化工設(shè)備換熱器的防腐措施

換熱器在石油化工、煤化工、鹽化工以及一些熱電廠中使用量比較大，熱交換器所接觸的物質(zhì)成分很復(fù)雜，所以生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中腐蝕泄露是比較常見的現(xiàn)象，泄露對(duì)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行非常不利，除了影響經(jīng)濟(jì)效益可能還會(huì)發(fā)生安全事故，所以需要引起企業(yè)管理者高度重視，泄露常見的是換熱管表面發(fā)生腐蝕，這種原因甚至可達(dá)腐蝕泄露90%以上。有越來(lái)越多的學(xué)者、專家對(duì)換熱器防腐蝕問(wèn)題進(jìn)行深入研究，得到了很多針對(duì)不同情況下的防腐蝕技術(shù)方法，國(guó)內(nèi)外目前主要采用的是以下幾種措施：（1）犧牲陽(yáng)極保護(hù)法；（2）使用換熱器防腐涂料；（3）添加緩蝕劑；（4）提高循環(huán)水的pH；（5）強(qiáng)化工藝管理；（6）材料升級(jí)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

1、材料升級(jí)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化

優(yōu)先選擇應(yīng)用耐腐蝕材料，根據(jù)工作狀況進(jìn)行選擇，常溫水/蒸汽環(huán)境選擇304/316不銹鋼；含氯離子介質(zhì)環(huán)境選擇雙相鋼2205/2507；強(qiáng)酸（硫酸/鹽酸）選擇性哈氏合金C276；高溫堿液環(huán)境選擇抗堿應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)的鎳基合金625；海水冷卻選擇耐Cl?腐蝕 + 抗生物附著能力強(qiáng)的鈦及鈦合金（Gr2/Gr9）；含固體顆粒介質(zhì)選擇硬度≥HV1000，耐磨蝕的陶瓷涂層鋼管（Al?O?/ZrO?）；其他耐腐蝕的非金屬和金屬材料，滲鍍和熱噴涂這些能夠改進(jìn)材料表面性能的技術(shù)都可以考慮選擇。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，盡量避免死角和縫隙，減少介質(zhì)滯留，通過(guò)殼程加設(shè)縱向擋板減少死區(qū)控制好流速；采用光滑內(nèi)表面設(shè)計(jì)，降低沉積風(fēng)險(xiǎn)；優(yōu)化焊接工藝，減少焊縫腐蝕。

2、犧牲陽(yáng)極保護(hù)法防腐 

發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，陰陽(yáng)極之間產(chǎn)生腐蝕電流。采用電極電位比被防腐體低的金屬并與被防腐體接觸，利用低電位金屬的腐蝕電流作為高電位被防腐體的防腐蝕電流，這種防腐蝕方法稱為犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。犧牲陽(yáng)極材料一般選擇碳素鋼，碳素鋼的基本金相組織是鐵素體（Fe），若選擇鋁作為陽(yáng)極，容易形成氧化膜，反而不產(chǎn)生腐蝕電流。其他材料則比較昂貴，所以選擇鋅作為犧牲陽(yáng)極比較合適。

3、使用換熱器防腐專用涂料防腐 

一層相當(dāng)薄的金屬涂層和無(wú)機(jī)涂層能夠在金屬和環(huán)境之間提供有效的屏障，這就是這類涂層的主要作用。金屬涂層的施工方法有：電鍍、火焰噴涂、包鍍、熱浸和蒸汽鍍。無(wú)機(jī)涂層的施工方法有：噴涂、滲鍍、或化學(xué)轉(zhuǎn)化。噴涂后通常在高溫烘烤。金屬涂層往往顯現(xiàn)出一些可變形性，而無(wú)機(jī)涂層則很脆，兩種涂層都必須具有完全隔離的作用，如果存在微孔或其他缺陷，則由于電偶效應(yīng)將引起金屬局部腐蝕的加速。換熱器防腐涂料系環(huán)氧氨基涂料，其特點(diǎn)：耐腐蝕性能好，耐大多數(shù)酸堿、耐水、耐溶劑，耐溫可達(dá)200℃；漆膜物理機(jī)械性能好，硬度大，表面光滑，附著力強(qiáng)，抗沖擊，抗摩擦。

4、介質(zhì)添加緩蝕劑防腐 

在介質(zhì)中加入少量緩蝕劑，通過(guò)吸附或成膜抑制腐蝕反應(yīng)。只要緩蝕劑選用得當(dāng)，一般都能把腐蝕率控制在允許的范圍內(nèi)，并且還能與阻垢結(jié)合起來(lái)選用藥劑，既達(dá)到緩蝕的目的，又達(dá)到阻垢的目的。常見的緩蝕劑有：聚磷酸鹽、有機(jī)多元膦酸、磷酸鹽、水玻璃等。

5、工藝管理

提高循環(huán)水中的pH濃度，可以抑制陰極溶解氧的反應(yīng)過(guò)程。從而使金屬腐蝕速率大大降低。但pH值不可無(wú)限制地提高，因?yàn)閴A性太強(qiáng)時(shí)，某些兩性金屬能與堿反應(yīng)生成鹽，特別是采暖系統(tǒng)，由于溫度較高，當(dāng)pH很高時(shí)，除了鋅、鋁等兩性金屬，鐵也能溶解生成鐵酸鹽。

工藝防腐中應(yīng)用較為成功的是常壓系統(tǒng)的“一脫三注”，它對(duì)延緩換熱器等設(shè)備的腐蝕起到了非常積極的作用。實(shí)際上，對(duì)原油進(jìn)行預(yù)處理，將原油中的腐蝕雜質(zhì)盡量脫除，可避免或減輕換熱器等設(shè)備腐蝕的發(fā)生。

生產(chǎn)過(guò)程中避免介質(zhì)流速過(guò)低導(dǎo)致沉積物堆積（引發(fā)垢下腐蝕），或流速過(guò)高加劇沖刷腐蝕。降低操作溫度可減緩腐蝕速率，對(duì)高溫介質(zhì)需選用耐熱材料或隔熱措施。去除介質(zhì)中的固體顆粒、溶解氧、氯離子等腐蝕性成分。

6、日常運(yùn)行過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)換熱設(shè)備的維護(hù)管理??

換熱設(shè)備需要進(jìn)行定期清洗與除垢，一般采用化學(xué)清洗或機(jī)械清洗去除結(jié)垢，防止垢下腐蝕。做好設(shè)備檢測(cè)通過(guò)安裝電化學(xué)探頭、超聲波測(cè)厚儀等，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)腐蝕速率。定期取樣分析介質(zhì)成分，或通過(guò)超聲波、射線檢測(cè)設(shè)備壁厚變化。長(zhǎng)期停用時(shí)，排空介質(zhì)并充入氮?dú)饣蚋稍锟諝?，防止?jié)駳飧g；短期停用可涂覆防銹油。

換熱器防腐蝕是一個(gè)任重而道遠(yuǎn)的過(guò)程，靠單一方法效果有限，上述措施只能較大程度的減緩腐蝕速度，但離從根本上徹底解決腐蝕的問(wèn)題還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，作為企業(yè)經(jīng)營(yíng)者必須加強(qiáng)設(shè)備管理，采取綜合措施，且針對(duì)性治理，才能較大限度的延長(zhǎng)換熱設(shè)備的使用壽命，取得很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

換熱器防腐蝕需貫穿設(shè)計(jì)、選材、制造、運(yùn)行全生命周期。通過(guò)材料升級(jí)、表面處理、工藝優(yōu)化和智能監(jiān)測(cè)，可顯著延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低維護(hù)成本。實(shí)際工程中需結(jié)合介質(zhì)特性、操作條件和經(jīng)濟(jì)性綜合決策，必要時(shí)采用多種措施協(xié)同防護(hù)。