞管路，或者存在微生物的聚集而引發(fā)腐蝕問題，相關(guān)人員需要結(jié)合換熱器的實際工作條件來對相關(guān)換熱管等管路進行反復沖洗，具體可以采用機械清洗或化學清洗等施工工藝，及時處理那些因污垢或微生物繁殖所造成的腐蝕問題；要定期檢修和維護關(guān)鍵的換熱器部件，及時更換那些出現(xiàn)破損的部件，避免誘發(fā)比較嚴重的腐蝕問題。

總之，換熱器等化工機械設(shè)備是我國化學產(chǎn)業(yè)得以穩(wěn)步發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其運行質(zhì)量直接決定化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度?？紤]到其在使用過程中容易出現(xiàn)腐蝕問題，所以必須要在防腐優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上，合理設(shè)計防腐保護層，選擇恰當?shù)乃|(zhì)、緩蝕劑和阻垢劑，同時還要做好其定期檢修和維護管理，從而全面提升換熱器等化工機械設(shè)備的防腐性能。

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