劉春紅

遼寧遠(yuǎn)大換熱裝備(集團(tuán))有限公司 遼寧 鐵嶺 112000

引言

化工換熱器使用的范圍十分廣泛，通常其都是應(yīng)用在煤化工企業(yè)、石油化工企業(yè)以及化工廠等，而且數(shù)量還十分龐大。由于化工換熱器在工作過程中，會(huì)接觸到大量復(fù)雜特性的物質(zhì)。因此，在生產(chǎn)過程中，還會(huì)產(chǎn)生一些獨(dú)特的性質(zhì)，這就很容易對(duì)換熱器造成沖刷，導(dǎo)致腐蝕泄露問題的發(fā)生。最為常見的就是換熱管的表面出現(xiàn)腐蝕問題，有超過90%的換熱器腐蝕泄露都屬于這種類型，而造成這種問題出現(xiàn)的主要原因就是化學(xué)物質(zhì)的沖刷以及腐蝕。而一旦由于腐蝕的問題導(dǎo)致泄露現(xiàn)象的發(fā)生，就會(huì)極大地影響企業(yè)的生產(chǎn)穩(wěn)定性，不利于企業(yè)的健康發(fā)展。因此，就需要細(xì)致地分析造成腐蝕的原因，從而找到有效的防范措施。

1 化工換熱器工作特點(diǎn)分析

換熱器是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的能量交換設(shè)備，冷熱流體介質(zhì)在換熱器中完成熱量傳遞，此類設(shè)備在石油化工、煤化工、鹽化工等工業(yè)系統(tǒng)中扮演著不可或缺的角色?；ゎI(lǐng)域應(yīng)用的換熱器中的熱交換冷熱介質(zhì)性質(zhì)較為復(fù)雜，通常表現(xiàn)出高溫高流速、強(qiáng)腐蝕等特點(diǎn)，極易出現(xiàn)腐蝕與泄露問題。這些問題的存在不僅影響著化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時(shí)也對(duì)工業(yè)生產(chǎn)安全埋下了隱患。其中，換熱管的表面腐蝕約占腐蝕泄漏的90%，它是介質(zhì)的沖刷和介質(zhì)中化學(xué)物質(zhì)侵蝕綜合作用的結(jié)果。

2 化工換熱器的常見腐蝕問題

從化工換熱器表面腐蝕情況來看，主要是因?yàn)榻饘贅?gòu)件與流動(dòng)介質(zhì)之間的相對(duì)速度，如果相對(duì)流速過快則會(huì)加速表面腐蝕效率。如液體、含有顆粒氣體等對(duì)金屬構(gòu)件表面進(jìn)行摩擦，所生成的壓力會(huì)達(dá)到5-10MPa。此時(shí)金屬構(gòu)件表面會(huì)被沖刷、腐蝕。同時(shí)，振動(dòng)問題會(huì)產(chǎn)生孔狀腐蝕問題，如馬蹄凹陷、深谷腐蝕等。水作為換熱器中主要應(yīng)用的介質(zhì)，并且會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕問題，主要是由于滲透的汽水、酸性水、溶解氧，管道內(nèi)空氣過多會(huì)加速管壁腐蝕速率，一是不利于水循環(huán)，二是在氧氣的驅(qū)動(dòng)下造成管壁表面氧化銹蝕。從材質(zhì)、沉積物方面來看，當(dāng)今市面上所見的換熱器種類繁多，大部分都是采用玻璃、銅、不銹鋼、石墨、碳鋼等材料，碳鋼近些年的應(yīng)用率有所上升，但是其中的硅、磷、錳等耐腐性較差，可能會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的腐蝕。此外，由于介質(zhì)當(dāng)中存在著雜質(zhì)，如果雜質(zhì)滯留或水體不均勻流動(dòng)，都會(huì)產(chǎn)生腐蝕的沉積物，沉積物應(yīng)力可能會(huì)讓金屬表面產(chǎn)生裂縫，加上裂縫外的氧而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，包括陰極還原反應(yīng)等(反應(yīng)出酸溶液)。

3 換熱器設(shè)備的防腐措施

3.1 陽極犧牲保護(hù)措施 碳素鋼材質(zhì)的換熱器在內(nèi)部介質(zhì)的電解質(zhì)溶液環(huán)境下，很容易生產(chǎn)微電池反應(yīng)，根據(jù)微電池反應(yīng)原理，這時(shí)的碳素鋼中鐵元素就相應(yīng)成為了微電池的陽極，而碳元素就成為了微電池的陰極。陰陽兩級(jí)之間會(huì)不斷的產(chǎn)生電流對(duì)換熱器的金屬表面造成腐蝕，為了阻止這種腐蝕的出現(xiàn)，在換熱器設(shè)備的金屬表面連接一些具有低電位的金屬，就會(huì)將連接的金屬變成了微電池的陽極，這樣在換熱器表面就失去微電池反應(yīng)，起到了很好的腐蝕保護(hù)效果。在碳素鋼材質(zhì)的換熱器設(shè)備中防腐中，犧牲陽極的防腐措施較為常用，因此在保護(hù)金屬的選擇上考慮的經(jīng)濟(jì)性一般會(huì)選擇鋅作為保護(hù)金屬。

3.2 換熱器防腐涂料及其應(yīng)用 換熱器防腐材料主要包括金屬涂料和無機(jī)涂料兩種。其中，金屬涂層的主要施工方法有：電鍍、火焰噴涂、包鍍等。而無機(jī)涂層的施工方法有：噴涂、滲鍍、或化學(xué)轉(zhuǎn)化等。涂料刷涂完成后需要在高溫環(huán)境中進(jìn)行加熱固化。常見的金屬涂料存在一定的形變問題，而無機(jī)涂料層呈現(xiàn)較為明顯的脆性特征，具體應(yīng)用環(huán)節(jié)需要進(jìn)行嚴(yán)格的工藝控制。當(dāng)前化工換熱器中應(yīng)用較多的是CH-784防腐涂料系環(huán)氧氨基涂料，此種材料具有理想的耐腐蝕性能，同時(shí)具備良好的機(jī)械性能，能夠有效適應(yīng)化工生產(chǎn)條件下的介質(zhì)沖擊與摩擦作用。材料表面光滑，與介質(zhì)雜質(zhì)間的附著力較小，不宜形成水垢。此外，CH-784防腐涂料底漆面漆含有金屬顏料，導(dǎo)熱系數(shù)大，能夠有效提高換熱效果。鑒于當(dāng)前化工領(lǐng)域較為突出的水質(zhì)腐蝕問題，很多工廠使用碳鋼換熱器涂防腐涂層，費(fèi)用明顯低于傳統(tǒng)不銹鋼換熱器與鈦換熱器，常規(guī)使用期可達(dá)10年以上。

3.3 提高化工生產(chǎn)技術(shù) 化工企業(yè)需要對(duì)現(xiàn)有的化工生產(chǎn)工藝進(jìn)行完善，尤其是要對(duì)生產(chǎn)化工產(chǎn)品的流程進(jìn)行優(yōu)化，這樣不僅能夠提高化工企業(yè)的生產(chǎn)水平，還可以有效地減少熱交換介質(zhì)中腐蝕性物質(zhì)的含量，同時(shí)還能夠避免由于水中沉積物所造成的腐蝕。同時(shí)，還要對(duì)各種熱交換介質(zhì)進(jìn)行有效地處理，這樣在其進(jìn)入換熱器中時(shí)，其溶解氧的含量也可以大幅降低，從而有效防止對(duì)換熱器的組件造成氧化腐蝕。并且，化工企業(yè)還要對(duì)換熱器定期開展保養(yǎng)和維護(hù)的工作，特別是在生產(chǎn)的過程中，還要加強(qiáng)對(duì)換熱器工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)換熱器內(nèi)部的循環(huán)水流速發(fā)生異常，就需要對(duì)其進(jìn)行全面檢查，及時(shí)將隱患進(jìn)行排出。還要定期對(duì)換熱器內(nèi)部進(jìn)行沖洗，還要勤加換水，這樣就可以很好地避免換熱器內(nèi)部沉積物出現(xiàn)堆積的問題，有效防范由于沉積物造成的電化學(xué)腐蝕。同時(shí)，通過定期對(duì)換熱器進(jìn)行保養(yǎng)和檢查，還可以使其一直保持在正常的工作狀態(tài)，大幅延長(zhǎng)換熱器的使用壽命。

結(jié)語

綜上所述，換熱器作為化工廠常見的生產(chǎn)設(shè)備，針對(duì)其腐蝕問題，必須要明確常見的腐蝕機(jī)理，并積極采用防腐技術(shù)保護(hù)金屬構(gòu)件，采用安全、有效、可行的防腐措施，定期對(duì)換熱器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，這樣才能夠保證換熱器的運(yùn)行效率和安全。