石化空冷器的防腐蝕技術分析

姜悅

摘 要：對于石化行業(yè)來說，空冷器具有十分關鍵的意義，將其有效地應用于石化設備中，利于提高石化設備的有效性，進而促進生產(chǎn)良好地進行。但近些年因高硫分原油的增多，空冷器應用過程中容易被腐蝕，其應用效果大大降低。針對此種情況，應當加強石化空冷器的防腐蝕技術的研究，提高石化空冷器的防腐性能，使之可以長期有效地應用。基于此，本文將通過分析新材料的應用，進而研究石化空冷器的防腐蝕技術，希望對于提高石化空冷器的應用性有所幫助。

關鍵詞：石化空冷器；防腐蝕技術；生產(chǎn)工藝

中圖分類號：TE986 文獻標識碼：A

石化生產(chǎn)中保證石化設備持續(xù)、高效運行是非常必要的。但要想這一目的實現(xiàn)，需要將空冷器應用于石化設備中，進而支持石化設備良好運行。但因空冷器運行環(huán)境比較復雜，容易受到熱量傳遞、物料結(jié)垢等影響，并且深受石油產(chǎn)品高溫分解、裂解等反應產(chǎn)生的腐蝕性物質(zhì)的侵蝕，加之近些年不斷增多的高硫分原油的作用，空冷器腐蝕現(xiàn)象比較嚴重，容易影響其正常運行，降低其使用壽命。因此，應當積極進行石化空冷器的防腐蝕技術研究與推廣應用，充分發(fā)揮此項技術的作用，提高石化空冷器的防腐性能，降低其被腐蝕的可能性，進而長期有效地運行。所以，在運用石化空冷器過程中注意有效應用其防腐蝕技術至關重要。

一、新材料的應用

參考相關文獻及石化空冷器應用來看，確定隨著高硫分原油的增多，碳鋼或低合金鋼制造的石化空冷器越來越不適用，腐蝕現(xiàn)象尤為明顯。這給石化空冷器的制造帶來新的挑戰(zhàn)。此種情況下，應當提高石化空冷器使用材料的要求，選用新的、適合的材料。

（一）抗?jié)馠2S應力腐蝕材料

由我國上海、江蘇等地相關單位相繼研究出來的12Cr2AlMoV、09CrCuSb、08Cr2AlMo等抗?jié)馠2S應力腐蝕材料，具有較高的應用價值，不僅有較好的耐腐蝕性能，還具有較強的抗H2S-H2O、H2S-HCN-H2O應力腐蝕開裂性能、抗稀有機酸的腐蝕等，并且價格僅比10鋼略高。運用此種材料進行石化空冷器的制造，利于提高石化空冷器設備的抗腐蝕性能。目前一些企業(yè)已經(jīng)將08Cr2AlMo材料的換熱管應用在石化空冷器中，進行高硫分原油化工生產(chǎn)。

（二）抗氫誘導裂紋材料

抗誘導裂紋材料的研究與生產(chǎn)，主要是進行了合金含量的控制，并且加強了S、P含量的控制，從而改善了鋼材性能，與此同時還添加了部分微量合金元素，這使得此種材料在H2S介質(zhì)條件下，能夠抗氫，避免裂紋或氫鼓泡現(xiàn)象的產(chǎn)生。所以，利用Q345R（HIC）鋼或15CrMoR（HIC）典型的抗氫誘導裂紋材料進行石化空冷器的制造也是非常適合的。

（三）超級不銹鋼

既然稱之為超級不銹鋼，其抗腐蝕性一定較高。的確，參考相關資料，確定超級不銹鋼的耐受性較高，容易抵抗點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕開裂及一般性的腐蝕等。另外，在400℃以下應用此種材料，基本不會出現(xiàn)晶間腐蝕情況。而在含有氯離子介質(zhì)中其耐應力腐蝕性也比一般的Cr-Ni奧氏體不銹鋼好很多。所以也可以將超級不銹鋼作為石化空冷器制造的基本材料。

（四）雙相不銹鋼

通過對國內(nèi)雙相不銹鋼材料應用情況的了解，確定含鉻雙相鋼具有良好的耐氯化物應力腐蝕性能和耐孔蝕性能，尤其是含25%鉻的含氮的高鉻雙相不銹鋼，其耐孔蝕性能、縫隙腐蝕性能較高，能夠超過316L。當然，可能有些工作人員會考慮此種材料不會像奧氏體不銹鋼在應用過程中析出碳化物，而引起晶間貧鉻，造成晶間腐蝕現(xiàn)象。事實證明，雙相不銹鋼即便在較高溫度下不會析出任何類型的碳化物，從而產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象。總體來說，雙相不銹鋼具有綜合力學性能佳、較高的強度和疲勞強度以及較高的耐孔蝕性能和縫隙腐蝕性能等特點，將其應用于石化空冷器制造中也是比較適合的。

二、石化空冷器的防腐蝕技術分析

除了運用新材料來制造石化空冷器，提高其防腐性能之外，還要可以運用石化空冷器防腐蝕技術來增強石化空冷器的防腐性能。綜合來看，利用石化空冷器的防腐蝕技術來強化石化空冷器的防腐性能更為適宜，因為此種技術的應用是以普通材料的石化空冷器為基礎，通過涂覆一層防腐涂層來提高防腐性能，成本較低。而利用以上新材料來進行石化空冷器的制造，雖然能夠提高防腐性能，但制造成本也大大提高了。那么，如何有效地運用石化空冷器的防腐蝕技術呢？

（一）有機涂層

詳細了解了石化生產(chǎn)，確定在空冷器運行過程中，原油產(chǎn)品進行高溫分解、裂解等反應將會產(chǎn)生H2S和HCL等氣態(tài)形式的反應物，之后進入冷凝區(qū)域，反應物將轉(zhuǎn)化為液態(tài)，并且具有較強的腐蝕性，直接作用在石化空冷器上，如若是普通談鋼結(jié)構(gòu)的石化空冷器，將會產(chǎn)生嚴重的腐蝕現(xiàn)象；如若是不銹鋼材料的石化空冷器，也會產(chǎn)生點腐蝕現(xiàn)象。為了避免此種情況的持續(xù)發(fā)生，影響石化空冷器的正常運行，積極借鑒發(fā)達國家的技術與經(jīng)驗，最早引進了德國空冷器有機涂層防腐技術，之后隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國自主研發(fā)了有機涂層，在很大程度上提高了石化空冷器應用水平。石化空冷器有機涂層具有多種優(yōu)勢，如抗腐蝕性能強、傳熱性能好、造價低等，當然，要想使其充分發(fā)揮作用，應當在空冷器有機涂層制備中按照工藝流程展開作業(yè)，即：酸洗—中和——磷化——烘干——底漆——烘烤——面漆——烘烤。

（二）化學鍍Ni-P合金鍍層

化學鍍是通過將基體置于鍍液中，通過化學反應將鍍液中的金屬還原出來并沉積到基體表面形成均勻致密的鍍層的表面處理方法。所以，利用化學鍍來進行空冷器的處理，也可以提高石化空冷器的防腐性能。當然，要想在石化空冷器基體形成均勻致密的鍍層，運用傳統(tǒng)的浸鍍工藝是很難做到的。因為石化空冷器的結(jié)構(gòu)復雜，利用此工藝，難以保證鍍層均勻致密，并且還難以有效處理排液、排氣、排渣問題。對此，應當采用內(nèi)腔循環(huán)流鍍工藝來進行空冷器的Ni-P鍍層設置，具體的工藝流程為：堿洗——熱水洗——酸洗——水洗——活化——化學鍍——水洗——鈍化。另外，需要說明的是在空冷器Ni-P鍍層形成后，需要進行銼刀試驗和彎曲試驗，以此來檢驗鍍層是否與集體很好地結(jié)合，從而真正提高石化空冷器的防腐性能。

三、生產(chǎn)時期做好防腐工作

基于以上內(nèi)容的分析，確定石化生產(chǎn)時期，有效地利用空冷器防腐技術做好空冷器的防腐工作，可以提高石化空冷器的防腐性能，使之可以長期高效地運行。這里所說的做好石化空冷器的防腐工作是指：

（一）優(yōu)化焊接工藝

空冷器的結(jié)構(gòu)較為復雜，因此在制造過程中會涉及數(shù)量眾多的焊縫，而焊接工藝之間的差異也會導致焊縫的性質(zhì)存在很大不同。所以，空冷器的焊接工藝環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)一些問題或差錯，導致其焊接效果不佳。為了盡可能的避免此種情況的發(fā)生，保證焊接質(zhì)量，應當注意優(yōu)化焊接工藝，也就是保證焊縫具有優(yōu)異的力學性能、保證焊接縫處的防腐性能。基于此，在具體焊接工藝操作中，相關工作人員應當慎重選擇焊接材料，以質(zhì)量高、且抗腐蝕性能佳的焊接材料為準；焊接人員要嚴格按照焊接工藝流程及焊接標準，有序的、合理的進行空冷器焊縫處的焊接，從而保證焊接效果良好；焊接人員還要在焊接前后均要做好熱處理工作，最大程度地降低或消除由于熱焊接而產(chǎn)生的焊接應力，降低由于焊接應力導致的應力腐蝕破壞。

（二）加強管端防護

詳細分析石化空冷器的運行，發(fā)現(xiàn)空冷器進口端的換熱管與管板連接指出容易受到各類介質(zhì)的沖刷而被腐蝕。所以，在強化石化空冷器抗腐蝕性能之際，應當注意加強管端保護。也就是在空冷器的設計和制造過程中注意選用更加先進的連接方式來進行換熱管與管板的連接。就目前來看，脹—焊結(jié)合的連接方式應用比較廣泛，且效果較佳，但在具體應用中應當嚴格按照工藝流程，有序、合理展地開作業(yè)。

結(jié)語

空冷器運行過程中，容易受到熱量傳遞、流體沖刷、物料結(jié)垢等影響，并且深受石油產(chǎn)品高溫分解、裂解等反應產(chǎn)生的腐蝕性物質(zhì)的侵蝕，加之近些年不斷增多的高硫分原油的作用，會使其被腐蝕，尤其普通材料制成的空冷器被腐蝕程度更大，這將直接影響空冷器的運行。針對此種情況，可以運用新材料制造空冷器，提高其抗腐蝕性能，也可以運用空冷器防腐蝕技術，在其表面形成防腐層，從而提高空冷器的抗腐蝕性能。相對來說，空冷器防腐蝕技術應用更為適合，但需要做好優(yōu)化焊接工藝、加強管端防護等工作。總之，現(xiàn)階段要想有效應用石化空冷器，提高其抗腐蝕性能是非常必要的。

參考文獻

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