化工裝置換熱器腐蝕的對(duì)策

潤(rùn) 雪

（中國(guó)石油烏魯木齊石化公司設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，新疆烏魯木齊 830019）

隨著我國(guó)科技的飛速發(fā)展，當(dāng)下化工生產(chǎn)對(duì)換熱器的要求也變得越來(lái)越高。換熱器，別名“熱交換器”，是化工產(chǎn)業(yè)最為普遍的一種熱能交換裝置之一，石油化工、鹽化工都是其基本組成部分[1]。通過(guò)化工產(chǎn)品的產(chǎn)出特點(diǎn)可以知道，化工裝置換熱器所接觸的介質(zhì)大多具有強(qiáng)腐蝕性的特點(diǎn)，在一定程度上還具有高溫高壓、高流速及形式豐富的特點(diǎn)。在一定意義上這也為化工裝置換熱器提出了更高的要求。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，在化工裝置換熱器中最為普遍的故障便是設(shè)備的腐蝕，占總故障率的90%。所以在當(dāng)下對(duì)化工生產(chǎn)極度重視、安全與經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的大環(huán)境下，優(yōu)化化工裝置換熱器抗腐蝕性刻不容緩。

1 化工裝置換熱器常見的腐蝕問(wèn)題

1.1 化工裝置換熱器表面磨損腐蝕

化工裝置換熱器在其作業(yè)過(guò)程中，裝置金屬組件表層會(huì)無(wú)法避免地與腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)接觸，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用下，金屬組件表層會(huì)產(chǎn)生局部磨損腐蝕的現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱為磨損。進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的局部或全面故障，對(duì)化工生產(chǎn)工作的安全和質(zhì)量造成較大的影響。比如說(shuō)一些液體、氣體對(duì)裝置金屬表層進(jìn)行沖擊和摩擦?xí)r所形成的壓力會(huì)達(dá)到5～10MPa，加快了換熱器的腐蝕。因?yàn)榫哂懈g性特點(diǎn)的介質(zhì)具有各式各樣的形態(tài)，它有可能是氣體、也可能是液體、固體顆粒，但總的來(lái)說(shuō)直接引發(fā)化工裝置換熱器腐蝕的還是高速流體，因?yàn)楦咚倭黧w可以長(zhǎng)期、持續(xù)性地對(duì)散熱器金屬表層造成沖擊和破壞，加上受外界作用力的影響以及表層金屬皮腐蝕作用形成合力，進(jìn)一步加速了散熱器的腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。比如說(shuō)，經(jīng)過(guò)持續(xù)機(jī)械沖刷傳熱面或加重裝置表層壓力，氣體介質(zhì)便會(huì)具有剝蝕功能，對(duì)裝置表面金屬造成腐蝕；在具有腐蝕性特點(diǎn)的介質(zhì)持續(xù)對(duì)裝置進(jìn)行沖擊時(shí)，換熱器的組件也會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，例如折流板等會(huì)因?yàn)檩p微振動(dòng)或一些其他振動(dòng)問(wèn)題而導(dǎo)致磨損[2]。

1.2 化工裝置換熱器換熱管“水”側(cè)腐蝕

作為化工裝置換熱器中的最主要介質(zhì)之一，水當(dāng)然也會(huì)滋生一些腐蝕問(wèn)題。最主要原因便是一些在生產(chǎn)化工產(chǎn)品的過(guò)程中，所應(yīng)用的水的pH值較低，溶解氧含量相對(duì)較高[3]。所以便導(dǎo)致裝置出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象。另外一個(gè)直接原因便是因?yàn)闈B透進(jìn)來(lái)的汽水、酸性水、溶解酶、管道內(nèi)空氣的增多會(huì)使管道壁的表層腐蝕。所以，為了電化學(xué)的問(wèn)題得到進(jìn)一步的改善，需要提高換熱器換熱管的抗腐蝕性和抗水汽滲透性，使其導(dǎo)熱和耐高溫的性能得到進(jìn)一步提升。

1.3 化工裝置換熱器內(nèi)部沉積物下的電化學(xué)腐蝕

在化工裝置換熱器作業(yè)時(shí)，其中的一部分介質(zhì)會(huì)出現(xiàn)不均勻流動(dòng)或堵塞的狀況，這樣便會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)部出現(xiàn)大量沉積物。而一般情況下這些沉積物的并不具備穩(wěn)定性，具有形態(tài)多樣性的特點(diǎn)。當(dāng)一些沉積物隨著介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)便會(huì)與化工裝置換熱器的金屬表層接觸，長(zhǎng)久以往便會(huì)導(dǎo)致金屬表層的腐蝕，同時(shí)一些沉積物還會(huì)附著在換熱器的金屬表層上和局部裂縫中，這些沉積物與外界氧氣產(chǎn)生作用便會(huì)滋生電化學(xué)腐蝕問(wèn)題。

2 化工裝置換熱器防腐措施

2.1 防腐涂料

化工裝置換熱器防腐措施中應(yīng)用最為廣泛、功能性最強(qiáng)的措施便是防腐涂層，具體操作方式為在換熱器金屬表層覆蓋一層涂層或金屬涂層，這樣便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬和腐蝕物的有效隔離。電鍍、包鍍、火焰噴涂、熱浸等都是防腐圖層的主要使用方法；防腐涂層的無(wú)機(jī)涂層有噴涂、化學(xué)變化、滲渡等方法，在噴涂結(jié)束之后可以讓涂層暴露于高溫之下，進(jìn)行烘烤作業(yè)，使其能夠能夠牢固地附著于金屬表層上。金屬涂層有著其特有的優(yōu)勢(shì)，那便是它的可變形性。無(wú)機(jī)涂層相較脆弱，不耐彎折。在進(jìn)行涂層過(guò)程中一定要保證不能出現(xiàn)孔洞或裂痕，否則這些暴露出的區(qū)域便會(huì)成為腐蝕的重點(diǎn)區(qū)域[4]。

防銹涂料中有一種主要材料為紅丹環(huán)氧，紅丹環(huán)氧有著防銹性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以承受多數(shù)酸堿介質(zhì)，并且在高溫中也具有耐受性，擁有極佳的機(jī)械性能、硬度、黏著力、耐磨擦力。所以紅丹環(huán)氧對(duì)介質(zhì)中的雜質(zhì)來(lái)說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表層的有效保護(hù)，一些例如水垢的雜質(zhì)也難以附著在金屬表層上，因?yàn)檫€有介質(zhì)作用力的運(yùn)動(dòng)，所以雜質(zhì)也會(huì)被水流沖走。其次，紅丹環(huán)氧中還有大量的金屬元素，可以將導(dǎo)熱加快，漆層較薄，不易生銹和結(jié)垢，表層十分光滑可以為水體的流動(dòng)提供保障，達(dá)到良好的換熱效果。應(yīng)用最為廣泛的底漆和面漆為聚氨酯（聚氨基甲酸酯漆），聚氨酯具有漆膜強(qiáng)韌、表面光滑、黏著力強(qiáng)、容易經(jīng)受水磨、耐腐蝕的特點(diǎn)。在高聚物的分子作用下聚氨酯可以生成閉環(huán)氫鍵，受到外力的影響氫鍵可以分離吸收來(lái)自外部的能量。當(dāng)外力消失后再次生成新的氫鍵，在這樣循環(huán)反復(fù)的過(guò)程下使得聚氨酯具有超強(qiáng)的耐磨性。與一些其他的面漆、底漆相比，在硬度都一致的條件下，受到氫鍵的作用，對(duì)提高聚氨酯漆斷裂伸長(zhǎng)率有著很大的推動(dòng)作用。除此之外，聚氨酯還能在高溫環(huán)境中進(jìn)行烘干，對(duì)反應(yīng)器的使用來(lái)說(shuō)十分適用，從施工條件來(lái)講也比常規(guī)烘烤防腐漆更加適用。另外一種較為普遍的底漆和面漆是過(guò)氯乙烯，它使用了高分子合成技術(shù)，具有防水、防潮、防霉的優(yōu)點(diǎn)。在45℃以下過(guò)氯乙烯涂料對(duì)于以下酸堿雜質(zhì)都具有很強(qiáng)的抗腐蝕性，如濃度在90%以下的硫酸、濃度在50%以下的硝酸、各種濃度的鹽酸、堿和一些鹽類的汽油、礦物油、海水、潤(rùn)滑油等。

防銹涂料的具體操作過(guò)程為：

（1）對(duì)設(shè)備除銹、除油、噴砂，使金屬本體暴露

（2）對(duì)換熱器的噴涂標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格把控，除了要滿足防腐要求更要滿足增熱需求，控制好涂層厚度，不宜過(guò)厚過(guò)薄，加入厚度較大會(huì)對(duì)換熱器的導(dǎo)熱率產(chǎn)生影響，也會(huì)使涂層更加脆弱。

（3）具體操作可以應(yīng)用浸泡方法，也可以把換熱器本身當(dāng)作殼體，使用泵循環(huán)對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行噴涂，將浸泡方法應(yīng)用于管道外壁。

（4）涂層作業(yè)中底漆為4層，面漆為2層。

（5）涂層結(jié)束后要仔細(xì)檢查，查看噴涂表面是否光滑，有無(wú)孔洞、裂縫等，保持厚度適宜，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能投入使用。

2.2 定期保養(yǎng)

不管是使用哪一種防腐措施都不能保證一定不會(huì)再出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，腐蝕概率依然存在。所以應(yīng)定期進(jìn)行保養(yǎng)工作。結(jié)合換熱器具體情況對(duì)其進(jìn)行化學(xué)清洗，防止內(nèi)部形成化學(xué)殘留物腐蝕。同時(shí)應(yīng)定期對(duì)換熱器進(jìn)行檢驗(yàn)，防止其溫度過(guò)高。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，針對(duì)化工裝置換熱器的腐蝕問(wèn)題，首先必須對(duì)腐蝕成因有一個(gè)詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，使用防腐技術(shù)加強(qiáng)對(duì)金屬構(gòu)件的保護(hù)，實(shí)施安全、合理、有效的防腐措施，定期對(duì)換熱器進(jìn)行檢查和維護(hù)，為其正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。