换热器腐蚀与防护的现状与展望

学术论文 2018-09-25 11:00:27
  【引言】:换热器在炼油化工行业中应用较为广泛,虽然采取的形式不同,但其根本目的都是冷热流体的热交换。换热器在节能、提效、提高能源利用率等方面有显著的作用。但换热器在使用过程中,易出现腐蚀、结垢的问题。问题较轻时,只会影响设备的性能;但问题较为严重时,则会影响整个工艺的生产流程,会在产生较大的安全隐患。据统计,百分之八十五以上的换热器损坏都是由于腐蚀过度,因此,解决腐蚀问题显得尤为重要。目前,我国已采取一定的措施进行防腐工作,但效果并不明显。 
  一、换热器的防腐现状 
  (一)换热器管束的防腐 
  换热器上的沉淀和绣在采取措施后有一定程度的减少,但由于减少的量太少,并没有起到明显的作用。在阻力方面,循环水经过换热器并没有造成监测数据明显浮动,且换热器管束仍会被腐蚀。在冲刷阶段,使用的水源大多未经过专业化的净水处理操作,因此有较多的腐蚀物。腐蚀物的增多,会加快换热器的腐蚀速度,进一步使得其使用寿命大大减少。 
  (二)换热器外部增加防腐涂层 
  这种方法是在换热器的外部(壳体和管束)涂上一层能起到防腐蚀作用的保护层,将换热器与腐蚀的物质隔离开,避免其直接接触。这种方式能够有效防止腐蚀现象,且经济实惠,在实际生活中受到了广泛应用。腐蚀物质一般存在于气体中,而换热器接触的最多的为油气,因此,涂层的材料一般选择有机混合物溶液。随着换热器的广泛使用,对防腐材料的要求也越来越高,所以目前在涂层材料方面的研究逐渐向防油、放高温、防化学溶剂及特殊环境方面靠拢,并已取得了一定的进步。目前,涂层材料主要为镀锌和渗铅等,但由于各地的铅池质量不一,也出现了较多的质量安全问题,导致换热器在质量方面也出现了较多问题。 
  (三)定期维护管理换热器 
  换热器在正常使用的过程中,应该注意防止温度过高、流速过快,从而导致腐蚀的速度加快。与此同时,应注意定期使用化学溶剂冲洗换热器内部,以防止换热器内部的沉淀物或污垢堆积,进一步形成电化学反应,最终导致换热器出现严重的腐蚀现象。 
  二、换热器的防腐对策 
  (一)采取强度胀加密封的焊接方式 
  管子本身的厚度仅有2.0毫米,而且焊接的要求为焊腰高低需与较薄的厚件厚度相等,因此,若使用较为单一的强度焊接方式,则会导致焊缝的脆弱;若采用强度胀加密封焊接方式,则可使用厚度为156毫米的管板承受管束的力,则可使焊缝的应力大大减少。在钢管的选择上,应选择使用高级冷拔钢管,再加上先进的焊接技术,这样能够在一定程度上保证焊接的质量,从而减少焊接过程中的缺陷和问题。 
  (二)选择低碳钢材料 
  对于焊接材料和钢管,最好应选择低碳钢的,因为盐酸对金属的腐蚀程度与碳的含量成正比关系。在有些工厂中,也有选择渗铝碳钢管束。渗铝碳钢管束属于一种新型化工工艺,当处于腐蚀环境时,渗铝的表面会形成一层氧化膜,保护自身不被腐蚀,这样能够有效防止腐蚀物质进入内部,进一步减缓换热器腐蚀的速度,延长换热器的使用寿命。 
  (三)改进腐蚀环境 
  在实际操作中,放弃使用无机氨溶剂,并消除污垢的腐蚀,从而使得内部PH值保持稳定,进而减少对换热器的腐蚀。当环境的PH值保持稳定时,换热器便不易被腐蚀,这样既减缓了换热器的腐蚀速度,也使得换热器的使用寿命得以延长。 
  (四)改变管束的材料 
  为保证换热器的长时间工作状态,应选择双相不锈钢芯子材质的管束,该芯子的使用年限一般为5年以上,在目前的市场中,一般售价为每台60万元,经过对比和检测,其价格是合理的。就目前的市场而言,该种材质的管束是相对较好的,能够有效减缓换热器的防腐速度,能够使换热器保持较长的正常工作状态。虽然一次性购进会花费大量的资金,但这样的消费有利于企业的长期发展,能够有效地减少企业对换热器的维修费用,因此,总体而言,这样的选择是利大于弊的,是企业能够选择的有效举措。 
  三、对换热器防腐的展望 
  换热器的防腐是一个长期的过程,并不是一朝一夕能够完成的。在换热器防腐研究的进程中,需要的是耐心和坚持,只有专心研究,才能够有进一步的发现。在上文中,所有的方法都仅仅是尽量控制换热器防腐的速度和减少防腐现象的出现,都没有做到从根本上解决问题。在后期的研究过程中,应当注重方法的结合,而并非仅仅依靠一种单一的方式。目前,对于换热器的研究还仅仅处于理论阶段,并且都是采用的化学手段,在今后的研究中,可以是适当将化学手段与物理、生物方式相结合,并加强实际操作。换热器的研究是一个漫长且艰辛的过程,换热器的防腐也迫在眉睫,相关的研究人员应当充分应用自己的专业知识,发挥自己的创新研究能力,使得换热器的防腐研究更上一层楼。 
  【结束语】: 随着换热器的使用范围的扩大,其防腐能力的提升显得尤为必要且紧急。虽然我国已在此方面有所研究,但目前的研究仅仅停留在理论阶段,实际应用几乎没有,因此我国的换热器防腐能力研究仍存在较大的发展空间。在科技发展快速的今天,相关研究人员应该注重提升自身的专业研究能力,专注于换热器防腐方面的研究,多方面考虑材料的更新换代,使得我国能在换热器防腐方面有所进展,有所突破。
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