二分公司4#冷冻蒸发冷腐蚀分析与改进

(整期优先)网络出版时间:2019-11-22
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二分公司4#冷冻蒸发冷腐蚀分析与改进

刘名鑫陈军

关键词:设备;环境;现状

1设备作用与工作环境

冷冻蒸发冷设备担负着氨合成工段气氨冷却成液氨的重任,主要靠一次脱盐水循环喷淋在气氨管道来进行冷却。期间,蒸发冷设备外露金属锌、铁表面遇潮热水汽及空气中的O2、CO2等形成的湿热环境,严重腐蚀了该设备风机、支架、壁板等部件。

2现状

三厂冷冻蒸发冷设备2009年4月投运,截至今年5月份大修对4#冷冻蒸发冷进行了更换。在系统长期运行中,冷冻蒸发冷的腐蚀问题日益严重。

2.1从4组8台蒸发冷却器外部观察:蒸发冷风门边框腐蚀严重,现已残损不整;蒸发冷填料固定架通体被红锈覆盖。

2.2蒸发冷内部板面可见性腐蚀:南面4台蒸发冷西挡板中下部及填料附近;北面4台蒸发冷腐蚀多见于风门左右侧挡板及南挡板处;目前内部腐蚀已发展到“红锈”阶段,平均厚度均在1mm—1.5mm,未剥离脱落的锈片呈凸状,明显高于水平板面。

2.3受内部潮湿环境影响,风机叶片损坏,且表面有轻薄的锈迹。

2.4其他三组蒸发冷因腐蚀严重,从底座到风机支座用3mm钢板重新加固;目前列管暂未出现大面积腐蚀。

各部位腐蚀情况如下图

1)壁板情况

3综合分析

3.1蒸发冷腐蚀主要是在潮湿的水汽环境下进行,在弱碱的水中腐蚀程度小。经汇总分析我厂蒸发冷冷却水质,PH值基本在8-9之间,呈弱碱性,符合《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)控制指标。这也解释了为什么下部与冷却水接触部分腐蚀不严重。

3.2镀锌板反应腐蚀。蒸发冷壁板为镀锌板,镀锌板在整个使用寿命周期内,首先发生的腐蚀是表面镀锌层的氧化,生成“白锈”。使用时间稍长以后,板面“白锈”进一步在潮湿的空气中与空气中的氧O2发生吸氧腐蚀:

负极:Zn-2e=Zn2+

正极:2H2O+O2+4e=4OH--

待使用周期更长时,锌板腐蚀加剧,此时钢基体失去了锌的“牺牲防锈”作用,开始氧化,生成“红锈”。壁板在镀锌层失去作用后,内部碳钢材质在潮湿的环境下发生吸氧腐蚀。即:

负极:Fe-2e=Fe2+

正极:2H2O+O2+4e=4OH--

吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。

3.3镀锌层加工工艺、致密度的影响:镀锌板在加工过程中,对加工部位破坏,也极易造成局部腐蚀。

3.4腐蚀位置多见于上部是因为水泵将水打入喷淋管后去冷却盘管,向下流的水被填料分散成小水滴,在风机高速旋转产生的离心力作用下,被甩到上部板壁,形成水膜。由于水中含有一定的砂粒向下流时会附着于顶部形成湿泥,湿泥随水流也会下移附着到其他部位,使局部腐蚀加剧。

4改进

4.1根据目前水质情况和碳钢镀锌质量,下步更换蒸发冷时,选用蒸发冷材质更换为304不锈钢设计。

4.2加强水质管理,监制冷却水水质。

3、采取防护措施:

(1)对其余三组底座、风机、支架、壁板等腐蚀部位及时加固;

(2)底部淤泥定期清理。