化工换热设备的腐蚀及防护对策

化工换热设备的腐蚀及防护对策

李强 丁玉雷  张洪胜

大庆炼化公司检维修中心 

【摘要】目前，在我国的经济迅速发展的同时，社会上的工业生产对化工产品的需求量也越来越大，化工产业的建设也进入了一个高速发展的时期。换热器是化工生产流程中的核心设备，对物料的温控、维护设备的工作状态具有非常重要的意义，然而，在实际的化工生产中，换热器往往会发生腐蚀。

【关键词】化工换热器；腐蚀问题；防护措施

导言

化工换热设备的用途很广，一般用于化工、石化、化工等行业，并且数量很大。在化工设备的运行中，所要处理的物料种类繁多，性质复杂。这些特性极易引起换热设备的冲蚀，进而引发腐蚀泄漏等问题。最常见的是换热管表面的腐蚀问题，90%以上的换热设备都是这一类，其产生的根本原因是化工侵蚀和腐蚀。但是，如果因为腐蚀问题而引起泄漏，将会对企业的稳定生产造成很大的影响，对公司的健康发展是不利的。为此，必须对引起腐蚀的原因进行详细的分析，并采取相应的预防措施。

1化工设备换热装置的运行特性

换热器作为一种重要的换能装备，在石化、煤化工、盐化工等行业中起着重要作用。在化工工业中，换热材料的物性比较复杂，具有高温、高流速、强腐蚀等特征，容易发生腐蚀泄漏等问题。在此基础上，提出了一种新的、可持续的、可持续发展的新方法。在管道腐蚀漏失的90%以上都是由于介质的冲蚀与化工介质的冲蚀共同造成的。

2化工设备换热设备的常见腐蚀问题

分析了化工设备换热过程中，由于流体与金属部件间存在着较大的相对运动，当流体流速太大时，会加快腐蚀速率。如液体，含有微粒的气体等与金属部件的表面磨擦，产生的压力可高达5~10 MPa。这时，金属零件的表面就会受到冲刷，锈蚀。同时，由于振动的存在，还会引起诸如马蹄坑、深谷腐蚀等类似的孔洞问题。水是换热设备的主要使用介质，其中的汽水、酸性水、溶解氧等都会引起不同程度的腐蚀，其中过量的气体会加快管壁的腐蚀速度，一方面对水循环不利，另一方面也会在氧的作用下使管壁发生氧化腐蚀。从材料和沉淀来看，目前市场上的换热器有很多，大多是玻璃，铜，不锈钢，石墨，碳钢等材料，碳钢近年来的使用率在不断提高，但其中的硅、磷、锰等抗腐蚀性能不佳，容易引起换热器的腐蚀。另外，因为介质中有杂质，如果有杂质残留或者水流不均匀，就会形成侵蚀性沉积物，沉积物应力可以使金属表面出现裂纹，与裂缝外的氧气结合，发生阴极还原反应等电化工腐蚀（生成酸性溶液）。

3换热装置的防腐蚀方法

3.1阳极牺牲防护措施碳钢换热器内介质为电解液，易于发生微型电池反应，依据微型电池反应原理，碳素钢中铁为负极，碳为负极。在阴、阳两级间，会持续地产生电流，使热交换装置的金属表面发生腐蚀，为防止腐蚀，可在换热装置的金属表面与低电势的金属相连接，使被接的金属成为微电池的负极，从而使换热装置的表面失去微电池反应，达到良好的防腐作用。在碳钢换热装置的腐蚀中，牺牲阳极腐蚀是比较常见的，所以从经济角度来看，在选用防护金属时，通常都会选用锌。

3.2换热设备的防腐蚀涂层及应用，主要有金属涂层与无机涂层。其中，电镀，火焰喷涂，包覆等是目前最常用的一种。而无机涂料的涂装方式有：喷涂，渗镀，化工转化等。油漆涂刷完毕后，需在较高温度下进行热处理，以达到固化的目的。普通金属涂层具有不同程度的变形，而无机涂层则表现出更强的脆性，在使用过程中必须对其进行严格的工艺控制。CH-784型环氧胺基涂层是目前广泛用于化工换热设备中的一种，这种材料的耐蚀性很好，力学性能也很好，可以很好地适应在化工生产过程中的介质撞击和摩擦。物料表面平滑，对介质中的杂质有很小的粘附力，所以不能形成水垢。另外，CH-784防锈漆的底漆层，由于其具有较高的热传导性，可有效地改善传热性能。针对目前化工行业中水腐蚀问题比较突出的情况，许多厂家都采用了碳钢换热设备，这种设备的使用寿命可以超过10年，其成本远远低于普通的不锈换热器和钛换热器。

3.3改进化工生产技术，化工企业要改进已有的化工生产工艺，特别是要优化化工产品的流程，这既能提升化工企业的生产水平，又能降低换热介质中腐蚀性材料的含量，还能防止因水沉积物引起的腐蚀。此外，还需要对不同类型的换热介质进行有效的处理，使其在进入换热器的过程中，能够显著地减少其中的溶解氧，从而有效地避免了对换热元件的氧化腐蚀。另外，化工企业也要对换热器进行定期的维护和维修，尤其是在生产期间，要对换热器的运行状况进行检查，如果发现循环水速度出现了不正常的现象，就要对其进行彻底的检测，以排除潜在的危险。此外，还需要定期清洗换热器的内部，并经常进行更换，从而能够很好地防止换热器内沉积物的积累，并有效防止因沉积物引起的电化工腐蚀。同时，通过对换热设备的定期维护与检修，使换热设备始终处于良好运行状态，从而大大提高了换热设备的使用寿命。

结束语

总而言之，换热器是化工企业常用的生产设备，要解决它的腐蚀问题，就需要弄清楚它的共同的腐蚀机制，并且要主动地采取防腐技术来对金属部件进行防护，采取安全、有效、可行的防腐方法，定期维修换热设备，如此才能确保换热器的高效、安全。

参考文献

[1]刘猛. U形管换热器中管束腐蚀的成因及对策[J].中国石化工业标准与质量.2017.(03):64-65.

[2]潘亮亮.常顶热交换器在常顶热交换器的腐蚀问题及解决措施.石油化工，2018,(04):37-41.