空冷器防腐技术

石化空冷器在石油化工生产中发挥着至关重要的作用,应用数量较多,约占设备总量的三分之一以上。在空冷器的运行过程中,不仅需要实现热量的传导,而且还会受到流体的冲刷与腐蚀作用,油品在高温和高压的条件下,会发生加氢、裂解等反应,有些炼厂中腐蚀性介质较多,空冷器的运行环境极为复杂,伴随着热量传输、冲刷以及结垢等影响,所以做好设备的防腐蚀工作对于保证其正常运行有着重要的意义。

 

空冷器防腐主要可以分为两个部分,一种是在空冷器的制作上,采用高耐腐蚀性材料来进行制作,这样可以有效的延长空冷器的使用寿命,但高耐腐蚀性的材料其价格要比一般材料贵,这导致制作成本增加。另一种是采用在空冷器上涂覆防腐涂料的方式,这种技术方法更为经济有效,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。

 

一、应用新材料

 

现阶段,石化用空气冷却器的材质大部分为碳钢或者低合金钢,只有少数设备采用不锈钢材质。但随石化生产的发展,设备中的介质含硫量逐渐增加,其腐蚀性作用不断增强,对空冷器的本体材质产生了较为不利的影响。为了避免介质对空气冷却器设备本体产生严重的损坏,可以采取新材料制作空冷器。

 

1、抵御湿硫化氢的抗腐蚀材质:这些材料不仅可以抵御湿硫化氢所造成的腐蚀,还可以抵御H2S-HCN-H2O、H2S-H2O所导致的设备腐蚀开裂。

 

2、抗氢诱导裂纹材料:在材料生产中控制硫元素与磷元素处于一个相对较低的水平,磷元素含量不大于1.5%,硫元素含量不大于4‰,使钢材的抗腐蚀能力得到有效的提高,还可以在钢材中增加一些含量极小的微量元素。

 

3、 超级不锈钢:应用抗腐蚀性超级不锈钢为904L,这种材质可以很好地抵御点蚀的影响以及晶间腐蚀、裂缝腐蚀,对于普通的腐蚀具有极强的抵御。

 

4、双相不锈钢:双相不锈钢通常在应力较低的条件下具有极好的抗腐蚀能力,可以抵御氯化合物的应力腐蚀,抵御孔蚀的作用也极佳。大部分的双向不锈钢的抗腐蚀能力都优于不锈钢材质。

 

5、镍基合金:石化空冷器所用材质中的镍基合金最为常用的就是incoloy825,这种材料的性能极好,材料的强度较高,机械性能极好,具有较强的抵御腐蚀的能力。尤其对于氯离子、硫化物、磷酸以及氨元素具有极好的抗腐蚀效果。

 

二、防腐蚀涂覆技术

 

在空冷器的运行过程中,传统生产中使用的反应设备会发生一些化学反应,这些物质通常以气态的形式存在,当反应设备内部温度或者压力改变到确定的数值以后,便会转化为液态物质,进而表现出极强的腐蚀性作用。为了防止缓和这种现象,我们可以在空冷器设备的表面上涂刷具有加强防腐蚀作用的涂料或者其他涂层涂覆技术,避免设备出现严重的腐蚀。

 

1、涂层涂料

 

常用的涂料有TH-901、TW99涂料等,空冷器采用有机材料做涂层的工艺为首先酸洗,然后进行中和反应、磷化、进而烘干、涂刷底漆、二次烘干,最后涂刷面漆、烘烤。TH-901涂料需要底漆和面漆的厚度层数要大于6层,总厚度数值在200±50μm,而TW99涂料只需四遍面漆,使用防腐涂料防腐相对于采用高耐腐蚀材料制作资金投入量较低,所以在空气冷却器的防腐领域应用较为广泛,在介质温度较低的轻油气冷却中是效果最好,经济性最好的防腐处理措施。采用涂层进行涂覆以后,空气冷却器通常可以极好的阻隔污垢,抵御腐蚀作用的能力强,附着力较大。具有稳定的传热效果,应用防腐涂层以后,空气冷却器的使用寿命得到了显著地提高。传热性能的稳定程度更高。

 

2、化学镀镍磷镀

 

石化空气冷却器镍磷镀技术与其他防腐涂层技术相比較,具有明显的优势,主要在于第一,具有极好的耐温性能,最高的运行温度约为380℃,可以长期在240℃的条件下正常运行。第二,镀层的硬度数值较高,抵御冲刷以及磨损的能力较强。第三,传热性能以及抵御结垢的能力强;第四,防腐蚀性能良好,对含有硫离子以及氯离子的溶液具有很好的抗腐蚀能力。

 

3、 制造过程中的防腐蚀控制

 

空气冷却器制造过程中,做好焊接质量控制,焊缝组织状态受到焊接方案的影响,焊缝组织形态不同,对介质所发挥的防腐蚀作用也有所不同,在制造过程中应该合理选取适合的焊接参数,焊接参数的选择应该按照焊接工艺评定的标准执行,保证焊缝质量,焊接之前做好清理工作,合理预热,保证层间温度的合理性,进行必要的焊缝热处理。无论设备材质为普通碳钢、还是不锈钢、铬钼钢,如果焊接操作不合理,参数调整的不正确,都有可能由于焊接应力而导致设备受到腐蚀性损坏。所以,在焊接之后,需要进行必要的焊后热处理以消除焊接应力。

 

综上所述,做好空气冷却器的防腐蚀工作,对于保证设备的正常运转,延长使用寿命有着积极的意义。制造厂需要从设备的材质选择、表面处理以及生产制造等多个环节,进行防腐蚀处理,使设备具有较强的抗腐蚀能力。

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