换热器的腐蚀与防护

1、 换热器在石化工业中的应用是十分广泛, 换 热设备利用率的高低直接影响生产效率以及成 本费用问题。据统计，换热器在化工建设中约 占总投资的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。 引 言 一、换热器的用材的选择 换热器管子材料有不锈钢, 铜镍合金, 镍 基合金, 钛和锆合金等, 除了工业上不能 使用焊接管的情况以外都使用了焊接管, 耐蚀材料仅用于管程, 壳程材料是碳钢。 二、换热器的金属腐蚀 二、换热器的电化学腐蚀 电化学

2、腐蚀是存在最广泛的一种腐蚀。 碳素钢在电解质溶液中(例如水) 会形成 微电池,碳素钢的基本金相组织为铁素体 ( Fe) 和渗碳体( Fe3C) ,在电解质溶液中 就会形成以低电位的铁素体为阳极,高电 位的渗碳体为阴极的腐蚀电池,从而使钢 材受到腐蚀。 二、换热器的电化学腐蚀 三、换热器几种常见的腐蚀破坏类型 一、均匀腐蚀 在整个暴露于介质的表面上, 或者在较大的面积上产生 的, 宏观上均匀的腐蚀破坏叫均匀腐蚀。 二、接触腐蚀 两种电位不同的金属或合金互相接触, 并浸于电解质溶 解质溶液中, 它们之间就有电流通过, 电位正的金属腐 蚀速度降低, 电位负的金属腐蚀速度增加。 三、选择性腐蚀 合金中

3、某一元素由于腐蚀, 优先进入介质的现象称为选 择性腐蚀。 四、孔蚀 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。 五、缝隙腐蚀 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。 六、冲刷腐蚀 冲刷腐蚀是由于介质和金属表面之间的相对运 动而使腐蚀过程加速的一种腐蚀。 三、换热器几种常见的腐蚀破坏类型 三、换热器几种常见的腐蚀破坏类型 七、晶间腐蚀 晶间腐蚀是优先腐蚀金属或合金的晶界和晶界附近区 域, 而晶粒本身腐蚀比较小的一种腐蚀。 八、应力腐蚀破裂(SCC) 和腐蚀疲劳 SCC 是一定的金属在一定的介质体系内, 由于腐蚀和 拉应力的共同作用造成的材料断裂。 四

4、、冷却介质对金属腐蚀的影响 工业上使用最多的冷却介质是各 种天然水。影响金属腐蚀的因素 很多, 主要的几个因素及其对几 种常用金属的影响: 四、冷却介质对金属腐蚀的影响 1溶解氧 水中的溶解氧是参加阴极过程的氧化剂, 因此 它一般促进腐蚀。当水中氧的浓度不均匀时, 将形成氧的浓差电池, 造成局部腐蚀。对碳钢、 低合金钢、铜合金和某些牌号的不锈钢而言,溶 解氧是影响它们在水中腐蚀行为的最重要因素。 四、冷却介质对金属腐蚀的影响 3淡水的硬度 一般说来, 淡水的硬度增高对铜、锌、铅和 钢等金属的腐蚀减小。 非常软的水腐蚀性很强, 在这种水中, 不宜 用铜、铅、锌。 铅在软水中耐蚀, 在硬度高的水中

5、产生孔蚀。 四、冷却介质对金属腐蚀的影响 4pH 值 钢在pH 11 的水中腐蚀较小, pH 7 时腐蚀增大。 5离子的影响 氯离子可以破坏不锈钢等钝化金属的表面, 诱发孔蚀或 SCC。 6垢的影响 淡水中的CaCO 3 垢。CaCO 3 垢层对传热不利,但是有 利于防止腐蚀。 金属在有传热和没有传热的条件下, 腐蚀行为是不相同的。 一般说来, 传热使金属的腐蚀加剧, 特别是在有沸腾、汽化或过热的条 件下更明显。在不同介质中, 或对不 同的金属, 传热的影响也不相同。 接触腐蚀 1、选择在电偶序中尽量靠近的金属或 合金; 2、避免用小阳极、大阴极的结构; 3、加缓蚀剂; 4、阴极保护。 六、防

6、腐方法 六、防腐方法 黄铜脱锌 1、降低介质的腐蚀性或阴极保护; 2、 使用脱锌敏感性小的合金。 六、防腐方法 冲刷腐蚀 1、合理选材; 2、改善设计; 3、在承受冲刷的地方 焊一层覆盖层; 4、阴极保护。 六、防腐方法 氢脆 1、降低酸洗过程中的腐蚀速度; 2、低温(93 147) 烘烤脱氢; 3、选用对氢脆不敏感的合金; 4、正确施焊, 如使用低氢焊条、焊 接时保证干燥等。 七、缓蚀剂 铬酸盐锌磷酸盐: 这种方法用磷酸钠代替聚磷酸盐外与上一种方 法相似, 氨基甲叉磷酸盐也可以用于比为聚磷 酸盐所规定的pH 值要高的场合。氨基甲叉磷 酸盐可以防止水垢, 即使pH 值为9也能控制钙 盐的沉淀。 铬酸盐锌水解的聚丙烯酰胺: 由于阳离子型共聚物水解的聚丙烯酰胺的分散 作用, 能够防止或抑制水垢或污垢的产生。 八、电化学保护 采用阴极保护和阳极