化工换热器的腐蚀与防腐

化工换热器的腐蚀与防腐

杨振东

辽宁方大工程设计有限公司辽宁葫芦岛125000

摘要：换热器是化工生产流程中的重要设备类型，其承受的外部磨损与腐蚀问题相对突出，需要采取有效的防护措施进行保护，本文阐述了化工换热器的常见腐蚀问题，在此基础上提出了相应的防腐措施，以此保证换热器的使用性能与整体寿命。

关键词：换热器；腐蚀；防腐

1概述

换热器是一种能把热冷流体种的某些能量互相之间传输于流体的化工设备。主要分为以下几类，从热量传送的方法来看，有蓄热式、间壁式以及混合式。从冷热流体方向来看，保护错流式、顺流式、逆流式、混流式；从温度来看，工况稳定，传热面上温度和热流不随时间而发生变化，反之，不稳定工况，随时间改变；从材料来看，分为陶瓷、金属、玻璃等种类；从用途来看，有冷却器、蒸发器及加热器等。换热器普遍使用在石油化工、煤化工和热电厂等场所，并且用量巨大。与此同时，换热器在生产过程中所接触的物质都存在较复杂的特性，并且长期处于高温、高压、高腐蚀的环境中，以至于换热器普遍会出现腐蚀现象，因此，需要重视换热器的腐蚀与防腐。

2化工换热器的常见腐蚀问题

在化工设备换热器中产生腐蚀的主要问题来源于金属物质与介质表面在接触过程中产生物理、化学反应，致使换热器内壁物质稳定性被破坏，从而造成锈蚀问题。其中，物理反应主要体现在换热器内部物质，在流动过程中对结构内部产生冲击力，导致换热器结构内部出现磨损，而磨损面由于与结构内防腐物质接触面积增大，从而加快了锈蚀与腐败的速度。在换热器内部水作为主要的热交换介质，由于溶解氧、水的pH值以及水气会同金属物质产生化学反应，因此水对化工设备换热器也具有一定的锈蚀作用。管道内存在大量空气是造成换热器出现腐蚀现象的另一个主要问题。空气过多不仅会使氧气与换热器内部产生大量化学反应，而且过多的空气也影响水循环效率，加之水量过少在管内的大量振动现象，致使换热器锈蚀现象更为严重。由于市面上所销售的化工设备换热器主要材料内含有磷、锰以及硅等物质容易发生锈蚀现象。与此同时，换热器内介质若存在流动不均匀以及滞留情况，会形成沉积物，而沉积物会造成换热器出现裂缝的现象，而裂缝处流入的氧气会加快设备锈蚀速度。

3化工换热器的防腐措施

3.1增加防腐涂料层

在增加防腐涂料层方面，为了避免腐蚀介质直接接触金属表面，需要在表面涂抹一层保护层，以增加换热器的抗腐蚀性。早期常使用高分子有机混合物溶液，如今渐渐采用高温涂料、防溶剂涂料与进行防油、重防腐等处理。然而，不同厂家生产镀锌、渗铝等涂层材料的质量参差不齐，无疑严重影响化工设备换热器的正常运行，因此，需要重视产品的质量，进行合理选择适合的防腐材料，才能有效防腐。金属与无机涂层能在金属和环境间形成屏障，避免换热器被腐蚀，金属涂层的施工方法有：蒸汽镀、火焰喷涂、电镀、热浸和包镀。无机涂层的施工方法有：化学转化、渗镀、喷涂，通常喷涂后进行高温烘烤。金属涂层具有可变形性的特点，而无机涂层很脆，金属涂层与无机涂层均需要有完全隔离的特点，一旦存在微孔等不利缺陷，会因电偶效应而提高金属局部腐蚀的速度。

3.2对换热器定期检修

为了提高化工设备运行效率与使用寿命，企业应委派专员或成立小组，对换热器落实定期检修与维护，促使换热器在工作中出现的问题可得到及时解决，避免因出现较大故障而影响换热器整体质量。换热器的日常维护较为简单，主要是对设备落实高效的清洗工作，确保化工设备换热器不会受到污垢以及微生物的影响而出现腐锈现象，从而提高换热器的工作质量与应用效率。为了使换热器日常维护工作更加高效，可从两个方面进行分析：一是制定换热器日常维护制度。在企业认识到化工设备换热器重要性基础上，应根据企业内部情况，合理规划换热器防腐检查工作，并通过编制奖罚分明的日常维护制度，促使员工明确换热器防腐重要性，为落实具体工作提供依据；二是定期培训员工防腐措施。随着时代与科学技术的发展，促使换热器防腐措施也会不断创新，因此企业应定期对员工进行培训，贯彻落实换热器新理念，使得换热器防腐工作与时俱进，提高防腐工作效率。

3.3牺牲阳极保护法

发生电化学腐蚀时，阴阳极之间产生腐蚀电流。采用电极电位比被防腐体低的金属并与被防腐体接触，利用低电位金属的腐蚀电流，作为高电位被防腐体的防腐蚀电流，这种防腐蚀方法称为牺牲阳极保护法。牺牲阳极材料的选择为碳素钢，碳素钢的基本金相组织是铁素体（Fe），由表查出比Fe标准电极电位低的材料。若选择铝作为阳极，容易形成氧化膜，反而不产生腐蚀电流。其他材料则比较昂贵，所以选择锌作为牺牲阳极比较合适。

3.4镀层防腐保护

在换热器设备金属表面设置一层金属或无机涂层，也可以达到相应的防腐保护效果，即镀层防腐保护。金属镀层保护具体方法包括电镀、包镀、蒸汽镀等；无机镀层保护具体措施包括渗镀、喷涂以及化学转化等。就金属涂层而言，其变化性相对较强，而无机涂层则较为脆弱。因此，在实际保护过程中，需保障涂层的完全隔离状态，如存在缺陷、孔洞等问题，就会产生电偶效应，加速局部区域的腐蚀速率，导致反向的保护效果。

4结论

化工换热器的使用范围越来越广，需要针对性分析其存在的腐蚀问题，积极进行相应的技术分析，探究安全、有效、可实施的防护措施，确保换热器状况良好，能够正常使用。因此，相关人员必须提高对于换热器防腐问题的重视，从换热器常见腐蚀问题及成因入手，针对实际问题采取相应的防治措施，以提高设备的抗腐蚀能力，促进化工产业的进一步发展。

参考文献：

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[2]喻付华.化工换热器的腐蚀问题及防腐措施[J].科技资讯，2013.

[3]张建民，李爱玲.化工设备换热器损坏原因与防护措施[J].设备管理与维修，2013.

[4]苏凯，王勇.换热器腐蚀与防护的现状与展望分析[J].制冷与空调，2014.

作者简介：

杨振东，男，工程师，辽宁方大工程设计有限公司，研究方向：化工机械。