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换热器的腐蚀类型与防护

2020-03-23 11:57:15浏览:10 来源:清洗联盟   

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换热器的腐蚀类型与防护

换热器是一种广泛使用的工艺设备,在炼油、化工行业中是主要的工艺设备之一,通常采用工业水做换热介质,由于腐蚀等原因,常常会产生内部泄漏,造成水质或产品污染,影响换热效果,严重威胁生产正常进行。对换热器进行防腐问题的研究,防止换热器过早损坏,降低因腐蚀而引起的资源浪费,减少不必要的停产以及因此而引起的产品损失等都有着重要的意义,同时也为装置检修决策提供依据,是装置安、稳、长、满、优运行的重要保证。

换热器的腐蚀类型

换热器的腐蚀类型主要有以下几种。

1.1 孔蚀

换热器中最严重的腐蚀隐患之一是孔蚀。在换热管内外污垢附着处会发生局部的离子浓缩,破坏金属表面已经形成的钝化膜,形成局部的腐蚀凹坑,腐蚀持续扩展引起孔蚀。

1.2 应力腐蚀

应力腐蚀破裂是由于腐蚀和拉应力的共同作用而造成的材料断裂,当拉应力超过材料的强度极限,会使已经形成钝化膜的金属表面产生微观的裂纹,使腐蚀向深度方向发展。如果应力持续存在,新形成的钝化膜会继续发生破裂,使腐蚀持续扩展。

1.3 冲刷腐蚀

含固体悬浮物的液体容易产生冲刷腐蚀,被冲刷腐蚀的部位,常有典型的沟状、洼状或波纹状等外观特征。

1.4 缝隙腐蚀

换热器的防腐蚀措施

2.1 设计和制造

防腐的专业性较强,一般情况下换热器的设计人员很难深入理解腐蚀的机理,设计时往往根据静态的数据进行选材,有可能对实际运行工况对腐蚀的影响考虑不足。所以,设计前应根据介质的腐蚀性、工作温度、循环水水质、安装位置、运行工况等因素进行腐蚀可靠性分析,选择适用的材料。制造过程中严格控制涨接和焊接质量,避免产生过大的局部应力。

2.2 操作工艺控制

换热器开车时,应首先用喷管将容器内的气体和冷凝水完全排出,而后将冷流体充满容器,关闭入口,然后缓慢注入热流体,注意不要使加热速度超过0.06℃·S-1,并使长度方向的温度梯度不大于30.4℃·μm-1,总之,应尽量使导入流体而形成的管子与壳体之间的热膨胀差为最小。

在换热器运行中,应严格控制操作条件,避免骤冷骤热导致温差应力,产生应力腐蚀。

采用定期清洗的方法降低污垢腐蚀。在运行中,可在规定的时间内,用瞬时增加流速的操作,或者采用逆流清洗的操作,也可用化学清洗的方法;停工时可采用喷射洗涤、机械清洗和化学清洗的方法。

2.3 维修工艺控制

2.4 水处理工艺控制

在循环冷却淡水中,可添加缓蚀剂以降低腐蚀。水处理方法还有软化、除氧、除铵、除磷酸盐及硫等,以控制水中的pH值和氧含量,以免腐蚀。

2.5 电化学保护

电化学保护是通过改变金属/介质电极电位的方法来达到保护金属,避免遭受腐蚀的目的。它分为阳极保护和阴极保护。其中阴极保护是在金属表面上通过足够的阴极电流,使金属电位变负,并且使阳极溶解速度减小,这种方法又分为牺牲阳极保护和外加电流阴极保护。牺牲阳极保护是靠电位较负的金属(例如镁)的溶解来提供保护所需的电流,在保护过程中,这种电位较负的金属成为牺牲阳极,工作中逐渐被溶解。用牺牲阳极的方法对阴极进行保护是防止碳钢在水中腐蚀的最有效的方法,也可以用来保护冷凝器和换热器管箱。

结语

换热器的防腐应重点从设计和制造环节进行控制,运行中应重点加强冷却水水质的管理,对于绝大部分换热器,做好这两方面,都可以实现长周期运行。

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