石云杰

摘 要：在利用換熱器的時候，一定要意識到其在運行過程中的腐蝕問題。在針對腐蝕問題進行處理的時候，要結(jié)合實際情況，提出有針對性的預(yù)防措施，同時還要選擇一些耐腐蝕性比較良好的材料。除此之外，還要與先進技術(shù)手段進行有效結(jié)合，這樣不僅有利于提高換熱器的抗腐蝕性，而且還能夠保證換熱器在運行過程中安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：換熱器;腐蝕原因;腐蝕機理;防腐蝕對策

換熱器腐蝕的發(fā)生，主要是由于工藝水中的鐵含量、總硫含量、氯離子含量過高所致，因此可以判斷系統(tǒng)腐蝕類型主要是硫化氫-氯化氫-水這種腐蝕類型。勘察腐蝕穿孔管表面，可見局部孔蝕為主要腐蝕形態(tài)，腐蝕穿孔方向是從外向內(nèi)，碳鋼管主要是在管外壁，也就是工藝側(cè)存在孔蝕源。利用X射線衍射分析、電子能譜分析等現(xiàn)代物理檢測技術(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)管外壁表面存在大量硫元素，其在腐蝕過程中有所參與，同時主要在外層工藝側(cè)發(fā)生腐蝕情況。對此，采用工藝操作優(yōu)化、殼程陰極保護，添加有機胺類工藝緩蝕劑等，達到理想的防腐蝕效果。

1 換熱器腐蝕檢測方法和結(jié)果

開展換熱器的腐蝕檢測，首先檢驗工藝水的成分，其中總硫含量為53.9mg/L、氯離子含量為13.4mg/L、總鐵含量為54.6mg/L、氨氮含量為9.3ug/L。觀察腐蝕的碳鋼管線表面情況，在現(xiàn)場截取碳鋼管線，同時考察腐蝕環(huán)境，了解腐蝕形態(tài)，觀察和分析宏觀腐蝕狀況。通過外觀鑒定能夠發(fā)現(xiàn)，上部進口位置比中下部腐蝕情況更加嚴重。截取腐蝕管線后勘察其表面，發(fā)現(xiàn)腐蝕穿孔的方向，主要是從外向內(nèi)的，說明腐蝕來源是在管外壁上。腐蝕形態(tài)中局部孔蝕居多，截取管線長度25cm，腐蝕穿孔有很多，同時有黑褐色銹層附著表面。通過檢測發(fā)現(xiàn)，管外壁上的孔長寬分別是6mm、5mm，關(guān)閉厚度2mm，已經(jīng)完全穿透，同時穿孔附近也有很多腐蝕深坑，存在嚴重的局部小孔腐蝕，呈現(xiàn)出潰瘍狀，管束局部甚至成片起皺和剝離。管內(nèi)壁孔表面有黃褐色整體銹層，部分銹層已經(jīng)脫落起皺，不過孔邊緣相對光滑，可判斷是均勻銹蝕。所以，得出結(jié)果為蝕孔源在管外壁，腐蝕方向是從管外向管內(nèi)遞進。

2 換熱器腐蝕原因和機理分析

經(jīng)過檢查能夠發(fā)現(xiàn)，段間換熱器的殼程腐蝕，是一種硫化氫-氯化氫-水的典型腐蝕體系，根據(jù)X射線衍射、能譜分析結(jié)果來看，可知正是這一體系構(gòu)成和控制了段間換熱器殼程腐蝕的發(fā)生。介質(zhì)中的氯離子、硫化氫等，在腐蝕過程中都發(fā)揮了作用。監(jiān)測表明凝結(jié)水中總鐵離子含量為54.6mg/L，可見鐵離子含量比行業(yè)標準高很多，說明面臨嚴重的腐蝕情況。通過工藝介質(zhì)流程成分研究，有一氧化碳-二氧化碳-水的腐蝕體系存在，低合金鋼及碳鋼等在其中，水中二氧化碳溶解生成碳酸，能達到3.3的pH，同時一氧化碳存在于體系中，可在金屬表面吸附，發(fā)揮緩蝕劑的效果，避免碳酸造成鋼材全面腐蝕。如果此時有應(yīng)力，晶格之間滑移，產(chǎn)生表面臺階，新生面漏出，金屬溶解為新生面，成為陽極，而周圍一氧化碳吸附層是陰極，會使碳鋼設(shè)備加速腐蝕。檢測結(jié)果碳酸鹽等腐蝕產(chǎn)物并不存在，可能是由于工況下腐蝕產(chǎn)物被沖刷掉。

通過腐蝕形貌，可分析沖擊腐蝕，觀察段間換熱器總體腐蝕狀況及分布情況，上部比下部腐蝕嚴重，呈現(xiàn)出典型的溝壑、山谷的形態(tài)，因而可判斷為沖擊腐蝕。通過腐蝕產(chǎn)物，分析段間換熱器管程腐蝕，是典型溶解氧腐蝕，陽極鐵釋放電子成為鐵離子的，陰極水和氧氣吸附電子形成氫氧根離子，鐵離子和水會生成氫氧化亞鐵離子和氫離子，氫離子吸收電子產(chǎn)生氫氣，氫氧化亞鐵離子和氫離子則會產(chǎn)生氫氧化亞鐵和水。這就是整個腐蝕過程。此外，內(nèi)測產(chǎn)物中的總硫含量較高，有硫酸鹽還原菌等微生物腐蝕條件。循環(huán)水一般是32-42℃的溫度，同時水中還有油類、磷類、氮類等物質(zhì)，能夠為微生物生產(chǎn)提供養(yǎng)分。能接受到日照的位置還會產(chǎn)生大量藻類，不能接受到日照的位置則會繁殖大量細菌，產(chǎn)生黏泥。這些因素都會使換熱器冷卻效果下降，進而發(fā)生微生物或垢下腐蝕。

3 換熱器腐蝕預(yù)防的工藝對策

結(jié)合換熱器腐蝕的原因和機理，需要采取相應(yīng)的工藝對策進行預(yù)防。由于材質(zhì)無法更換或沒有必要更換，所以主要從工藝方面入手。對工藝操作進行優(yōu)化，使裂解氣當中帶液量減少。對殼程進行犧牲陽極的陰極保護措施。段間換熱器嚴格控制殼程冷凝水pH值，保持在6.0-7.5之間比較理想。如果pH值在6以下，會加強氯化氫的腐蝕作用;如果pH值在8以上，會加強硫化氫的腐蝕效果，而且腐蝕速度和pH值的高低也有關(guān)系，所以要加以注意。可以應(yīng)用一些緩蝕劑，例如有機胺類工藝緩蝕劑等。對凝結(jié)水pH值有效控制，使其不超出6.0-7.5的區(qū)間，根據(jù)國內(nèi)外乙烯裝置的設(shè)備防腐蝕經(jīng)驗，如果利用無機胺中和劑，對凝結(jié)水pH值難以達到理想的控制效果。所以應(yīng)用有機胺作為緩蝕劑和中和劑應(yīng)用，可以取得更好的效果。對這部分的設(shè)備監(jiān)測加以強化，由于應(yīng)用現(xiàn)狀下凝結(jié)水中鐵離子超標情況嚴重，并且設(shè)備使用壽命只有1年，所以要詳細調(diào)查系統(tǒng)設(shè)備及管線腐蝕情況，對設(shè)備監(jiān)護工作進一步強化，采取工藝防腐加強、必要定點測厚等方法，對設(shè)備腐蝕情況隨時了解和有效控制。

4 結(jié)論

換熱器是現(xiàn)代生產(chǎn)中比較常用的設(shè)備，在實際應(yīng)用中，由于一些因素的影響，容易發(fā)生腐蝕的情況，進而影響生產(chǎn)安全和生產(chǎn)質(zhì)量。要積極應(yīng)用現(xiàn)代物理測試技術(shù)，對腐蝕產(chǎn)物的元素成分、結(jié)構(gòu)、微觀電子顯微形貌等加以了解，明確腐蝕原因和機理，進而采取有效的工藝對策，減少和預(yù)防換熱器腐蝕現(xiàn)象，以確保生產(chǎn)安全。

參考文獻：

[1]潘亮亮.常減壓蒸餾裝置常頂換熱器腐蝕原因分析及對策[J].煉油技術(shù)與工程，2016，46（4）：37-41.