关键词：化工设备；换热器；常见腐蚀与防腐
我国科技水平提高的同时也提高了人们对换热器的要求。换热器在使用过程中出现的腐蚀问题比较严重，其中应力腐蚀（负荷应力与热应力导致）、水质方面的腐蚀、电化学腐蚀（沉积物的堆积）是换热器出现腐蚀的三个主要因素。换热器腐蚀类型的不同所采用的应对措施也不同。下面的文章中，我们首先根据换热器的内涵进行分析，对化工设备换热器的腐蚀问题做出研究，给出相应的应对措施，以保证换热器的正常运行。
一、化工设备换热器常见的腐蚀问题
1.1化工设备换热器表面磨损腐蚀
化工设备换热器在运行过程中，设备金属构件表面不可避免的会与具有腐蚀性介质进行接触，在相对运动作用下，金属构件表面通过会出现局部磨损腐蚀问题（简称磨损），从而出现设备故障，影响工作质量与安全。由于腐蚀介质形态多样化，可以是液体、气体，也可以是固体颗粒，但总体来看，导致换热器磨损的介质多为高速流体，通过长期不断冲刷破坏金属表面性质，加之受外界环境影响与裸露金属表面腐蚀作用产生合力，加快腐蚀速度，导致设备腐蚀危害。通常情况下不同介质的磨损现象是不同的。例如，气体介质通过长期机械冲刷传热面或加大设备局部表面压力，产生剥蚀作用，腐蚀金属表面；在腐蚀介质长期机械冲刷的同时，换热器组成结构，如折流板等会因微振动、振动问题出现磨损，形成设备腐蚀故障。
1.2化工设备换热器换热管“水”侧腐蚀
资料分析与实践工作经验总结发现，换热器在运行过程中，其热交换介质“水”同样会对换热器产生腐蚀作用。追其原因发现，在化工产品生产过程中，所使用的水pH值相对较低、溶解氧含量相对较高，且在热能转换过程中，存在水汽渗透与阴离子侵蚀现象，从而导致设备出现腐蚀问题。因此，为改善化学（电化学）腐蚀问题，需提升换热器换热管抗腐蚀与抗水汽渗透能力，增强其导热与耐高温性能。
1.3化工设备换热器内部沉积物下的电化学腐蚀
换热器在运行过程中，当一些介质出现不均匀流动或堵塞问题时，换热器内部将出现沉积物。而通常情况下这些沉积物性质并不稳定，存在形态多样化特征。当部分沉积物随介质流动而运动时与换热器金属表面相接触，长期作用下使金属表面出现腐蚀，同时部分沉积物附着在局部裂缝处，与外界氧气作用出现电化学腐蚀问题。例如，发生阴极还原反应，还原碱性溶液或酸性溶液，加大腐蚀力度；发生阳极氧化反应，导致设备金属物质溶解，加大腐蚀力度。
二、化工设备换热器防腐措施分析
2.1牺牲阳极进行化工设备换热器防腐
通常情况下，碳素钢在电解质溶液环境下（如水溶液环境）会发生电化学反应，形成微电池。主要原因在于，碳素钢主要成分为Fe（铁素体）和Fe3C（渗碳体），而Fe的电极电位不高，成为微电池的阳极，反之Fe3C成为微电池阴极。阴极与阳极之间形成电流，从而导致换热器出现电化学腐蚀现象。对此，借助一定的方式与方法，对所需保护设备金属表面电位较低的一方进行保护，将其转换为阴极，避免电化学腐蚀现象的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对此，在以碳素钢为主材料的化工换热器中，可选用比铁元素电位更低的材料进行保护，如以铝、锌等材料做成牺牲阳极，在电化学反应下先消耗牺牲阳极，以提升设备本体的防腐性。
2.2涂刷防腐涂料
（1）适当增加防腐涂料层。引起换热器锈蚀的主要原因是来源于换热器内部的腐蚀介质长期与换热器内壁进行接触，导致换热器内壁金属表层与锈蚀物质进行反应，从而造成腐蚀现象。基于此，在换热器内层涂抹上一层防腐材料，便可有效控制腐蚀情况。其中，防腐涂层可以是高温涂料、防溶剂涂料、重防腐涂料、以及防油等具有防腐作用的材料，从而达到提高防腐功效的目的。
（2）由于换热器防腐材料生产商不同、生产工艺不同，致使材料之间差异较大，严重影响化工设备换热器防腐蚀稳定性，因此为了提高化工设备换热器防腐蚀效率，有关部门除了应加强防腐蚀材料的验收与检查外，国家还应通过立法来约束换热器防腐蚀材料的生产行为，对生产经营劣质防腐蚀材料的企业给予严厉打击与处罚，从而提高防腐蚀材料的综合质量。防腐蚀材料之所以可以起到防腐蚀作用，是因为在金属表层与腐蚀物质之间形成了一层无机涂层防护膜，使得换热器内部与其不直接接触，从而达到防腐蚀的目的。此外，通过电镀、火焰喷涂、涂喷、电子束蒸镀以及包覆金属涂层等措施，均可有效的防止换热器内部出现锈蚀现象。
（3）其中，在进行换热器内部喷涂操作后，应落实高温烘烤操作，使得喷涂更具防腐蚀效用。由于金属涂层在应用一段时间后会出现脱落、变形等现象，从而降低防腐蚀作用，因此无论应用金属涂层还是无机涂层，均需确保内层表面的完整性，同时应避免出现在防腐层表面出现微孔或涂料不均匀等问题，从而避免换热器局部出现严重腐蚀的现象。为了提高涂层的防腐蚀效果，涂层操作人员应确保涂层过程中无漏底、无裂纹、无针孔及麻点，且涂层表面光滑平整薄厚均匀。虽然，较厚的涂料层可有效避免设备产生锈蚀现象，但并不是防腐层越厚越好，较厚的防腐层会降低换热器的热传导性能，致使漆膜质量较低，容易出现碎裂。因此，防腐层厚度应合理控制，与设备实际需求相符即可。
2.3对换热器定期检修
换热器作为企业生产中较为常用的设备，会存在一定的损耗情况，为了提高化工设备运行效率与使用寿命，企业应委派专员或成立小组，对换热器落实定期检修与维护，促使换热器在工作中出现的问题可得到及时解决，避免因出现较大故障而影响换热器整体质量。换热器的日常维护较为简单，主要是对设备落实高效的清洗工作，确保化工设备换热器不会受到污垢以及微生物的影响而出现腐锈现象，从而提高换热器的工作质量与应用效率。为了使换热器日常维护工作更加高效，可从两个方面进行分析：一是制定换热器日常维护制度。在企业认识到化工设备换热器重要性基础上，应根据企业内部情况，合理规划换热器防腐检查工作，并通过编制奖罚分明的日常维护制度，促使员工明确换热器防腐重要性，为落实具体工作提供依据；二是定期培训员工防腐措施。随着时代与科学技术的发展，促使换热器防腐措施也会不断创新，因此企业应定期对员工进行培训，贯彻落实换热器新理念，使得换热器防腐工作与时俱进，提高防腐工作效率。
结语：
综上所述，化工设备换热器在长期使用过程中的腐蚀现象，对化工设备的正常使用产生一定的影响，在换热器表面上会产生一定量的堆积物，在换热器表面产生裂纹，导致化工设备换热器出现加速腐蚀。因此必须采取有效的措施对化工设备换热器进行及时的管理和维护，通过在换热介质中添加缓蚀剂可以有效的降低换热器的腐蚀程度，提高水质pH值的浓度也可以有效的降低换热器表面的腐蚀程度。另外还要及时的对换热器进行清理，保证换热器的正常使用，延长使用周期，促进化工工业的快速发展。
参考文献：
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[3]《石油和化工设备》2017年总目次[J].石油和化工设备，2017（12）.
论文作者:钟林
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/12/9
标签：换热器论文; 化工设备论文; 涂层论文; 介质论文; 电化学论文; 设备论文; 防腐蚀论文; 《工程管理前沿》2019年13期论文;