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换热器防腐涂料研究论述

    换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器是化工、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。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。北京志盛威华化工工程师长期现场施工经验了解,换热器大部分应用在高温、有腐蚀的(PH偏高或是偏低)环境中,腐蚀结构现象非常严重。换热设备利用率的高低直接影响到炼油工艺的效率以及成本的费用问题。据统计换热器在化工建设中约占投资的1/5。因此,换热器的利用率及寿命是值得研究的重要问题。由换热器的损坏原因来看,腐蚀是一个十分重要的原因,而且换热器的腐蚀是大量的普遍存在的,能够解决好腐蚀问题,就等于解决了换热器损坏的根本。
  
  换热器的腐蚀主要是指板片的腐蚀。均匀腐蚀和局部腐蚀是板式换热器不锈钢板片腐蚀的两大类型。换热器介质中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。研究表明,工业水无论是淡水还是海水,都会有各种离子和溶解的氧气,其中氯离子和氧的浓度变化,对金属的腐蚀形状起重要作用。另外,金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。集中在金属表面个别小点上深度较大的腐蚀称为孔蚀,或称小孔腐蚀、点蚀。在金属表面的缝隙和被覆盖的部位会产生剧烈的缝隙腐蚀。因此,管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看,管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物,分布着大小不等泡。以海水为介质时,还会产生电偶腐蚀。“双金属腐蚀”也是管板腐蚀的一种常见现象。北京志盛威华化工有限公司防腐涂料研究工程师长期对换热器腐蚀总结腐蚀种类:常见的局部腐蚀有缝隙腐蚀、应力腐蚀和磨损腐蚀等类型。在周围介质的化学或电化学的作用下,并且经常是在和物理、机械或生物学因素的共同作用下金属产生的破坏,也即金属在它所处环境的作用下所产生破坏。
  
  1、应力腐蚀、换热器、热交换器产生应力腐蚀必须具备特定的腐蚀环境和足够大的拉伸应力。Cl-是造成应力腐蚀的另一个主要因素。Cl-半径小,穿透力极强,很容易穿透保护膜内极小的孔隙,破坏局部钝化膜而进入裂缝尖端生成HCl,产生自加速催化加速腐蚀过程,同时H+在尖端析出,渗入裂缝前缘,可使金属脆化。温度是引起应力腐蚀破裂的重要因素。温度愈高时引起腐蚀的Cl-浓度越低,也就愈易发生应力腐蚀破裂。
  
  2、电化学腐蚀、换热器、热交换器电化学腐蚀是最为广泛的一种金属的腐蚀。当冷却水系统内部的金属长期处于水溶液中或潮湿的大气中,金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池。阳极上发生氧化反应,使阳极发生溶解,阴极上发生还原反应。使得冷却水系统内金属腐蚀不断进行,进而威胁到系统的安全运行。
  
  3、化学腐蚀、换热器、热交换器化学腐蚀中温度对化学腐蚀影响甚大。钢铁在干燥空气中不易腐蚀,但在高温下易被氧化生成氧化皮,其渗碳体易发生脱碳反应,使钢铁的表面强度和疲劳极限降低。
  
  4、生物腐蚀、换热器、热交换器生物腐蚀主要是与冷却水系统的循环水等介质接触的金属表面上易引起生物腐蚀。生物腐蚀的原因是由于生物体会以有机缓蚀剂为食物,生物代谢产生酸,破坏金属耐腐蚀保护层,生物新陈代谢耗氧,造成金属表面O2浓度不均而引起氧浓差腐蚀。
  
  经过多年的研究开发,结合现场的大量的换热器防腐施工经验现,ZS-822复合陶瓷高温防腐涂料,涂料耐温高,涂刷在换热器、热交换器上,在高温下形成致密的陶瓷釉面,硬度可以达到7H,涂层光滑自洁,抗冲击,可以长期耐酸耐碱腐蚀,附着力强,防水防油,也可以耐住有机溶剂的腐蚀浸泡。在有一种防腐涂料,它能耐住强溶剂和混合溶剂的长期浸泡,能耐住浓硫酸、浓盐酸的氧化腐蚀,能耐住强酸的腐蚀,能耐住高温氯气的腐蚀,能耐住氢气腐蚀,能耐住高温海水腐蚀、能耐住在1000℃高温下防水防腐蚀,而且这种防腐涂料耐磨自洁性好,而且涂料涂层导热系数高,不影响热量的传递交换,这种志盛威华防腐涂料可以堪称目前世界上最强的换热器、热交换器上防腐涂料。
  
  换热器、热交换器除了用专用的ZS陶瓷防腐涂料减少腐蚀,延长使用寿命还可以通过其他方法解决,①、降低介质的侵蚀性,可以通过除去介质中的溶解氧和氧化剂以控制应力腐蚀,降低介质中Cl-的质量浓度,严格控制介质中硫的质量浓度也是控制应力腐蚀的有效措施。②、完善换热器结构构造,为避免残留液和沉积物的滞留,焊接时尽量采用双面对接焊和连续焊,避免搭接焊和点焊。在焊接工艺中应100%填补焊丝,以保证焊缝成型良好。③、减小残余应力,根据实际经验,引起应力腐蚀破裂的应力主要是残余应力,而残余应力主要是由冷加工以及焊接引起的内应力所构成。对冷加工件和焊接件进行热处理,有助于消除残余应力,从而也有助于防止应力腐蚀的产生。常采用应力退火热处理消除残余应力或其他消除残余应力的方法,如水压试验、振动时效及锤击等。④、电化学保护法,应力腐蚀断裂是应力作用下的阳极溶解过程。因此,可以采用电化学保护的方法控制。电化学保护方法不但可以防止应力腐蚀断裂,而且在保护参数选用得当的条件下即使产生了裂纹仍可使其停止扩展。可采用牺牲阳极保护或表面喷涂耐蚀金属的方法。⑤、加入缓蚀剂,缓蚀剂防止腐蚀不锈钢的应力腐蚀破裂发生在活化电位区,必须使用吸附型缓蚀剂对其覆盖。在金属表面形成致密吸附膜,抑制了金属腐蚀过程。6、清洗换热器、热交换器,北京志盛威华防腐涂料专家建议,换热器、热交换器清洗可采用循环清洗,通过泵把清洗液打入循环水系统内部进行循环,这种方式对板片结垢后的清洗效果较好。第二种是拆开清洗,如果换热器通道被杂质堵塞时就只有拆开来逐个清洗。换热器的清洗一般选用有较强的渗透、剥离、清洗和缓蚀能力的清洗药剂,进行了投运前的清洁处理,可使腐蚀事故大大减少。

 

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