化工設(shè)備換熱器的常見腐蝕與防腐

陳洲鵬徐慧（.自貢市特種設(shè)備監(jiān)督檢查所，四川　自貢　643000；.動力設(shè)備有限公司，四川　成都　6900）

化工設(shè)備換熱器的常見腐蝕與防腐

陳洲鵬1徐慧2（1.自貢市特種設(shè)備監(jiān)督檢查所，四川自貢643000；2.動力設(shè)備有限公司，四川成都611900）

在石油、化工、能源、制藥等多個(gè)行業(yè)中，常用設(shè)備為換熱器。目前，國內(nèi)投資于換熱器的使用占總投資的百分之三十，例如海水淡化工藝裝置、煉油廠等，換熱器的地位顯而易見。因此，我國還需重點(diǎn)研究換熱器理論、產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)新領(lǐng)域等多重層次，有效避免運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的各種問題，例如腐蝕等，本文從換熱器的常見腐蝕與防腐措施作為出發(fā)點(diǎn)，展開討論。

換熱器；防腐措施；化工設(shè)備；分析；問題

隨著我國科技水平持續(xù)提高，人們對換熱器的要求越來越高，但其面臨的腐蝕問題較為嚴(yán)峻，一般有三方面，例如應(yīng)力腐蝕（負(fù)荷應(yīng)力與熱應(yīng)力導(dǎo)致）、水質(zhì)方面的腐蝕、電化學(xué)腐蝕（沉積物的堆積）。繼而，由于化工設(shè)備換熱器的腐蝕的不同，需要采取相應(yīng)的措施，加以應(yīng)對，保證換熱器正常運(yùn)行。下文首先分析熱交換器的內(nèi)涵，對存在的化工設(shè)備換熱器的腐蝕問題研究相應(yīng)的措施。

1　熱交換器的內(nèi)涵與化工設(shè)備換熱器的腐蝕問題分析

1.1簡析熱交換器與分類

熱交換器也叫換熱器，是一種能把熱冷流體種的某些能量互相之間傳輸于流體的化工設(shè)備。主要分為以下幾類，從熱量傳送的方法來看，有蓄熱式、間壁式以及混合式。從冷熱流體方向來看，保護(hù)錯(cuò)流式、順流式、逆流式、混流式；從溫度來看，工況穩(wěn)定，傳熱面上溫度和熱流不隨時(shí)間而發(fā)生變化，反之，不穩(wěn)定工況，隨時(shí)間改變；從材料來看，分為陶瓷、金屬、玻璃等種類；從用途來看，有冷卻器、蒸發(fā)器及加熱器等。熱交換器常常在石油化工、鹽化工、煤化工及熱電廠中使用，且換熱器的使用量較大，因此，需要重視換熱器的腐蝕與防腐。熱交換器所觸碰的物質(zhì)成分均十分復(fù)雜，繼而生產(chǎn)的時(shí)候，熱交換器的高流速、腐蝕性強(qiáng)、耐高壓（2500MPa）、耐高溫（約1000℃）等多種性質(zhì)較為獨(dú)特，以致常出現(xiàn)沖刷泄露與腐蝕泄露現(xiàn)象。

1.2化工設(shè)備換熱器的腐蝕問題分析

從化工設(shè)備換熱器表面腐蝕來看，主要源于金屬構(gòu)件和介質(zhì)表面相對運(yùn)動的速度，一旦速度過快則會腐蝕損壞一部分構(gòu)件的表面。例如液體、含有顆粒的氣體等高速流體沖刷于傳熱面，所產(chǎn)生的壓力將近10MPa，導(dǎo)致?lián)Q熱器金屬表面被剝蝕。此外振動也能磨損折流板管孔，常常呈現(xiàn)深谷、馬蹄凹槽形狀；從水來看，水是一種常用的熱交換介質(zhì)，必然也會存在腐蝕，其原因?yàn)闈B透的水汽、水PH值下降以及存在的溶解氧，但管道當(dāng)中空氣過多是最有害的原因之一，一旦空氣過多，則不利于水循環(huán)，加上氧的存在，極易腐蝕化工設(shè)備換熱器。從材質(zhì)及沉積物來看，市面上換熱器采用的有銅、不銹鋼、玻璃、石墨以及碳鋼等，碳鋼占大多數(shù)，其含有的錳、硅、磷等會導(dǎo)致生銹以及抗腐蝕性較差，繼而導(dǎo)致?lián)Q熱器被腐蝕。此外，一旦介質(zhì)出現(xiàn)滯留或不均勻的流動，易導(dǎo)致沉積物的形成，加上其具有不均勻不牢固不連續(xù)的特點(diǎn)，易產(chǎn)生裂縫，加上縫內(nèi)外氧的不同而導(dǎo)致電化學(xué)的腐蝕。例如；陰極還原反應(yīng)，還原為（酸溶液）等。

2　如何加強(qiáng)化工設(shè)備換熱器的防腐措施

2.1增加防腐涂料層

在增加防腐涂料層（或稱鍍層）方面，為了避免腐蝕介質(zhì)直接接觸金屬表面，需要在表面涂抹一層保護(hù)層，以增加換熱器的抗腐蝕性。早期常使用高分子有機(jī)混合物溶液，如今漸漸采用高溫涂料、防溶劑涂料與進(jìn)行防油、重防腐等處理。然而，不同廠家生產(chǎn)鍍鋅、滲鋁等涂層材料的質(zhì)量參差不齊，無疑嚴(yán)重影響化工設(shè)備換熱器的正常運(yùn)行，因此，需要重視產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)行合理選擇適合的防腐材料，才能有效防腐。金屬與無機(jī)涂層能在金屬和環(huán)境間形成屏障，避免換熱器被腐蝕，金屬涂層的施工方法有：蒸汽鍍、火焰噴涂、電鍍、熱浸和包鍍。無機(jī)涂層的施工方法有：化學(xué)轉(zhuǎn)化、滲鍍、噴涂，通常噴涂后進(jìn)行高溫烘烤。金屬涂層具有可變形性的特點(diǎn)，而無機(jī)涂層很脆，金屬涂層與無機(jī)涂層均需要有完全隔離的特點(diǎn)，一旦存在微孔等不利缺陷，會因電偶效應(yīng)而提高金屬局部腐蝕的速度。因此，防腐涂料的施工方面，需要注意以下方面，其一，質(zhì)量上無漏涂、麻點(diǎn)、裂紋、針孔，表面光滑而平整，均勻的厚度。如果過厚，則十分不利于傳熱，導(dǎo)致漆膜發(fā)脆；其二，次數(shù)方面，面漆4層、2層底漆，每層厚度25至40μm；其二，涂層表面干后進(jìn)烘房慢慢加熱而固化。自80℃開始逐漸升溫至160℃，2小時(shí)恒溫后自然降溫。

2.2定期維修服務(wù)

在定期維修服務(wù)方面，設(shè)備正常運(yùn)行的過程中，需要依據(jù)實(shí)際環(huán)境情況而定期清洗、反清洗、化學(xué)清洗機(jī)器，從而保證換熱器因微生物繁殖、污垢而導(dǎo)致腐蝕，免于換熱器由于偏離過大的工況而影響機(jī)器溫度過高或流速過快，影響機(jī)器被腐蝕，不能正常運(yùn)行。

總而言之，由于化工設(shè)備熱換器的使用范圍越來越廣，需要針對性分析其存在的腐蝕問題，積極進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)分析，探究安全、有效、可實(shí)施的防護(hù)措施，完善定期維修服務(wù)、增加防腐涂料層等，確保換熱器狀況良好，能夠正常使用。

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