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换热器腐蚀严重,看这里,教你怎么防腐!

浏览次数: 发布日期:2020-06-05 23:51

列管式冷凝器列管式换热器)专业生产厂家无锡天骥化工设备2020年6月6日讯 换热器是制冷、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。换热器机组腐蚀是化工生产中一个常见的问题,如何有效预防腐蚀显得很重要。

 

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一、换热器机组腐蚀的常见现象
 
   

1、金属腐蚀的本质

 

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图1 铁锈

 

在自然界中大多数金属常以矿石的形式即金属化合物的形式存在而腐蚀则是一种金属回复到自然状态的过程。例如铁在自然界中大多为赤铁矿(主要成分为Fe2O3)而铁的腐蚀产物铁锈主要成分也是Fe2O3如图1所示,可见铁的腐蚀过程正是回复到它的自然状态矿石的过程。

因此,金属腐蚀的本质就是在一定的环境中金属经过反应回复到化合物状态的过程。

 

 

2、金属腐蚀的类型

 

 化学腐蚀

金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程,如图2所示。

 

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图2 金属发生化学腐蚀

 

☆ 电化学腐蚀

而金属表面与电解质溶液因发生电化学作用而产生的电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀,如图3所示。电化学腐蚀通常又以应力腐蚀破裂、点蚀(小孔腐蚀)、缝隙腐蚀等局部腐蚀的形式出现。

 

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图3 金属发电化学腐蚀

 

   

二、制冷机组换热器管产生腐蚀的原因
   

与水质不纯、大气对水的污染、管内壁面状况以及水流速大小等因素均有着密切关系。由于管内壁结垢附着物(氧化铁、钙盐沉积物、污泥物等)的存在经常出现管内壁的局部侵蚀和点蚀。

 

1、水侧管内壁的局部侵蚀

 

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 图4 水侧管内壁的局部侵蚀

 

当含有污物、空气(大气中溶入了SO2)、亚硫酸气的冷水(或冷却水)急速流过金属管内时会冲破管内表面上的一层耐腐蚀保护膜。如图4所示,在管保护膜剥离的表面由于金属离子浓度差形成阳极(金属离子少的部位)和阴极(金属离子多的部位)的电化学腐蚀产生此种腐蚀的管内表面上会呈现鱼鳞坑凹状并带有细小斑点。

 

2、水侧管内壁的点蚀和孔蚀

 

换热器管水侧的腐蚀多是在水垢或其他附着物不均匀覆盖的情况下产生的。

 

对铜及其合金当管内壁表面附有多孔性的污泥、泥砂时会造成氧浓度差电池的另一种电化学腐蚀。例如当冷水或冷却水中含有0. 1mg/L的铜离子时就会产生小电池使铜离子镀在铁上并产生点蚀和孔蚀现象即镀铜现象。

 

3、水室侧管板表面的腐蚀

 

换热器位于水室侧管板表面,特别是管四周表面也会产生电化学腐蚀,这种腐蚀痕迹呈斑块状。

 

4、换热器管应力腐蚀破裂

 

黄铜换热器处于某些环境中(如在水水蒸汽、大气中)在应力状态下可能产生应力腐蚀破裂。应注意的是制冷剂氨是使铜合金(黄铜和青铜)破裂的腐蚀剂。对黄铜来说其耐破裂性能随铜含量的增加而增强。

 

   

三、换热器防腐蚀的四大方法
   
 
1、耐腐蚀材料

 

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图5 不锈钢耐蚀材料

 

采用耐蚀材料(如双目不锈钢、哈氏合金、钛、钛合金、铜等),如图5所示,这些材料耐腐蚀性强,可以提高换热器的使用寿命,但这些高耐腐蚀性的材料价格昂贵,制造成本高,一次性投入的成本大,企业一般难以接受,推广困难。

 

2、电化学保护法

 

 阴极保护

利用外加直流电源,使金属表面上的阳极变为阴极而受到保护。这种方法消耗电量大,费用高,采用极少。

 

☆ 阳极保护法

把被保护的设备接以外加电源的阳极,使金属表面生成钝化膜,从而达到保护。碳钢换热器的造价低,但耐腐蚀性差。

 

通过采用牺牲阳极保护技术可以提 高换热器的使用寿命,但这一技术的保护作用仅限于管子入口处的有限长度内管内深处难以实现阴极保护,所以牺牲阳极保护法在换热器上的应用受到了很大限制。

 

3、添加缓蚀剂法

 

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图6 管板使用缓蚀剂前后

 

在腐蚀性介质中,加入少量的某些物质,而这些物质能使金属的腐蚀大大降低,甚至停止,这类物质称为缓蚀剂。图6是使用缓蚀剂前后的对比,缓蚀剂的加入应以不影响生产工艺和产品质量为原则。

 

4、防腐蚀涂层法

 

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图7 涂层法防腐

 

在金属表面,通过一定的涂覆方法,覆盖一层耐腐蚀的涂料保护层,以避免金属表面与腐蚀介质的直接接触,如图7所示。

 

这种技术方法最为经济有效,最初用于防止气体介质 腐蚀,所用涂料大部分为有机高分子混合物溶液。现在人们逐渐向防油及防溶剂涂料、高温涂料、重防腐涂料及特殊环境用涂料方向发展。

 

四、3大换热器防腐案例
   

案例一:余热发电凝汽器管板及水室防腐防锈蚀保护  

 

128L自流平高聚物陶瓷复合材料涂层优良的防腐性能在凝汽器管板和水室防腐上得到很好的应用 ,它不但可以用于电厂已投运的凝汽器的防腐,也可以用于新制造的凝汽器预防腐保护。通过多项工程应用证明其性能是稳定可靠的,很好地减轻或消除了凝汽器运行中产生的腐蚀,延长设备整体运行寿命,已成为众多企业用户设备管理工作中不可或缺的重要技术手段。

 

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案例二:溴化锂吸取式制冷机冷凝器管板防腐保护  

 


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案例三:列管式换热器(甲烷氯化物)管板腐蚀保护

 

甲烷氯化物列管式冷却器为氯烃生产企业中非常重要的设备,在工艺设备生产中占比很高,它采用同性物质冷却方式,壳程中介质为一氯甲烷,管程中介质为低温度二三氯甲烷混合物。

 

在生产中,管板板面与管程口位置经常出现腐蚀泄漏。出现的后果为,一是一氯甲烷在流动中混入微量二三氯甲烷混合物,直接导致产品不合格;二是管程中二三氯甲烷混合物中混入一氯甲烷,造成物料的浪费。

 

同时因此问题频率出现,直接影响到了设备的安全连续运行,给企业增加了维修的时间和人工成本。长期以来因管板腐蚀渗漏问题得不到妥善解决,已成为行业难题。

 

采用福世蓝EE-101材料防腐处理后,根据一年的跟踪使用反馈的信息,基本已经杜绝了管板口位置的腐蚀泄漏,大大提高了管板的使用效率与年限,降低了更换频率及工人的劳动强度,减少了设备更换费用,提高产品质量,确保企业安全连续生产。

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