煉油化工設(shè)備換熱器的密封泄露問題及其處理措施探析

李進(jìn)軍

摘要：對(duì)于煉化企業(yè)而言，煉油化工生產(chǎn)中，因?yàn)楣に嚨男枨螅诠に嚵鞒讨型枰獡Q熱器來應(yīng)對(duì)各種不同的換熱方式，所以化工廠一般在進(jìn)行這項(xiàng)熱傳遞過程時(shí)選用的設(shè)備就是換熱器，它能夠讓工藝生產(chǎn)的熱量從高溫的流體往低溫的流體傳遞，以此來滿足工藝上的需要。換熱器在日常化工生產(chǎn)中是常用設(shè)備，其性能穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，如果造成密封泄露則會(huì)影響化工生產(chǎn)，導(dǎo)致兩種流體的混合，可能會(huì)引發(fā)安全事故。筆者在本文主要來探討煉油化工設(shè)備換熱器的密封泄漏問題及處理措施。

關(guān)鍵詞：煉油化工；換熱器；密封泄露；處理措施

一、換熱器在煉油化工中的實(shí)際應(yīng)用

換熱器在煉油工藝生產(chǎn)中經(jīng)常被用于物品的加熱、冷卻和蒸發(fā)過程中如果按照換熱用途或者是換熱目的可細(xì)分為加熱器、冷卻器和冷凝器三種；按照換熱方法可分為間壁式、混合式和蓄熱式；另外按換熱器的傳熱面結(jié)構(gòu)又可分為管式和板式等。換熱器處于工作狀態(tài)中需要注意的幾點(diǎn)有：

①新安裝或者剛檢修完的換熱器在投入使用之前必須進(jìn)行試壓。

②換熱器在開始之前需要先通冷流后通熱流，在結(jié)束時(shí)則要先停熱流后停冷流，以保護(hù)換熱器不受不規(guī)則的熱脹冷縮效應(yīng)引起泄漏或損壞。

③固定管式和板式的換熱器不能夠單向受熱，浮動(dòng)式換熱器的管殼兩邊的溫差也不能夠相差太大。

④換熱器在啟動(dòng)過程中，換熱器的排氣閥應(yīng)一直處于打開狀態(tài)，便于排出全部氣體，在啟動(dòng)結(jié)束后應(yīng)立即關(guān)閉。

⑤如果在化工過程使用碳?xì)浠衔铮谙驌Q熱器裝入碳氧化合物之前最好使用惰性氣體去除換熱器中的閑雜空氣，避免加熱過程中引發(fā)爆炸。

⑥使用蒸汽加熱器或停工清潔時(shí)，引汽前務(wù)必要切凈冷凝水，并使通汽過程緩慢進(jìn)行，防止水擊。換熱器一方通汽過程中另一方的放空閥必須保持開放，以防壓強(qiáng)過高損壞設(shè)備。停用換熱器時(shí)，應(yīng)開放換熱器排氣閥及疏水閥，防止工業(yè)冷卻形成真空環(huán)境損壞生產(chǎn)設(shè)備。

⑦空冷器使用時(shí)要注意各部分流量均勻，確保冷卻效果。

⑧工作人員需要經(jīng)常注意監(jiān)視防止泄漏。

二、煉油化工換熱器的密封泄漏問題原因分析

（一）換熱器表面的腐蝕和磨損

腐蝕物質(zhì)和金屬原件的表面，兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較快，因此導(dǎo)致了院件部分表面受到嚴(yán)重的腐蝕損壞，這類腐蝕就是原件磨損腐蝕，簡(jiǎn)稱磨損。造成這種腐蝕損壞的介質(zhì)，可能是各種氣體、液體或固體的微小顆粒、氣泡里的氣體等。磨損腐蝕是高速的流體對(duì)金屬構(gòu)件表面產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物的機(jī)械性沖劇影響和裸露金屬表面的腐蝕作用的綜合體現(xiàn)。

然而，由于石油化工生產(chǎn)中的介質(zhì)，會(huì)有一定程度的粘附。為了防止介質(zhì)在生產(chǎn)過程中沉積和結(jié)垢，要求介質(zhì)速度大于2M/O的高速流體，尤其是含有細(xì)顆粒和氣體池的高速流體，沖刷傳熱表面，造成壓力。在局部表面為幾十兆帕，從而引起金屬表面的疲勞侵蝕。雖然在設(shè)計(jì)中，為了防止管道在上部流體進(jìn)入殼體時(shí)直接受到?jīng)_擊或沖刷，但在殼體進(jìn)口處的管束上安裝了防沖刷板，但由于長(zhǎng)期沖刷，抗沖刷板也會(huì)受到損壞。流體或固體顆粒此外，由于振動(dòng)或微動(dòng)的原因常常導(dǎo)致?lián)醢逶谄湛啄p。磨損和腐蝕的外部特征通常呈馬蹄形凹面或溝槽形狀，通常在流體流動(dòng)方向切入金屬表面。

（二）沉積物引起的電化學(xué)腐蝕

當(dāng)介質(zhì)流動(dòng)不均勻或停滯，很容易在換熱管表面形成沉積物。由于沉積物的不連續(xù)、不穩(wěn)定和不均勻，裂紋和房子在一些地方形成，與電化學(xué)腐蝕是由于在裂縫之間的差異形成的氧。包括：陽極氧化反應(yīng)的金屬溶解；陰極還原反應(yīng)，還原（中性或堿性溶液）；陰極還原反應(yīng)，還原（酸性溶液）；同時(shí)，由于生成的腐蝕產(chǎn)物導(dǎo)致了縫內(nèi)縫外的電化學(xué)不平衡，從而引發(fā)了更為嚴(yán)重的腐蝕。

（三）換熱管水側(cè)的腐蝕

換熱器常用水來作為熱交換介質(zhì)。因此常用水的腐蝕不容小視。水的腐蝕主要成因是水中pH值偏低水汽滲透溶解氧的存在導(dǎo)致的，和水中的負(fù)離子侵蝕導(dǎo)致了化學(xué)或電化學(xué)腐蝕。因此，煉油化工換熱管設(shè)備表面防腐防蝕要求是：防腐表面具有良好的吸附力、導(dǎo)熱性、耐溫變性和較大的硬度。同時(shí)，還需具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、高抗水蒸氣滲透性和一定的阻垢性能。

三、換熱器泄露的處理措施

（一）換熱器的防腐涂料及其應(yīng)用

一層薄薄的金屬涂層或無機(jī)涂層，能夠在金屬和周圍環(huán)境之間提供有效的屏障，這就是金屬涂層的主要作用（除鋅一類的犧牲涂層）。金屬涂層（或稱鍍層）的施工方法有電鍍火焰噴涂包鍍、熱投和蒸汽鍍。無機(jī)涂層的施工方法有噴涂滲鍍、或化學(xué)轉(zhuǎn)化。噴涂后通常在高溫環(huán)境烘烤。金屬涂層往往存在一些可變形性，而無機(jī)涂層會(huì)很脆弱，所以兩種涂層都必須要具有完全隔離的作用，這就很大考驗(yàn)施工人員的技術(shù)水平，如果存在微孔或其他缺陷，則出現(xiàn)電偶效應(yīng)，從而引起金屬局部腐蝕的加速。

CH-784防腐涂料系環(huán)氧氨基涂料，其特點(diǎn)是耐腐蝕、耐酸堿、耐水、耐溶劑、耐熱、漆膜物理機(jī)械性能好、硬度大、噴涂后表面光滑、附著力強(qiáng)、抗沖擊抗摩擦。因此，使用CH-784防腐涂料系環(huán)氧氨基涂料后的換熱器對(duì)水中不溶物摩擦力小，水垢及雜質(zhì)被流動(dòng)的冷卻水帶走，不易附著管壁，漆膜有明顯防腐阻垢的作用。CH-784防腐涂料系環(huán)氧氨基涂料含有金屬顏料，所以導(dǎo)熱系數(shù)大，漆層薄80-250pum。漆層熱阻只有1.66×10MhC/kcal，所以不易生銹結(jié)垢，能增加水的流速，提高換熱效果。

（二）綜合性密封改良方案

通過改換密封墊片類型來改善連接密封性能，但由于設(shè)計(jì)原選擇的密封墊片等級(jí)較低不能適用于高溫頻變工況，所以改選金屬纏繞墊片代替原使用的鐵包石棉墊片。在相同的工況和受力情況下金屬纏繞墊片的相對(duì)剛度系數(shù)要比鐵包石棉墊片的相對(duì)剛度系數(shù)小很多，螺栓和密封墊片的受力變形情況在改換金屬纏繞墊片后會(huì)有明顯改善。

四、結(jié)束語

綜上所述，在煉油化工生產(chǎn)過程中的換熱器誰被經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)密封泄漏等問題，主要是因?yàn)榄h(huán)境腐蝕、設(shè)備磨損、密封材料失效等原因造成的。為了有效解決換熱器密封泄漏問題，煉油化工企業(yè)、商家應(yīng)當(dāng)使用CH-784防腐涂料、漆膜等涂料，合理選用鍍層作業(yè)方法，并深入新型密封材料的研發(fā)，不斷改進(jìn)密封材料的性能，適應(yīng)實(shí)際煉油化工生產(chǎn)需求。

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