武志民 郑喜明(唐山三友硅业有限责任公司，河北唐山063305)

换热器的腐蚀原因及防腐措施的高效利用

武志民 郑喜明(唐山三友硅业有限责任公司，河北唐山063305)

在化学工业中，换热器的腐蚀问题是一直存在的问题，严重影响化工行业的安全、正常运转，所以，换热器的防腐成为化工企业的一项重要任务，成功的防腐能够提高化工厂的生产效率，解决安全隐患。为了从根本上解决腐蚀问题，首先就得了解发生腐蚀的真正原因，然后对症下药，高效利用防腐措施。本文将从这两个方面进行探讨。

换热器；腐蚀原因；防腐措施

换热器也可以称作热交换器，他的主要功能就是将热流体与冷流体之间的热量进行相互相换。换热器在我国的使用已经非常广泛，技术已经达到成熟状态，早我国的各个行业中可见其踪影，特别是化工行业。然而，由于使用频率较高，使用环境复杂恶劣，换热器经常出现故障，最常见的就是腐蚀，相关数据表明，在换热器的损坏中，90%的故障都是由腐蚀引发的。所以，换热器的腐蚀问题成为化工行业的一个难点也是重点。

1 换热器的腐蚀原因

1.1 电化学腐蚀

当换热管中流体发生相对流动，由于流动速度的不均匀，或者某些特定情况下，流体不发生流动，这时候就会产生沉积物。这些沉积物经过长期的积累，同时随着流体缓慢流向金属表面，在金属表面形成马蹄形的凹槽或深谷形状。换热器的腐蚀连续不牢固性、并且具有不均匀性的特点，在缝内外，沉积物的含量不一，存在很大的差别，这几形成了电化学腐蚀。无论是阳极还是阴极发生反应，都会造成腐蚀现象。当发生阳性反应，就会出现金属逐渐溶解，当发生阴极还原反应，换热器中的物质会被还原成中性或者碱性的溶液，一旦出现腐蚀产物，就会造成散热器缝内外的化学成分不平衡，出现严重腐蚀。

1.2 高温氢损伤导致的腐蚀现象

在高温、高压的环境条件下，氢气发生扩散，进入钢材内部，和钢材内不稳定的碳化物发生化学反应，产生甲烷等气体，这样一来，钢材碳含量急剧下降，出现脱碳现象，降低了钢材的硬度。同时，甲烷气体没有及时从钢材中逃逸出来，聚集在晶界和附近的空隙中，由于处于高温高压环境中，就会导致钢材表面出现微小的裂缝和鼓包，降低钢材的延伸性和硬度，随着碳元素的大量流失，钢材性能越来越差，表面出现越来越多越来越大缝隙。由于高温氢气损伤而引发的腐蚀现象，一般都是在加氢反应器中发生，在高温段管道中居多。

1.3 磨损腐蚀

磨损腐蚀，发生的主要原因就是金属构件与换热器表面的介质发生相互摩擦，长此以往在金属构件的表面形成损坏。导致磨损发生的介质，有可能是固体，也有可能是液体，甚至可能是气体，总之不局限于介质的形态。由于换热器在运行过程中，其内介质处于高速流动状态，这就会对金属表面的腐蚀部位造成撞击或者冲刷，长此以往腐蚀物质随着介质一起流走，金属构件又出现新的裸露部位，继而继续产生撞击或者冲刷，如此反复，就形成了磨损腐蚀。

2 换热器防腐措施的高效利用

2.1 使用换热器防腐涂料

在换热器上喷涂一层金属涂层或者无机涂层，可以有效阻碍金属与外界环境的接触，降低环境对金属材料的影响，这就是防腐涂料的主要作用。

一般情况下，金属涂层的施工操作有多种选择，按照金属的性质有以下几种：电镀、火焰喷涂、包镀、热浸和蒸汽镀。同样，无机涂层也可以适用多种施工方法：喷涂、渗镀、或化学转化。在涂料喷涂完成之后，需要经过高温烘烤。这两种图层都各有特点，金属涂层具有可变形性，而无机涂层则很脆。在防腐隔离中，要想发挥隔离效果，对图层也有一定的要求，施工完成之后必须做好检查，不能有微孔或其他缺陷存在，不然就会发生电偶效应，加快金属局部腐蚀的速度。防腐涂料属于环氧氨基涂料，具有耐腐蚀、耐酸碱、耐水、耐溶剂，并且可以承受的外界或者运行温度可以达到200℃。比如，漆膜具有很好的物理机械性能，同时具有硬度大，表面光滑，抗冲击，抗摩擦，附着力大的优点。再比如，CH-784防腐涂料底漆面漆含有金属颜料，不生锈不结垢，可以有效提高介质的流速，提高提高换热器的换热效果。

2.2 牺牲阳极保护法

电化学腐蚀发生的过程中，在阴极与阳极之间出现离子交换，产生电流，也就是腐蚀电流。牺牲阳极保护法，简单一点来说，就是在被保护的那边便连接一个相对其本身电位更负的金属，这样的话，被保护的金属端就会发生阴极极化。一般情况下，常用的牺牲阳极材料为碳素钢，主要因为碳素钢组成成分组要就是铁素体（Fe），并且铁是电位极低的标准材料。如果将铝当成阳极，就很容在化学反应中产生氧化膜，并且不会产生腐蚀电流。另有一些金属材料由于价格较高，大大增加成本，得不偿失，相比较起来，锌是非常适合做阴极极化材料的。

2.3 应用防护衬里

在化工行业，经常会有一些腐蚀性能极强的化学物质，然而现有的材料无法满足耐腐蚀的要求，即使有也都是价格非常昂贵的，在这种情况下，要想合理控制腐蚀情况的发生，最好的办法就是为换热器添加一层防护衬里。在防护衬里选择的过程中，必须合理分析换热器的运行环境以及流体的性质，同时还要关注反应温度、压力等主要因素。就现在看来，最常用的衬里材料有玻璃钢、聚四氟乙烯、钛、不锈钢、搪玻璃等，其中金属材料价格较高，施工难度也较大，而非金属衬里价格低廉，但是抵抗恶劣环境的能力相对较差。

3 结语

换热器的腐蚀是一个严肃的问题，会对化工行业造成安全威胁，降低生产效率，所以，任务重大。在防腐蚀工作中，如果仅仅依靠某一种办法，得到的效果肯定不如人愿，所以，要从根本上解决腐蚀问题，不仅要了解腐蚀原理，还应该加强设备维护，采用综合防腐措施，进行全面有针对的治理措施，只有这样，才能控制腐蚀程度，解决腐蚀问题，延长换热器的使用寿命，为企业安全与企业效益带来最大的才能最大限度的延长换热设备的使用寿命，取得很好的安全效益和经济效益。

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