化工换热器的腐蚀问题及防腐措施

化工换热器的腐蚀问题及防腐措施

王磊

盛虹炼化（连云港）有限公司江苏连云港222000

摘要：通常在冷液和热液之间转换能量的设备被称为换热器。在化学工业、煤炭和热电厂等地广泛使用热交换器，用量巨大。同时，在生产过程中接触到热交换器的物质具有更复杂的特性，并且在高温、高压和高腐蚀条件下长期存在，因此热交换器容易受到腐蚀。热交换腐蚀是目前化学设备中最常见的腐蚀之一，引起了越来越多的关注。

关键词：化工换热器的腐蚀；措施；

换热器在化学生产中的主要作用是冷热交换，换热器在化学工业中被广泛使用。近年来，中国化学工业的发展规模在扩大，化学生产设备正在逐步增加，这给安全的化工生产管理带来了巨大挑战，对生产的需求也在增加。据统计，超过90%的热交换故障与设备腐蚀有关。因此，在目前高度重视化工生产、安全和经济和谐发展质量的情况下，必须加强换热器的抗腐蚀性。

一、化工换热器的腐蚀问题

1.沉积物会引起电化学腐蚀。一旦热交换发生不均匀运动，热交换管就会产生一定数量的沉积物。并且这些沉淀物一般都没有规则的形状，也不会只存在于一个固定的位置，它们在换热管中依旧会朝着金属表面流动，这些沉淀物的不连续性和不均匀性，它会刺激电化学腐蚀的反应。与此同时，当热交换管中的腐蚀产品出现时，焊缝的化学成分会受到进一步的影响，这可能会加剧热交换中的腐蚀。换句话说，热交换管内的腐蚀一旦出现并没有及时处理，就会进入恶性循环。

2.热交换管的一侧有腐蚀。众所周知，在热交换器中，通常使用的水会引起化学腐蚀和一些有害阴离子，就会造成热换管的化学腐蚀和电化学腐蚀。因此，为了防止热交换管内的腐蚀，我们必须用防腐剂表面覆盖热交换管，同时确保它们的耐热性和强度。同时，热交换器也必须有能力抵抗阴离子和水蒸气的渗透，以从根本上消除交换环境造成的腐蚀。

3.热交换器表面腐蚀磨损。一般来说，金属碎片的外层和腐蚀介质之间存在着相当大的相对运动，这很容易加剧金属器械表面的腐蚀，这可能被描述为磨损或磨损的腐蚀。换热器磨损的原因各不相同:简单的电介质流动，如气体、液体或像气泡这样的外部物质，可能会引起一定程度的腐蚀。在现阶段的石油化工生产中常会产生一些具有粘性的介质，在实际操作过程中，这些粘性介质很容易粘带其他介质，进而形成沉淀结构。一定程度上为了避免这种现象的发现，我们通常要加大介质的流速。然而，当电介质中的气流速度增加时，还必须考虑到不能使气流太快。因此，换热管在设计过程中要充分考虑这一问题，尽量避免流体流入壳体情况的发生，进而减少换热管受到直接或者间接冲刷情况的发生，通常，我们会采取在壳体入口处安装防冲板的措施，但是壳体的防冲板必须做到及时更换。此外，振动也是热交换磨损的主要原因之一，所以我们必须注意。

二、防腐措施

1.阳极牺牲保护措施。根据微量元素反应原理很容易产生微量电池组反应，根据微电池反应原理，这时的碳素钢中铁元素就相应成为了微电池的阳极，而碳元素就成为了微电池的阴极。阴阳两级之间会不断的产生电流对换热器的金属表面造成腐蚀，为了阻止这种腐蚀的出现，在换热器设备的金属表面连接一些具有低电位的金属，就会将连接的金属变成了微电池的阴极，这样在换热器表面就失去微电池反应，起到了很好的腐蚀保护效果。在碳素钢材质的换热器设备防腐中，牺牲阳极的防腐措施较为常用，因此在保护金属的选择上考虑的经济性一般会选择锌作为保护金属。

2.加强生产过程控制。换热器管道在运行过程中存在应力腐蚀。因此，换热器管材和管板应采用强度焊接工艺，尽量避免膨胀过程。根据施工条件，如果必须采用膨胀工艺，应采用以下制造工艺，即一端焊接，另一端焊接。同时，换热器管的安装长度也应注意预留一定的收缩量。在防腐涂料的选择中，应综合考虑应力腐蚀的影响。为了有效地抑制应力腐蚀问题，应选用具有良好防腐性能并能在管道中起到保护作用的防腐涂料。在防腐涂料的选择上，有利于组织形成裂纹的环境，防治电解质溶液与管道表面接触；如果防腐层破损，则可以允许阴极电流通过；在防腐层施工过程中，可以通过改变管道表面实际状态，有效降低残余应力。

3.防腐涂层。热交换腐蚀的主要原因是腐蚀性介质与内部热交换管的长期相互作用，导致金属表面和热交换内部生锈，导致腐蚀。在此基础上防锈涂层可以是高温涂层、防锈涂层、防腐剂涂层、如油，以提高防腐剂效率。由于抗腐蚀性材料的生产者不同，加工材料的技术不同，因此材料对化学设备的抗腐蚀性耐受性有很大影响。因此，为了提高化学设备热交换的抗腐蚀性效率，有关部门不仅要加强采用和检查防腐性材料，还要限制热交换抗腐蚀性材料的生产、劣质抗腐蚀性材料的生产。此外，通过电镀、喷漆、蒸汽涂层可以有效地防止热交换器腐蚀。其中，在进行换热器内部喷涂操作后，应落实高温烘烤操作，使得喷涂更具防腐效用。由于金属涂层在应用一段时间后会出现脱落、变形等现象，从而降低防腐作用，因此无论应用金属涂层还是无机涂层，均需要确保内层表面完整，同时避免出现在防腐层表面出现微孔以及涂料不均匀等问题，从而避免换热器局部出现严重腐败现象。为了提高防腐涂层质量，涂层操作人员应确保涂层过程中无麻点、无裂纹、无漏涂以及无针孔，且涂层表面光滑平整薄厚均匀。虽然，较厚的涂料层可有效避免设备产生锈蚀现象，但是并不是防腐层越厚越好，较厚的防腐层会降低换热器的热传导功能，致使漆膜质量较低，容易出现碎裂。因此，抗腐蚀性层的厚度必须合理控制，以满足设备的实际需要。本文建议，在涂刷防腐涂料时，应做到以下几点：第一，控制涂层质量，保证涂层完整性，不会出现漏涂、裂纹、针孔以及麻点等问题，且涂层后金属表面平整又光滑，涂层厚度均匀。第二，进行多次涂层，其中底漆需涂两层，面漆需涂四层，每层厚度需要控制在20μm～40μm。第三，在涂层过程中能够，多选用浸泡式方法，借助泵循环实现换热器外部与内部的涂层。

4.定期清洗。作为企业生产中常用的设备，为了提高化学设备的效率和使用时间，企业必须指定一个专员或小组，定期修理和维护热交换器，避免因出现较大故障而影响换热器整体质量。换热器的日常维护较为简单，主要是对设备落实高效的清洗工作，确保化工设备换热器不会受到污垢以及微生物的影响而出现腐锈现象，从而提高换热器的工作质量与应用效率。为了使换热器日常维护工作更加高效，可从两个方面进行分析：一是制定换热器日常维护制度。在企业认识到化工设备换热器重要性基础上，应根据企业内部情况，合理规划换热器防腐检查工作，并通过编制奖罚分明的日常维护制度，促使员工明确换热器防腐重要性，为落实具体工作提供依据；二是定期培训员工防腐措施。随着时代与科学技术的发展，促使换热器防腐措施也会不断创新，因此企业应定期对员工进行培训，贯彻落实换热器新理念，使得换热器防腐工作与时俱进，提高防腐工作效率。

总而言之，换热器是化工生产系统的重要组成部分，其稳定性、安全和可靠性直接影响化学产品生产效率。相关企业应通过深入研究腐蚀问题与进行定期养护与设置防腐层等形式，达到延长换热器使用寿命与工作效率的目的，促使企业可以获取更大经济效益。

参考文献：

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