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換熱器的腐蝕防護 

發(fā)布時(shí)間:2022/06/21
換熱器的腐蝕防護

     換熱器在煉油工業(yè)中的應用是十分廣泛的,其重要性也是顯而宜見(jiàn)的,換熱設備利用率的高低直接影響到煉油工藝的效率以及成本的費用問(wèn)題。據統計換熱器在化工建設中約占投資的1/5,因此,換熱器的利用率及壽命是值得研究的重要問(wèn)題。由換熱器的損壞原因來(lái)看,腐蝕是一個(gè)十分重要的原因,而且換熱器的腐蝕是大量的普遍存在的,能夠解決好腐蝕問(wèn)題,就等于解決了換熱器損壞的根本。要想防止換熱器的腐蝕,就得弄清楚腐蝕的根源,現就換熱器的腐蝕的原因從以下幾方面進(jìn)行討論。

腐蝕

     1·換熱器的用材的選擇 使用何種材料的決定因素是其經(jīng)濟性,管子材料有不銹鋼,銅鎳合金,鎳基合金,鈦和鋯等,除了工業(yè)上不能使用焊接管的情況以外都使用了焊接管,耐蝕材料僅用于管程,殼程材料是碳鋼。 2·換熱器的金屬腐蝕2.1 金屬腐蝕的原理 金屬腐蝕是指在周?chē)橘|(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)的作用下,并且經(jīng)常是在和物理、機械或生物學(xué)因素的共同作用下金屬產(chǎn)生的破壞,也即金屬在它所處環(huán)境的作用下所產(chǎn)生破壞。2.2 換熱器幾種常見(jiàn)的腐蝕破壞類(lèi)型2.2.1 均勻腐蝕 在整個(gè)暴露于介質(zhì)的表面上,或者在較大的面積上產(chǎn)生的,宏觀(guān)上均勻的腐蝕破壞叫均勻腐蝕。 2.2.2 接觸腐蝕 兩種電位不同的金屬或合金互相接觸,并浸于電解質(zhì)溶解質(zhì)溶液中,它們之間就有電流通過(guò),電位正的金屬腐蝕速度降低,電位負的金屬腐蝕速度增加。2.2.3 選擇性腐蝕 合金中某一元素由于腐蝕,優(yōu)先進(jìn)入介質(zhì)的現象稱(chēng)為選擇性腐蝕。2.2.4 孔蝕 集中在金屬表面個(gè)別小點(diǎn)上深度較大的腐蝕稱(chēng)為孔蝕,或稱(chēng)小孔腐蝕、點(diǎn)蝕。2.2.5 縫隙腐蝕 在金屬表面的縫隙和被覆蓋的部位會(huì )產(chǎn)生劇烈的縫隙腐蝕。2.2.6 沖刷腐蝕 沖刷腐蝕是由于介質(zhì)和金屬表面之間的相對運動(dòng)而使腐蝕過(guò)程加速的一種腐蝕。2.2.7 晶間腐蝕 晶間腐蝕是優(yōu)先腐蝕金屬或合金的晶界和晶界附近區域,而晶粒本身腐蝕比較小的一種腐蝕。 2.2.8 應力腐蝕破裂(SCC)和腐蝕疲勞SCC是在一定的金屬一介質(zhì)體系內,由于腐蝕和拉應力的共同作用造成的材料斷裂。2.2.9 氫破壞 金屬在電解質(zhì)溶液中,由于腐蝕、酸洗、陰極保護或電鍍,可以產(chǎn)生因滲氫而引起的破壞。3·冷卻介質(zhì)對金屬腐蝕的影響 工業(yè)上使用最多的冷卻介質(zhì)是各種天然水。影響金屬腐蝕的因素很多,主要的幾個(gè)因素及其對幾種常用金屬的影響:3.1 溶解氧 水中的溶解氧是參加陰極過(guò)程的氧化劑,因此它一般促進(jìn)腐蝕。當水中氧的濃度不均勻時(shí),將形成氧的濃差電池,造成局部腐蝕。對碳鋼、低合金鋼、銅合金和某些牌號的不銹鋼而言,熔解氧是影響它們在水中腐蝕行為的最重要因素。3.2 其他溶解氣體 在水中無(wú)氧時(shí)CO2將導致銅和鋼的腐蝕,但不促進(jìn)鋁的腐蝕。微量的氨腐蝕銅合金,但對鋁和鋼沒(méi)有影響。H2S促進(jìn)銅和鋼的腐蝕,但對鋁無(wú)影響。SO2降低了水的pH值,增加了水對金屬的腐蝕性。3.3 硬度 一般說(shuō)來(lái),淡水的硬度增高對銅、鋅、鉛和鋼等金屬的腐蝕減小。非常軟的水腐蝕性很強,在這種水中,不宜用銅、鉛、鋅。相反,鉛在軟水中耐蝕,在硬度高的水中產(chǎn)生孔蝕。3.4 pH值 鋼在pH>11的水中腐蝕較小,pH<7時(shí)腐蝕增大。3.5 離子的影響 氯離子可以破壞不銹鋼等鈍化金屬的表面,誘發(fā)孔蝕或SCC。3.6 垢的影響 淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢層對傳熱不利,但是有利于防止腐蝕。4·傳熱過(guò)程對腐蝕的影響 金屬在有傳熱和沒(méi)有傳熱的條件下,腐蝕行為是不相同的。一般說(shuō)來(lái),傳熱使金屬的腐蝕加劇,特別是在有沸騰、汽化或過(guò)熱的條件下更明顯。在不同介質(zhì)中,或對不同的金屬,傳熱的影響也不相同。5·防腐方法 知道了換熱器各種腐蝕的原因,合理的選擇防腐措施,才能達到高效利用設備的目的。[2]

防護

    針對以上討論的有關(guān)腐蝕情況,提出以下防腐方法:這里主要介紹緩蝕劑,電化學(xué)保護。①緩蝕劑 以鉻酸鹽為主要成分的緩蝕劑是冷卻水系統常用的,鉻酸根離子是一種陽(yáng)極(過(guò)程)抑制劑,當它與合適的陰極抑制劑組合時(shí),能得到令人滿(mǎn)意而又經(jīng)濟的防腐蝕效果。 鉻酸鹽-鋅--聚磷酸鹽:聚磷酸鹽的使用是由于它是具有清潔金屬表面的作用,有緩蝕能力,聚磷酸鹽可以部分轉成正磷酸鹽,它們也可以同鈣生成大的膠體陽(yáng)離子,抑制陰極過(guò)程。 鉻酸鹽-鋅--膦酸鹽:這種方法用膦酸鈉代替聚磷酸鹽外與上一種方法相似,氨基甲叉磷酸鹽也可以用于比為聚磷酸鹽所規定的pH值要高的場(chǎng)合。氨基甲叉膦酸鹽可以防止水垢,即使pH值為9也能控制鈣鹽的沉淀。 鉻酸鹽-鋅--水解的聚丙烯酰胺:由于陽(yáng)離子型共聚物水解的聚丙烯酰胺的分散作用,能夠防止或抑制水垢成污垢的產(chǎn)生。 ②電化學(xué)保護 采用陰極保護和陽(yáng)極保護。陰極保護是利用外加直流電源,使金屬表面變?yōu)殛帢O而達到保護,此法耗電量大,費用高。陽(yáng)極保護是把保護的換熱器接以外加電源的陽(yáng)極,使金屬表面生成鈍化膜,從而得到保護

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