化工装置换热器的常见腐蚀问题及防护对策

化工装置换热器的常见腐蚀问题及防护对策

孙智全

中国石油哈尔滨石化公司

摘要：热交换器作为化工工业中广泛使用的换热装置，通常在高温环境下工作，承受着高压和高温，因而易发生损伤，严重影响了化工生产的正常进行，而换热器的腐蚀是导致其故障的重要因素。在此基础上，简述了化工装置换热器的常见腐蚀问题，并对其防护方法作了初步的论述。

关键词：化工装置；热交换器；换热器的腐蚀；防护方法；研究

在化工行业，由于原料腐蚀、磨损、应力和低温腐蚀等多种因素导致了换热器的腐蚀，严重影响了换热器的正常工作，降低了化工工业的生产效率。所以，在化工企业的生产中，要对换热器可能发生的腐蚀问题进行深入的分析，并采取相应的对策，确保其安全可靠地工作，防止发生腐蚀。

1化工装置换热装置的常见腐蚀问题

1.1换热器冲蚀问题

化工设备换热器在生产和操作过程中不可避免地要与某些化工材料相接触，这些化学材料具有很强的腐蚀性，在长时间的运行下，其表面将会产生比较严重的磨损，同时，换热器内的金属层也会发生磨损、腐蚀等现象。

比如，在化工装备换热器工作时，高速流体会对换热器内壁造成一定程度的冲刷，其中的颗粒物质会与换热器发生摩擦、碰撞，从而使暴露在外的金属层发生腐蚀。另外，具有腐蚀性的气体介质、含有气泡的气体或者固态的颗粒液态介质也会导致其表面的腐蚀和磨损。

1.2换热器的电化学腐蚀

尽管换热器内的流动速度很快，能够有效地防止某些液体的凝结和沉淀，但长期运行过程中，不可避免地会产生沉积物，进而影响到沉积物附近的流动速度，进而引起传热管内沉积物的增多。当管道中的水流速度和泥沙特性超出相关规范时，沉积物将会在传热管内呈现非均匀分布，甚至产生粘附现象，从而影响传热管中的流体流动。另外，沉积物间的粘附不强、分布不均匀等，也容易产生裂纹和缝隙，从而导致管道局部部位出现电化学腐蚀。换热器的电化学腐蚀包括面积减小腐蚀，金属溶解，金属还原，阳极氧化等。另外，管道内的电化学化学反应速率也存在差异，导致局部区域发生大面积腐蚀，严重影响了换热器的正常使用。

1.3换热器的应力腐蚀

应力腐蚀是换热器受力和残余应力共同作用的结果。应力腐蚀是导致换热元件失效的主要原因，严重影响了装备的服役性能。从广义上讲，应力腐蚀有精炼裂纹和分段阳极溶解两种。当换热器壁面破损时，其内部会产生大量的金属离子溶出，进而引起阴、阳极金属离子的溶出，进而影响换热系统的稳定运行。

1.4换热器的温度过低

当换热设备运行时，如果烟气进入换热系统，则会引起管内温度的逐步下降，从而引起低温腐蚀。在一般情况下，燃煤锅炉的空滤器出口不会产生冷凝，但是，由于烟气中含有大量的酸性气体，因此酸结露的几率也会增大，如果换热器内部的金属壁面温度过低，则会触发烟气酸集入口，导致水蒸汽和烟气在换热器壁面上发生冷凝，从而引起管内低温腐蚀。换热器壁温偏低是导致换热器壁温偏低的主要原因，采用合理的措施来提升换热器管壁的温度，或者增加其烟气温度，是解决低温腐蚀问题的有效途径。

1.5换热器长时间运行时的腐蚀

化工企业是我国工业生产和发展的支柱行业，它的生产效率和质量直接关系到国家的生产和产业的发展。随着国内化学工业产量的增长，化工企业面临着越来越多的生产任务，同时也面临着越来越多的设备运行效率问题。在长时间的运行中，热交换器会出现过载，易造成内部零件的损伤。另外，在使用过程中，工作人员没有按照其实际的工作特性和使用状况对其进行定期的维护和维护，造成了其磨损和腐蚀的比较严重，如果得不到及时的替换和修复，其腐蚀和磨损的状况将会变得更加严重，这对化工生产的正常进行也有很大的影响。

1.6换热器来流对腐蚀的影响

水是换热器中最常见的换热装置，在换热器中，水在换热器中长期被冲刷，会导致腐蚀更加严重。一般而言，来流导致的热交换腐蚀问题，其主要原因在于：首先，水的 pH不稳定，或者是水的 pH值呈酸性，从而导致热交换管发生化学反应，产生化学腐蚀。第二，水里的阴、氯、硫离子含量很高，会引起管道内的金属发生化学腐蚀。该侵蚀问题还可被认为是一种电化学腐蚀；第三，由于水中存在着溶解的氧气，所以在换热管中产生了与之相对应的化学侵蚀。针对这种来流导致的换热管腐蚀问题，需要对换热管内部进行防腐蚀研究，及时更换换热管，以防止换热管腐蚀导致换热管腐蚀，或者增强换热管的粘附力，改善换热管的热传导和抗高温性能，降低换热管的腐蚀，保证换热管在换热管的使用寿命。

2化工装置换热装置的防腐蚀方法

2.1换热设备的防腐蚀涂层

在热交换器中，腐蚀性介质长期与热交换器内表面发生化学反应，导致热交换器内壁发生腐蚀。针对此种腐蚀状况，可在换热器内部或换热器其它可能存在腐蚀问题的部位喷涂防腐蚀涂层，从而防止各种腐蚀性介质与换热器发生直接接触，从而实现一定的隔热作用，从而有效地防止换热器的腐蚀问题。在换热设备中，常见的防腐蚀涂料包括抗溶剂涂料、防油涂料、重防腐蚀涂料和耐高温涂料。在选用防腐涂层的时候，要考虑到化工设备换热器的实际类型、使用性能以及对腐蚀的影响，对防腐涂料进行科学的选择，不要盲目地选用，以免使防腐涂料的作用不能真正地发挥出来。

2.2采用电化学方法进行防腐蚀

在化工装置中，热交换器的电化学腐蚀可划分为碳钢和阴极间的两类。在此基础上，提出了一种新的电化学腐蚀新方法——电化学腐蚀。针对目前存在的腐蚀问题，本项目拟采用电极电势转换技术对其内部进行防腐处理，即用低于防腐介质的金属替代高的电势，实现对腐蚀介质的原位接触，并将腐蚀电流引入到低电势的金属中，实现对高电势的化工设备的保护，即牺牲阳极保护法。电化学防腐的基本思想是将化工装备中的热交换单元中的阳极和负极进行转化，在一定程度上减轻了电解腐蚀对换热装置的不利作用，减少了腐蚀的几率，保障了换热装置的正常运行，从而推动了化工生产的持续发展。

2.3对换热设备进行定期检修和维护

为了更好地保障换热设备的正常运转，需要在换热设备的工作期间，对其进行定期的维护和维护，以保证换热设备的各种功能。首先，员工应该根据换热器的具体条件，定期对其进行清洁，这样才能防止在换热器中产生沉积物或者微生物滋生，降低由沉积物和微生物造成的腐蚀；其次，要建立实用的日常维护和维护体系，对防腐蚀检测工作进行合理的计划，同时要对相关的工作人员进行安全教育，让员工们对换热器进行维护，这样就可以减少设备生产过程中的损耗。最终，实现新型换热器防腐蚀理念，掌握先进的维护和维护方法，减少设备磨蚀和腐蚀的可能性，延长其使用寿命。

3结语

总之，换热技术在国内化学工业中起着举足轻重的作用。在长时间的运行中，换热器易发生腐蚀，严重影响了化学装置的正常运行。通过科学的方法对换热器进行合理的防腐蚀处理，可以有效地延长其使用寿命，确保其防腐性能，防止各种原因造成的腐蚀，确保其在化学工业中的高效率运行，促进我国化学工业的长远、持续发展。

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