换热器防腐蚀的四大方法

换热器是化工生产过程中的重要设备,约占建厂投资费用的20%,占工艺设备总重量的40%,在生产运行过程中由于腐蚀、冲刷等作用,使换热器遭到破坏,使用寿命缩短,造成巨大的经济损失。据统计,仅石油化工行业每年需要更换的整体换热设备约为2500台,消耗钢材13000t,直接经济损失约为2亿元,停车检修的间接损失更大,约为设备费用的数倍至数十倍。因此,解决好化工换热器的腐蚀问题,可以带来巨大的经济效益。 换热器设备防腐蚀采用的方法主要四种:耐腐蚀材料生产制造、设备运行过程采用电化学保护、制造材料中添加缓蚀剂、设备表面采用防腐蚀涂层。

 

一、耐腐蚀材料

 

采用耐蚀材料(如双目不锈钢、哈氏合金、钛、钛合金、铜以及目前较为先进的氟塑料材质等)生产制造换热器管束设备,这些材料耐腐蚀性强,可以有效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。

 

二、电化学保护法

 

电化学保护法分为阴极和阳极保护。一般来说大型换热器常釆用外加电流阴极保护,小型海水换热器则多用牺牲阳极的阴极保护,可在一定程度上减缓换热器的腐蚀。

阴极保护是利用外加直流电源,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。
阳极保护是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,从而达到保护的目的。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。

 

三、添加缓蚀剂法

 

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。缓蚀剂的加入应以不影响生产工艺和产品质量为原则。比如在碳钢中进行渗铝和渗锌工艺,渗铝和渗锌技术工艺、特别是渗锌技术工艺,可以大幅度提高换热器的使用寿命,具有广阔的前景。渗铝是上世纪发展起来的金属表面防护手段 之一,将铝元素渗入工件表面层的化学热处理工艺称为渗铝,它可以提高钢铁、非铁金属及合金的抗高 温氧化和抗燃气腐蚀的能力,在大气、硫化氢、二氧 化碳、大气和海水等介质中具有良好的耐蚀性。渗锌是钢铁材料防腐蚀的经济普遍的方法之一,它是在锌的熔点温度以下使活性锌原子渗 入工件表面的化学热处理工艺。

 

四、防腐蚀涂层法

 

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。这种技术方法经济有效,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,常用的涂料有TH-901、TW99等涂料。。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。 对换热器进行整体镍磷化学镀,形成镣磷镀层,也是提高换热器使用寿命的一个有效途径。

 

换热器管束防腐蚀方法

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