化工設(shè)備換熱器的腐蝕原因分析及預(yù)防策略

趙勝芳

摘要：化工換熱器屬于冷熱流體傳熱設(shè)備的一種，在化工行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。但是，縱觀化工生產(chǎn)過程可以看出，化工換熱器腐蝕現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，對(duì)化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展也產(chǎn)生了一定的阻礙，基于此，本文主要圍繞化工設(shè)備換熱器腐蝕原因和預(yù)防策略進(jìn)行探究，首先，對(duì)換熱器進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，接著詳細(xì)闡述了腐蝕原因及對(duì)策，以期在后續(xù)化工生產(chǎn)過程中能夠更好地運(yùn)用換熱器。

關(guān)鍵詞：化工設(shè)備;換熱器;腐蝕;原因;預(yù)防

換熱器設(shè)備是構(gòu)成石油化工生產(chǎn)裝置的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)如何與石油化工生產(chǎn)裝置運(yùn)行情況息息相關(guān)。就換熱器設(shè)備而言，其安全運(yùn)行極易受到兩方面影響，即結(jié)垢和腐蝕。就前者而言，會(huì)降低換熱器的冷熱交換頻率，進(jìn)而提升裝置能耗。

一、化工設(shè)備換熱器的腐蝕原因分析

（一）換熱器內(nèi)部沉積物引發(fā)的電化學(xué)腐蝕

就化工換熱器工作介質(zhì)而言，如果其在化工換熱器內(nèi)部出現(xiàn)不均勻循環(huán)或不循環(huán)的情況，那么這時(shí)極容易導(dǎo)致部分不規(guī)則游離沉淀物的產(chǎn)生。液體流動(dòng)過程會(huì)受到游離沉淀物形狀結(jié)構(gòu)的影響，由于其形狀不規(guī)則，所以，其流動(dòng)方向會(huì)與液體流動(dòng)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(duì)比可以看出，其更像是化工換熱器腐蝕現(xiàn)象而引發(fā)的金屬表面凹凸不平。同時(shí)，連接熱交換器的接縫處內(nèi)部和外部在含氧量上有所差異，所以也會(huì)直接引發(fā)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。處于陰極進(jìn)行的陰極還原反應(yīng)是堿性溶液和中性溶液的重要因素;而基于陽極下出現(xiàn)的陰極氧化反應(yīng)則會(huì)成為金屬溶解現(xiàn)象的催化物。

（二）由于表面沉積物引起的電化學(xué)腐蝕

處于循環(huán)階段的熱交換管道環(huán)境和化工換熱器之間是相互聯(lián)系的，也正是受到這種相關(guān)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(xiàn)，也會(huì)提高循環(huán)環(huán)境分化部分在管道內(nèi)形成的可能性。導(dǎo)致上述沉積物電化學(xué)腐蝕的原因主要是環(huán)境內(nèi)外的含氧量不同。通常而言，電化學(xué)腐蝕過程發(fā)生的反應(yīng)有多種，如因陽極氧化反應(yīng)而造成的金屬溶解;材料經(jīng)過還原進(jìn)入到中性溶液或堿性溶液當(dāng)中，發(fā)生陰極還原反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)的圖像管提取反應(yīng)等。此外，大量腐蝕產(chǎn)物的產(chǎn)生也會(huì)加劇接縫內(nèi)外化學(xué)反應(yīng)的不均勻程度，所以，也會(huì)發(fā)生更為嚴(yán)重的腐蝕情況。

（三）水質(zhì)問題引發(fā)的腐蝕

化工換熱器在化學(xué)生產(chǎn)過程中其內(nèi)部水可以被視為較為優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，但也需要工作人員對(duì)其的關(guān)注與重視。若水質(zhì)問題一旦發(fā)生，那么也將會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的腐蝕。因水質(zhì)而引發(fā)換熱器的腐蝕歸根結(jié)底還是進(jìn)入到換熱器當(dāng)中的水質(zhì)不佳，若水的酸性超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，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(huì)導(dǎo)致有毒氯化物的形成，電化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)腐蝕反應(yīng)也會(huì)出現(xiàn)。

二、化工設(shè)備換熱器的腐蝕的預(yù)防策略

（一）對(duì)化工換熱器材質(zhì)進(jìn)行合理選擇

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

（二）換熱器內(nèi)部的防腐處理措施

設(shè)備內(nèi)部是換熱器腐蝕發(fā)生較多的地方，所以，換熱器內(nèi)部的防腐處理至關(guān)重要，可以以原有結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，在換熱器組件上進(jìn)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(nèi)部防腐層的設(shè)置從本質(zhì)來講也就是通過隔膜的設(shè)置將換熱器金屬表面與熱交換介質(zhì)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(nèi)部抗腐蝕能力，使用壽命也將顯著提升。近年來，隨著我國(guó)防腐工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，防腐涂料也呈現(xiàn)了多元化發(fā)展的特征，圍繞換熱器進(jìn)行防腐處理的過程中，要結(jié)合實(shí)際需求對(duì)防腐材料進(jìn)行針對(duì)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(jī)涂層工藝角度來講，主要有噴涂和化學(xué)轉(zhuǎn)化。無論是選擇涂層還是涂覆工藝時(shí)，都要將涂層完全覆蓋住換熱器作為著重強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)充分隔離，規(guī)避電偶反應(yīng)的發(fā)生，減少換熱器金屬表面腐蝕情況的發(fā)生。

換熱器防腐涂層涂覆過程需要對(duì)下述幾點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注：第一，應(yīng)高質(zhì)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(diǎn)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(duì)需要進(jìn)行多種防腐涂層處理的換熱器，每層涂覆質(zhì)量和均勻性都要得到保證，另外，還需要針對(duì)涂層厚度進(jìn)行控制，一般在20-30μm之間。第三，在充分了解涂層性質(zhì)的基礎(chǔ)上對(duì)涂層進(jìn)行烘干，具體來講，首先，應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度以不低于70℃且不高于90℃為宜，預(yù)熱時(shí)間不超過30分鐘;其次將烘干溫度調(diào)整到最佳，即160℃，設(shè)置1-2小時(shí)的烘干時(shí)間，最后通過靜置的方式使其自然冷卻。

（三）提高化工生產(chǎn)技術(shù)

想要有效預(yù)防換熱器腐蝕，還應(yīng)以現(xiàn)有化工生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，提升化工生產(chǎn)過程的規(guī)范性和生產(chǎn)水平，由此控制因熱交換介質(zhì)而出現(xiàn)的腐蝕性物質(zhì)含量，這也是有效降低因水中沉積物出現(xiàn)而發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的重要措施。針對(duì)換熱器熱交換介質(zhì)也要進(jìn)行科學(xué)處理，盡量將溶解氧的含量控制在最低，從而規(guī)避與換熱器組件發(fā)生氧化反應(yīng)而遭到腐蝕。另外，還要注重?fù)Q熱器的維護(hù)與保養(yǎng)工作，一方面要對(duì)換熱器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，仔細(xì)查看換熱器內(nèi)部循環(huán)水的流速是否正常，另一方面還要定期換水，及時(shí)沖洗換熱器內(nèi)部，保證其水質(zhì)干凈，減少沉積物堆積，從而降低因沉積物導(dǎo)致的電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。

結(jié)束語

總而言之，化工設(shè)備換熱器的作用不言而喻，與化工企業(yè)生產(chǎn)效益息息相關(guān)。一旦換熱器存在腐蝕問題，會(huì)對(duì)其使用壽命和性能產(chǎn)生直接影響。故而應(yīng)該重視對(duì)化工設(shè)備換熱器腐蝕問題的研究，并總結(jié)出切實(shí)可行的防腐方案，更好的提升化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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