石化空冷器的防腐蚀技术

学术论文 2018-07-31 14:46:34
  一、表面防腐处理技术 
  基于用于石化生产的空冷器内部介质大部分都具有极强的腐蚀性,所以可以通过选择不同的母材来改善空冷器的防腐性能,介质不具防腐蚀性影响时,通常选择母材为普通碳钢材质的空冷器,一旦介质具有腐蚀性,则可以相应的更换材质,所更换的材质依据介质的腐蚀性特点改变而发生改变。比如应用不锈钢材质、镍洛合金以及双相钢、825材料等等。这些材料可能会导致设备成本的提高,但是在防腐蚀方面具有极好的效果。如果选用涂刷防腐涂料的方法进行表面处理,则可以极大地降低资金投入,同时仍然可以满足防腐蚀效果。使用较多的防腐材料为有机类防腐涂料、镍磷合金涂料等。 
  1.有机涂层 
  在空冷设备运营过程中,传统生产中使用的反应设备会发生一些化学反应,比如:裂解反应,产生硫化氢以及氯化氢等具有腐蚀性作用的物质,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。如果设备选择普通碳钢作为母材,则会导致设备出现极大的腐蚀,如果当介质内部流动这类材质时,可以将其材质更新为不锈钢材料,其抗腐蚀能力优于碳钢材质,但是即便抗腐蚀能力有所提高,也不能完全满足防腐的要求,在设备的表面上仍然会出现由于腐蚀作用而产生的小斑点。对于诸如此类现象,为了更好地发挥防腐效果,技术人员在设备的表面上涂刷具有加强腐蚀作用的材料,避免设备出现严重的腐蚀。我国空冷设备的防腐技术最初并不是自主研发的,是由国外引入的,大部分是从德国引进的技术,随着防腐涂层技术在我国应用范围的不断拓展,应用领域的极大扩大,技术日趋先进和成熟,我国的空冷行业防腐技术取得了极大的进展。 
  空冷设备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。底漆和面漆的厚度层数要大于6层,总厚度数值在200mm~250mm,烘烤操作的目的就是实现材料充分的固化,保证在机体上形成一层相对较厚的图层,实现金属层表面新增一层厚度较大、密度较大的保护层,有机涂层的抗腐蚀能力强,传热性能好,对基体的附着能力强,资金投入量较低,所以在空气冷却器的制造领域应用较为广泛,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。 
  2.化学镀镍磷合金镀层 
  化学镀是将基体放置在镀液中的,通过化学反应将液体中的金属还原出来,沉降在基团中,形成密度较大的氧化层,是一种表面处理方法。基于空冷器结构相对复杂,所以采用该防腐工艺在技术上可实现性不强,在进行防腐操作中的排液、排气以及排渣问题都不易处理,十分容易出现镀层均匀性不足等问题。面对这类问题,必须将空冷器的镍磷镀层应用在内腔可循环的工艺中,通过封闭的循环系统的形成,便可以解决腐蚀问题。工艺流程为:首先进行碱洗,然后采用热水冲洗,进而酸洗,再次水洗,洗净后进行活化,然后通过镍磷镀的方式实现防腐,镀层完成以后,再次水洗,钝化,控制镀层厚度约为30um~50um,在镀层操作完成以后,保证镀层与集体之间具有较强的结合力,保证镀层表面具有足够的致密性,保证基体与镀层之间隔离良好。 
  基于化学镍磷镀具有较好的耐高温性,硬度大,耐腐蚀能力强,具有极好的耐磨性,具有极好的传热能力,以及抗结构能力,可以用于阻隔硫离子以及氯离子的作用。调查研究人员通过对大量的调查数据进行分析,发现经过化学处理或者镍磷镀处理以后的介质表面空气冷却器的使用寿命更长,同时,空气冷却器的性能更好,比普通空气冷却器的使用寿命要长5倍左右,统一与其他形式的表面处理方式相比较,具有更高的防腐蚀能力。但是资金投入量较大,所以对于一类具有中等防腐要求的设备尤为适用。 
  二、焊接工艺中的防腐操作技术 
  1.优化焊接工艺 
  由于空气冷却器具有相对复杂的结构,在焊接过程中会存在大量的焊缝,基于焊接操作中焊缝之间存在着较大的差异性,所以,为了保证空冷器的使用寿命,需要合理控制焊缝的质量,保证其具有较好的力学性能,足以对各种负荷进行合理的抵抗。另外,需要做好焊缝的防腐蚀处理,具有极好防腐蚀能力的焊缝,首先要保证焊接材料本身具有极佳的防腐蚀能力,其次要保证焊接工艺的合理性,才能确保焊缝整体具有极强的防腐效果。在焊接过程中,要做好热处理工作,尽可能避免或者降低热处理而导致的焊接应力。基于焊接所产生的应力具有极大的腐蚀作用,所以,要做好焊接之后的热处理工作,避免由于焊接中所产生的应力而导致的破坏现象,保证较好的焊接质量。 
  2.做好管端保护 
  空气冷却器最容易受到介质腐蚀以及影响的部位就是换热管与管板相连接的位置,所以,需要做好这一部位的防腐蚀处理,传统的焊接操作往往无法保证空冷器的设计使用寿命,所以空冷器的制造过程中,必须注意管板与换热管之间的连接方式,保证连接方式的合理性,以实现空气冷却器的正常运转。现阶段使用范围较广的一类连接方式就是强度焊加贴涨的焊接与涨接相结合的连接方式,这种连接方式的选择,对于保证空气冷却器的合理运行有着积极地意义。这种焊接与涨接相结合的方式对于保证连接的紧密型极为有效。在工作中,首先在进口位置加设称管,控制称管的长度尺寸约为不小于300mm,为了将焊缝进行合理的包裹,需要在端部进行翻边处理,保证称管和换热管之间的缝隙处进行了足以抵抗较高温度以及腐蚀性作用的密封胶的密封,在处理之后再进行涨接操作。 
  3.保障与介质相接表面的质量 
  在空冷器的运行过程中,和介质表层相接触的板材的质量对设备的使用寿命具有直接的影响。也是防腐蚀工作的主要工作环节。所以,为了保证空冷设备表面质量合格,不允许在对其进行表面处理以后,再将其划伤或者导致其破损,避免在设备运行的过程中出现腐蚀现象。另外一个需要进行特殊的防腐蚀处理的部分就是介质相接触的焊缝的表面,这也是一个极易由于受到腐蚀性作用而产生破坏的部分,必须将焊接表面进行细致、全面的打磨,保证焊缝的质量,然后在打磨均匀以后再进行酸洗钝化处理,使焊缝表面形成一个密度较大的氧化层,足以对各类腐蚀作用进行抵抗。 
  综上所述,空气冷却器是我国石油化工厂中的重要反应设备,空气冷却器的正常运转对于保证生产的顺利开展有着积极的意义。由于在石化生产中,很多反应都涉及很多具有较强腐蚀作用的介质,所以必须做好设备的防腐蚀处理,才能避免设备在运行过程中出现泄漏或者导致其使用寿命的缩短。具体的防腐蚀处理方法可以依据生产的实际条件来确定,比如采用表面处理、防腐蚀处理等措施。以保证空气冷却器的使用寿命,维护其安全、稳定的运行。 
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