列管式换热器的腐蚀分析与对策

随着中国技术水平的提高,人们对热交换器的要求也不断提高。在热交换器的使用过程中出现的腐蚀问题较为严重,其中应力腐蚀(由于负载应力和热应力),水腐蚀和电化学腐蚀(沉积积聚)是热交换器的三种主要腐蚀情况。对于不同类型的热交换器腐蚀,需要采取不同的措施,我们将首先分析热交换器的含义,研究化学设备的热交换器腐蚀情况,才能提供相应的措施以确保热交换器的正常运行。
一、常见腐蚀问题
首先,化学设备中热交换器的常见腐蚀问题。化学设备中所有热交换器的腐蚀方式都相似,因此我们将腐蚀类型归类为:由于入口处的高流速引起的磨损腐蚀、由于沉积物引起的电化学腐蚀和由于负荷应力和热应力引起的应力腐蚀,以及由于溶解氧和材料引起的腐蚀问题。
1.磨损腐蚀。腐蚀通常发生在热交换器的表面,这意味着金属部件的表面与腐蚀性介质之间的移动速率相对较大,从而严重腐蚀了部件的局部表面。引起腐蚀破坏的流体介质可以是气体,液体或固体颗粒、气泡等。这是因为化学生产介质通常是粘合剂。为避免介质结垢,介质流速通常应大于2m/s。尤其是包含固体微粒和气泡的高速流体会迅速转移到金属传热表面,加大了局部表面的压力,最终在金属表面形成腐蚀。
2.电化学腐蚀。热交换器的表面由于中间停滞和不均匀而易于形成沉淀。沉积物具有不连续,不均匀和不确定性的特征,这会导致金属表面出现缝隙和裂纹,由于裂纹内部和外部的氧气差异,会导致电化学
腐蚀。电化学腐蚀包括金属溶解,阳极氧化和阴极还原。另外,由于间隙内部和外部的电化学性能不均匀,使得腐蚀面积将继续扩大。
3.应力腐蚀。应力腐蚀是在外应力,残余应力和腐蚀的共同作用下发生的,这会破坏热交换器的材料并影响热交换操作。应力腐蚀分为两类。一种是阳极氧化,另一种是阴极还原。腐蚀的原理是,在传热表面上的氧化膜在结合应力和腐蚀性介质的作用下被腐蚀损坏,损坏的和未损坏的区域分别形成阳极和阴极,而电流会流向阴极造成的腐蚀。
4.氧腐蚀。严格来说,氧腐蚀是电化学腐蚀的一种,但由于热交换设备与水接触会严重损害金属的强度,因此单
独描述。氧腐蚀的原理是,由于铁的电
极电位总是低于氧的电极电位,因此在
铁腐蚀电池中,铁由于是正电极而被腐
蚀。氧气腐蚀的形式通是溃疡小孔和局
部腐蚀,腐蚀产物为黄褐,黑和砖
红。
5.低温腐蚀。当烟气进入热交换器
并开始进行热交换时,安装在锅炉尾部
的烟气废气热交换器的温度逐渐降低。
在正常情况下,燃煤锅炉空气预热器的
出口不会发生冷凝,但是由于烟道气中
存在酸性气体(主要是硫化物和氮氧
化物),酸冷凝的可能性大大增加。如
果热交换器的金属壁的温度低于烟道气
酸性气体的温度,则包含无水硫酸的烟
道气蒸汽在壁表面上冷凝,导致管道腐
蚀。这种现象也称为低温腐蚀,这是因
为管壁的温度和尾部受热表面部分中的
烟道气温度较低。
二、化学设备热交换器的抗腐蚀
分析
1.电解质抗腐蚀。用于化学设备热
交换器的防腐蚀材料,阳极碳钢通常在
电解质环境(例如水溶液环境)中发
电,形成微型电池的化学反应。主要原
因是碳钢的主要成分是Fe(铁素体)和
Fe3C(锂铁矿),Fe的电极电位不高,
成为微型电池的正极,而Fe3C是微型电
池的负极。在阴极和阳极之间形成电
流,从而引起热交换器的电化学腐蚀。
在这种情况下,必要的保护设备的金属
表面电势的下侧被保护,并转化为阴极杂物门
以避免发生电化学腐蚀。在这方面,在
由碳钢制成的化学热交换器中,可以选
择电势比铁低的材料来进行保护,例
如,铝,锌或其他材料用作牺牲阳极,
它们在电化学反应中首先被消耗。通过
牺牲阳极以改善装置主体的耐腐蚀性。
2.抗腐蚀材料。由于生产过程与热
交换器用防腐材料制造商不同,因此材
料上的差异很大并且严重影响化学设备
热交换器的耐腐蚀性。此外,国家必须
美容加湿器通过立法,限制热交换器的耐腐蚀材料
的生产,并严厉惩罚生产和经营劣质耐
腐蚀材料的公司,以提高耐腐蚀材料的
质量。防腐蚀材料能够起到防腐蚀作用
的原因在于,在金属表面层和腐蚀材料
之间形成了无机涂层保护膜层,以使热
交换器的内部不直接接触热交换器的内
部,从而达到防腐蚀的目的。此外,电
镀,火焰喷涂,电子束蒸发和金属涂层
的涂覆等措施都可以有效防止热交换器放气阀
内部腐蚀的发生。
3.抗腐蚀涂层。可以适当增加防腐
漆层。换热器腐蚀的主要原因是换热器
内部的腐蚀介质长时间接触换热器的内
壁,换热器内壁的金属表面层与被腐蚀
的材料发生反应而引起腐蚀。基于此,
通过在热交换器的内层上覆盖一层耐
腐蚀材料,可以有效地控制腐蚀情况。
其中,防腐涂料可以是高温涂料,防腐
涂料,重防腐涂料,防腐等多种涂料,
以达到提高防腐效果的目的。在热交换
器内进行喷涂后,应进行高温烘烤,以
防止喷涂腐蚀。在施加完成的一定时间
后,金属涂层会变形并降低防腐蚀效
果,因此,无论是否施加金属涂层或无
机涂层,都必须确保内表面的完整性并
避免腐蚀。诸如细孔或层表面涂层不均
匀之类的问题可避免热交换器严重腐
蚀。为了提高涂层的防腐效果,涂层工
人在涂层过程中必须没有地板漏水,裂
缝,针孔和凹坑的情况,并且涂层表面
应光滑,均匀且薄,涂层越厚,越可以
更有效地避免设备腐蚀,但是防腐层越
厚,则热交换器的传热性能越低,这会
降低漆膜的质量并易于破裂。因此,必
须适当控制防腐层的厚度,以适应设备
的实际需求。
三、结语
管状换热器可以长时间稳定运行,
这对于安全生产非常重要。有关人员应
进行科学分析,严格检测和制定适合的
方案来有效处理换热管引起的泄漏问
题,进行准确定位和维修,以免影响正
常的生产经营。同时,必须确保过程的
稳定性,以免压力和温度波动影响设备
的运行。另外,有必要加强监督管理,
热交换设备认真进行现场检查工作,并实时关注设
备本身以及相关设备的实际运行参数,
以便随时进行维护。
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[3]《石油和化工设备》2017年总目次[J].石油和
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列管式换热器的腐蚀分析与对策
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【摘 要】热交换器是现代生产中常用的设备,在实际应用中,由于某些因素的影响,很可能发生腐蚀,进而影响生产安全和生产质量。我们需要积极运用现代物理测试技术,了解腐蚀产物的元素组成、结构和微电子微观形式,明确腐蚀的原因和机理,进而采取有效的技术措施减少和防止热交换器的腐蚀现象。确保生产的安全。
【关键词】化工设备;换热器;常见腐蚀与防腐
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