化工設備換熱器的腐蝕原因分析及預防策略

趙勝芳

摘要：化工換熱器屬于冷熱流體傳熱設備的一種，在化工行業中得到了廣泛應用。但是，縱觀化工生產過程可以看出，化工換熱器腐蝕現象時有發生，對化學工業的快速發展也產生了一定的阻礙，基于此，本文主要圍繞化工設備換熱器腐蝕原因和預防策略進行探究，首先，對換熱器進行了簡單的概述，接著詳細闡述了腐蝕原因及對策，以期在后續化工生產過程中能夠更好地運用換熱器。

關鍵詞：化工設備;換熱器;腐蝕;原因;預防

換熱器設備是構成石油化工生產裝置的重要組成部分，其運行狀態如何與石油化工生產裝置運行情況息息相關。就換熱器設備而言，其安全運行極易受到兩方面影響，即結垢和腐蝕。就前者而言，會降低換熱器的冷熱交換頻率，進而提升裝置能耗。

一、化工設備換熱器的腐蝕原因分析

（一）換熱器內部沉積物引發的電化學腐蝕

就化工換熱器工作介質而言，如果其在化工換熱器內部出現不均勻循環或不循環的情況，那么這時極容易導致部分不規則游離沉淀物的產生。液體流動過程會受到游離沉淀物形狀結構的影響，由于其形狀不規則，所以，其流動方向會與液體流動方向相一致并逐漸趨于金屬表面。將沉積物與其他腐蝕基本特征對比可以看出，其更像是化工換熱器腐蝕現象而引發的金屬表面凹凸不平。同時，連接熱交換器的接縫處內部和外部在含氧量上有所差異，所以也會直接引發電化學腐蝕現象。處于陰極進行的陰極還原反應是堿性溶液和中性溶液的重要因素;而基于陽極下出現的陰極氧化反應則會成為金屬溶解現象的催化物。

（二）由于表面沉積物引起的電化學腐蝕

處于循環階段的熱交換管道環境和化工換熱器之間是相互聯系的，也正是受到這種相關性的影響，加速了沉積物的形成^[1]。沉積物累積過程是電流分布不均勻特征的直接體現，也會提高循環環境分化部分在管道內形成的可能性。導致上述沉積物電化學腐蝕的原因主要是環境內外的含氧量不同。通常而言，電化學腐蝕過程發生的反應有多種，如因陽極氧化反應而造成的金屬溶解;材料經過還原進入到中性溶液或堿性溶液當中，發生陰極還原反應，進而引發的圖像管提取反應等。此外，大量腐蝕產物的產生也會加劇接縫內外化學反應的不均勻程度，所以，也會發生更為嚴重的腐蝕情況。

（三）水質問題引發的腐蝕

化工換熱器在化學生產過程中其內部水可以被視為較為優質的實驗環境，但也需要工作人員對其的關注與重視。若水質問題一旦發生，那么也將會出現較為嚴重的腐蝕。因水質而引發換熱器的腐蝕歸根結底還是進入到換熱器當中的水質不佳，若水的酸性超過相關標準，PH值較低，水中含氧量過高或水中含有的各離子含量過多等都會導致有毒氯化物的形成，電化學反應和化學腐蝕反應也會出現。

二、化工設備換熱器的腐蝕的預防策略

（一）對化工換熱器材質進行合理選擇

化工換熱器選擇過程中，需要嚴格參照化工生產類型，將具有較強抗腐蝕性能的換熱器作為首選，由此提升換熱器的使用時間。在對換熱器制造時，可以重點考慮材料的耐腐蝕性，如合金鋼耐腐蝕性較強，所以可以作為制作過程中的重要材料。

（二）換熱器內部的防腐處理措施

設備內部是換熱器腐蝕發生較多的地方，所以，換熱器內部的防腐處理至關重要，可以以原有結構為基礎，在換熱器組件上進行增加防腐涂層的處理，從而使換熱器組件耐腐蝕性得到充分提升。換熱器內部防腐層的設置從本質來講也就是通過隔膜的設置將換熱器金屬表面與熱交換介質之間隔離開來，既防止了兩者之間的接觸，又能夠充分提高內部抗腐蝕能力，使用壽命也將顯著提升。近年來，隨著我國防腐工藝技術的不斷發展，防腐涂料也呈現了多元化發展的特征，圍繞換熱器進行防腐處理的過程中，要結合實際需求對防腐材料進行針對性的選擇。從金屬涂層工藝來講，常見的有蒸汽鍍、電鍍;從無機涂層工藝角度來講，主要有噴涂和化學轉化。無論是選擇涂層還是涂覆工藝時，都要將涂層完全覆蓋住換熱器作為著重強調的內容，只有這樣才能實現充分隔離，規避電偶反應的發生，減少換熱器金屬表面腐蝕情況的發生。

換熱器防腐涂層涂覆過程需要對下述幾點進行重點關注：第一，應高質量完成涂層的涂覆工作，一來要確保涂層的完全覆蓋，檢查是否存在漏點和裂紋的情況，二來還要看涂覆完畢后表面是否光滑與平整。第二，針對需要進行多種防腐涂層處理的換熱器，每層涂覆質量和均勻性都要得到保證，另外，還需要針對涂層厚度進行控制，一般在20-30μm之間。第三，在充分了解涂層性質的基礎上對涂層進行烘干，具體來講，首先，應進行預熱，預熱溫度以不低于70℃且不高于90℃為宜，預熱時間不超過30分鐘;其次將烘干溫度調整到最佳，即160℃，設置1-2小時的烘干時間，最后通過靜置的方式使其自然冷卻。

（三）提高化工生產技術

想要有效預防換熱器腐蝕，還應以現有化工生產工藝為基礎對其進行優化，提升化工生產過程的規范性和生產水平，由此控制因熱交換介質而出現的腐蝕性物質含量，這也是有效降低因水中沉積物出現而發生腐蝕現象的重要措施。針對換熱器熱交換介質也要進行科學處理，盡量將溶解氧的含量控制在最低，從而規避與換熱器組件發生氧化反應而遭到腐蝕。另外，還要注重換熱器的維護與保養工作，一方面要對換熱器運行狀態進行嚴格檢查，仔細查看換熱器內部循環水的流速是否正常，另一方面還要定期換水，及時沖洗換熱器內部，保證其水質干凈，減少沉積物堆積，從而降低因沉積物導致的電化學腐蝕的發生。

結束語

總而言之，化工設備換熱器的作用不言而喻，與化工企業生產效益息息相關。一旦換熱器存在腐蝕問題，會對其使用壽命和性能產生直接影響。故而應該重視對化工設備換熱器腐蝕問題的研究，并總結出切實可行的防腐方案，更好的提升化工企業經濟效益。

參考文獻

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