換(huan)熱器是(shi)制(zhi)冷、石油、動力、食品及其(qi)它(ta)許多工(gong)(gong)業部門(men)的通用設備，在生(sheng)產中(zhong)占有(you)重要(yao)地(di)位。換(huan)熱器機組(zu)腐蝕是(shi)化工(gong)(gong)生(sheng)產中(zhong)一個常見的問題，如何(he)有(you)效預防腐蝕顯得(de)很重要(yao)。

一、換熱器機組腐蝕的常見現象

1、金(jin)屬腐蝕(shi)的(de)本質(zhi)

圖1 鐵銹

在自(zi)然(ran)(ran)界中(zhong)(zhong)大(da)多數金(jin)(jin)屬常以礦(kuang)石的(de)形式，即金(jin)(jin)屬化合物的(de)形式存在，而(er)腐蝕(shi)(shi)則是一種金(jin)(jin)屬回(hui)(hui)復到自(zi)然(ran)(ran)狀(zhuang)態(tai)的(de)過程。例如，鐵(tie)在自(zi)然(ran)(ran)界中(zhong)(zhong)大(da)多為赤(chi)鐵(tie)礦(kuang)(主要(yao)成分為Fe2O3)，而(er)鐵(tie)的(de)腐蝕(shi)(shi)產物—鐵(tie)銹主要(yao)成分也是Fe2O3，如圖1所示，可見，鐵(tie)的(de)腐蝕(shi)(shi)過程正是回(hui)(hui)復到它的(de)自(zi)然(ran)(ran)狀(zhuang)態(tai)—礦(kuang)石的(de)過程。

因此，金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕(shi)的(de)本質就是在一定的(de)環境(jing)中金(jin)屬(shu)經過反應回復到化(hua)合物狀態的(de)過程。

2、金屬腐蝕的類型

☆ 化學腐蝕

金屬與接觸到的物質直接發生氧(yang)化還(huan)原反應而被氧(yang)化損耗的過程，如圖2所示。

        圖(tu)2 金屬(shu)發(fa)生化學腐蝕(shi)

☆ 電化(hua)學腐(fu)蝕

而金屬(shu)表(biao)面(mian)與電(dian)解質溶液因(yin)發(fa)生電(dian)化(hua)學作用而產生的(de)(de)電(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是最普遍、最常見(jian)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，如(ru)圖3所示。電(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)通常又以應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破裂、點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(小孔腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi))、縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)等(deng)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)形(xing)式出現。

圖3 金(jin)屬發電化(hua)學腐(fu)蝕

二、制(zhi)冷機組換熱器管(guan)產(chan)生(sheng)腐蝕的原因

與水(shui)(shui)質不純、大(da)氣對水(shui)(shui)的(de)污染(ran)、管(guan)內(nei)(nei)(nei)壁面狀況以及水(shui)(shui)流速(su)大(da)小等因素均有(you)著(zhu)密(mi)切關系(xi)。由于管(guan)內(nei)(nei)(nei)壁結垢(gou)附著(zhu)物(氧化鐵、鈣鹽(yan)沉(chen)積物、污泥物等)的(de)存(cun)在，經常出現管(guan)內(nei)(nei)(nei)壁的(de)局部侵蝕和點蝕。

1、水側管內壁的局部侵蝕

 圖(tu)4 水側(ce)管內壁的局部侵蝕

當含(han)有(you)污物、空(kong)氣(qi)(大氣(qi)中溶入了SO2)、亞硫酸(suan)氣(qi)的冷水(shui)(或冷卻水(shui))急速(su)流(liu)過金(jin)屬(shu)管(guan)(guan)內(nei)時，會沖破管(guan)(guan)內(nei)表(biao)面上的一層(ceng)耐腐蝕保護(hu)膜。如圖(tu)4所示(shi)，在管(guan)(guan)保護(hu)膜剝離(li)的表(biao)面，由于金(jin)屬(shu)離(li)子濃度差，形成陽極(ji)(金(jin)屬(shu)離(li)子少的部位)和陰極(ji)(金(jin)屬(shu)離(li)子多的部位)的電化學腐蝕，產生此(ci)種腐蝕的管(guan)(guan)內(nei)表(biao)面上會呈現魚(yu)鱗坑凹狀并帶有(you)細小(xiao)斑點。

2、水側(ce)管內壁的點蝕和孔蝕

換熱器管水側的腐(fu)蝕(shi)多是在水垢或其他附著(zhu)物不均勻覆蓋的情況下(xia)產生(sheng)的。

對銅及其合金，當管(guan)內壁(bi)表(biao)面附有(you)多孔性的污(wu)泥、泥砂時，會造成氧濃度差電(dian)池的另(ling)一種(zhong)電(dian)化學腐蝕(shi)(shi)(shi)。例如，當冷水或冷卻水中含(han)有(you)0. 1mg/L的銅離(li)子時，就(jiu)會產(chan)生(sheng)小(xiao)電(dian)池，使銅離(li)子鍍在(zai)鐵上并產(chan)生(sheng)點蝕(shi)(shi)(shi)和孔蝕(shi)(shi)(shi)現象(xiang)，即鍍銅現象(xiang)。

3、水(shui)室側管板表(biao)面(mian)的腐蝕

換(huan)熱器位于(yu)水(shui)室側管(guan)板表面(mian)，特別是管(guan)四周(zhou)表面(mian)也會(hui)產生電(dian)化(hua)學腐蝕，這種(zhong)腐蝕痕(hen)跡呈斑塊狀。

4、換熱器管應(ying)力腐(fu)蝕破裂

黃銅(tong)換熱器處于某(mou)些環境(jing)中(如在(zai)(zai)水(shui)、水(shui)蒸汽、大氣中)，在(zai)(zai)應(ying)力(li)狀態下(xia)可(ke)能產生應(ying)力(li)腐蝕破裂。應(ying)注意的是制冷劑氨(an)是使(shi)銅(tong)合金(黃銅(tong)和青銅(tong))破裂的腐蝕劑。對黃銅(tong)來(lai)說，其耐破裂性能隨(sui)銅(tong)含量的增加而(er)增強。

三、換熱(re)器防腐(fu)蝕的四(si)大方法

1、耐腐蝕(shi)材料

圖5 不銹鋼(gang)耐蝕材料

采(cai)用耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)材料(如(ru)雙目不銹鋼(gang)、哈氏合金、鈦、鈦合金、銅等)，如(ru)圖(tu)5所(suo)示，這(zhe)些材料耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)強，可以(yi)提高(gao)換熱器的使用壽命，但這(zhe)些高(gao)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)的材料價(jia)格昂貴，制造成(cheng)本(ben)高(gao)，一次性(xing)投入(ru)的成(cheng)本(ben)大(da)，企業(ye)一般難以(yi)接受(shou)，推廣困(kun)難。

2、電(dian)化(hua)學保護法(fa)

☆ 陰極保護

利用(yong)外(wai)加直(zhi)流電源，使金(jin)屬表面(mian)上的陽極變為陰極而(er)受到保護。這種方法(fa)消耗(hao)電量大，費用(yong)高，采用(yong)極少。

☆ 陽極(ji)保(bao)護(hu)法

把被保護(hu)的設備(bei)接以外(wai)加電源的陽極，使金屬(shu)表面生成鈍化膜(mo)，從而達到保護(hu)。碳鋼換熱器的造價低(di)，但耐腐蝕性(xing)差(cha)。

通過采用犧牲陽(yang)極(ji)保(bao)護(hu)技術可(ke)以(yi)提 高換熱器的使用壽命，但(dan)這一技術的保(bao)護(hu)作用僅限(xian)于(yu)管(guan)子(zi)入口處的有限(xian)長(chang)度內, 管(guan)內深處難以(yi)實現陰(yin)極(ji)保(bao)護(hu)，所(suo)以(yi)犧牲陽(yang)極(ji)保(bao)護(hu)法在換熱器上的應(ying)用受到了很(hen)大限(xian)制。

3、添加緩蝕劑法

圖6 管板使用(yong)緩蝕劑前后

在腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)介質(zhi)中，加(jia)(jia)入少量的某些(xie)物(wu)質(zhi)，而這些(xie)物(wu)質(zhi)能使(shi)金(jin)屬的腐蝕(shi)(shi)(shi)大大降低，甚至停止，這類物(wu)質(zhi)稱為緩蝕(shi)(shi)(shi)劑。圖6是使(shi)用緩蝕(shi)(shi)(shi)劑前后的對比，緩蝕(shi)(shi)(shi)劑的加(jia)(jia)入應以不影響生產工(gong)藝和產品質(zhi)量為原則(ze)。

4、防(fang)腐蝕涂層法(fa)

圖(tu)7 涂層法(fa)防腐(fu)

在金(jin)屬表面，通(tong)過一定的(de)(de)涂(tu)覆方法，覆蓋(gai)一層耐腐蝕的(de)(de)涂(tu)料保(bao)護層，以避免金(jin)屬表面與腐蝕介(jie)質的(de)(de)直接接觸，如圖7所示。

這種技術方(fang)法最為(wei)經(jing)濟有效，最初用于防(fang)止氣體(ti)介質 腐(fu)蝕，所(suo)用涂(tu)料(liao)(liao)大(da)部(bu)分(fen)為(wei)有機(ji)高(gao)分(fen)子混合物溶(rong)液(ye)。現在人們逐漸向(xiang)防(fang)油及(ji)防(fang)溶(rong)劑涂(tu)料(liao)(liao)、高(gao)溫涂(tu)料(liao)(liao)、重防(fang)腐(fu)涂(tu)料(liao)(liao)及(ji)特殊環境用涂(tu)料(liao)(liao)方(fang)向(xiang)發(fa)展。

四、3大換(huan)熱器防腐(fu)案例

案例(li)一(yi)：余(yu)熱發電凝汽器管(guan)板及水(shui)室防(fang)腐防(fang)銹(xiu)蝕保護  

128L自流平高聚物陶(tao)瓷復合(he)材料涂層優(you)良的(de)(de)(de)防腐性能(neng)(neng)在(zai)凝(ning)汽器管板和水室防腐上得到很(hen)(hen)好的(de)(de)(de)應用 ,它(ta)不(bu)但可(ke)以用于電(dian)廠已投運的(de)(de)(de)凝(ning)汽器的(de)(de)(de)防腐，也可(ke)以用于新制造(zao)的(de)(de)(de)凝(ning)汽器預防腐保護。通過多項工程應用證明其性能(neng)(neng)是穩定可(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)，很(hen)(hen)好地減輕或消除了凝(ning)汽器運行(xing)中(zhong)產生的(de)(de)(de)腐蝕，延長設(she)(she)備(bei)整體運行(xing)壽命(ming)，已成為眾多企業(ye)用戶設(she)(she)備(bei)管理工作(zuo)中(zhong)不(bu)可(ke)或缺的(de)(de)(de)重(zhong)要技(ji)術手(shou)段。

案例二：溴化鋰(li)吸收(shou)式制(zhi)冷機冷凝器管(guan)板防腐(fu)保護  

案(an)例(li)三：列管(guan)式(shi)換熱器（甲烷氯化物)管(guan)板腐蝕保護

甲(jia)烷(wan)(wan)氯化物(wu)列(lie)管(guan)(guan)式冷(leng)卻器為氯烴生(sheng)產企業中(zhong)非常重要(yao)的設(she)備，在工藝(yi)設(she)備生(sheng)產中(zhong)占比很高，它采用同性物(wu)質冷(leng)卻方(fang)式，殼程(cheng)中(zhong)介質為一氯甲(jia)烷(wan)(wan)，管(guan)(guan)程(cheng)中(zhong)介質為低溫度二三氯甲(jia)烷(wan)(wan)混(hun)合物(wu)。

在生產中，管板板面與管程口位置經常出現腐蝕泄漏。出現的后果為，一(yi)是一(yi)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)在流(liu)動(dong)中混(hun)(hun)入(ru)微量二三(san)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)混(hun)(hun)合(he)(he)物，直接導(dao)致產品不合(he)(he)格；二是管程中二三(san)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)混(hun)(hun)合(he)(he)物中混(hun)(hun)入(ru)一(yi)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)，造成物料的浪費。

同(tong)時因(yin)此問題頻率出(chu)現，直接影響到了設備的安全連續(xu)運行，給企業增加(jia)了維(wei)修的時間和人工(gong)成(cheng)(cheng)本。長期以來因(yin)管板腐蝕滲漏問題得不到妥善解決，已成(cheng)(cheng)為行業難題。

采(cai)用福世藍EE-101材料防腐處理(li)后，根據一年的跟(gen)蹤使用反饋的信息，基本(ben)已(yi)經杜絕了管板(ban)口位置(zhi)的腐蝕(shi)泄(xie)漏，大大提(ti)高了管板(ban)的使用效率與年限(xian)，降低了更(geng)換頻(pin)率及工(gong)人的勞動強度，減少了設備(bei)更(geng)換費用，提(ti)高產(chan)品(pin)質量，確保企業安全連續生產(chan)。