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1、LDPE固定管板式換熱器泄漏原因淺析 摘要：在化工生產(chǎn)設(shè)備中，換熱器占很大的比例，換熱器完好與否對(duì)化工生產(chǎn)影響巨大而影響管板式。換熱設(shè)備質(zhì)量的重要原因之一就是換熱器的腐蝕問題。本論文介紹了LDPE固定管板式換熱器在使用中出現(xiàn)的泄漏故障，并對(duì)此進(jìn)行了分析，同時(shí)針對(duì)泄漏原因提出了相應(yīng)的措施。 關(guān)鍵詞：管板式換熱器腐蝕泄漏防護(hù)措施換熱器是化工生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備,約占建廠投資費(fèi)用的20%,占工藝設(shè)備總重量的40%。在生產(chǎn)運(yùn)行過程中由于腐蝕、沖刷等作用,使換熱器遭到破壞,使用壽命縮短,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,解決好化工換熱器的腐蝕問題,可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。一、LDPE固定管板式換熱器的泄漏原因腐
2、蝕在工業(yè)生產(chǎn)中，換熱設(shè)備的主要作用是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá)到工藝流程的指標(biāo)，以滿足工業(yè)流程上的需要。但是換熱器的腐蝕問題嚴(yán)重影響了換熱設(shè)備的質(zhì)量，其中主要的腐蝕有：氧腐蝕，沖刷腐蝕以及由于生產(chǎn)工況處于高溫高壓下，振動(dòng)加速了腐蝕的速率。1.換熱器幾種常見的腐蝕破壞類型1.1接觸腐蝕兩種電位不同的金屬或合金互相接觸,并浸于電解質(zhì)溶解質(zhì)溶液中,它們之間就有電流通過,電位正的金屬腐蝕速度降低,電位負(fù)的金屬腐蝕速度增加。1.2孔蝕集中在金屬表面?zhèn)€別小點(diǎn)上深度較大的腐蝕稱為孔蝕,或稱小孔腐蝕、點(diǎn)蝕。1.3縫隙腐蝕 在金屬表面的縫隙和被覆蓋的部位會(huì)產(chǎn)生劇烈的縫隙腐蝕。1.4
3、沖刷腐蝕 沖刷腐蝕是由于介質(zhì)和金屬表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使腐蝕過程加速的一種腐蝕。2.冷卻介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕的影響工業(yè)上使用最多的冷卻介質(zhì)是各種天然水。影響金屬腐蝕的因素很多,主要的幾個(gè)因素及其對(duì)幾種常用金屬的影響:2.1溶解氧水中的溶解氧是參加陰極過程的氧化劑,因此它一般促進(jìn)腐蝕。當(dāng)水中氧的濃度不均勻時(shí),將形成氧的濃差電池,造成局部腐蝕。對(duì)碳鋼、低合金鋼、銅合金和某些牌號(hào)的不銹鋼而言,熔解氧是影響它們?cè)谒懈g行為的最重要因素。2.2其他溶解氣體在水中無氧時(shí)CO2將導(dǎo)致銅和鋼的腐蝕,但不促進(jìn)鋁的腐蝕。微量的氨腐蝕銅合金,但對(duì)鋁和鋼沒有影響。H2S促進(jìn)銅和鋼的腐蝕,但對(duì)鋁無影響。SO2降低了水的pH
4、值,增加了水對(duì)金屬的腐蝕性。2.3硬度一般說來,淡水的硬度增高對(duì)銅、鋅、鉛和鋼等金屬的腐蝕減小。非常軟的水腐蝕性很強(qiáng),在這種水中,不宜用銅、鉛、鋅。相反,鉛在軟水中耐蝕,在硬度高的水中產(chǎn)生孔蝕。2.4離子的影響氯離子可以破壞不銹鋼等鈍化金屬的表面,誘發(fā)孔蝕或SCC。二、腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理腐蝕污垢的形成機(jī)理腐蝕污垢的形成是由換熱面上腐蝕產(chǎn)生的污穢物質(zhì)和污穢物質(zhì)被流體沖擊而剝離兩種現(xiàn)象疊加的結(jié)果。腐蝕污垢的電化學(xué)機(jī)理腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類,而換熱器表面的腐蝕就屬于電化學(xué)腐蝕。腐蝕在陽極和陰極上涉及了兩個(gè)同時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)。1.介質(zhì)中存在氧化性物質(zhì)，氧氣和氫離子，構(gòu)成吸氧和析氫腐蝕（這是根本原
5、因）：陽極反應(yīng)：Fe-2eFe2+陰極反應(yīng)：O2+2H2O+4e4OH-2H+2eH22.鈦與碳鋼構(gòu)成電偶，固相側(cè)電阻太小，同時(shí)構(gòu)成大陰極/小陽極不利面積比（腐蝕速度增加與Ac/Aa比值成正比，這是過快加速穿孔的主要原因）；3.介質(zhì)側(cè)同樣由于運(yùn)行原因，造成出現(xiàn)液相，且電阻太?。ㄟ@是腐蝕時(shí)的離子通道）。4.結(jié)論4.1注水量小，初凝區(qū)位于空冷器回彎管附近；4.2原油電脫鹽開得不正常，造成脫后含鹽升高；4.3中和劑注量不足；4.4電偶腐蝕起加速作用。三、如何在現(xiàn)代石化生產(chǎn)中采用先進(jìn)技術(shù)避免腐蝕的產(chǎn)生在富氫環(huán)境中高溫硫化物腐蝕特性較為復(fù)雜，在氫的促進(jìn)下，硫化氫可以加速對(duì)金屬的腐蝕。這是因?yàn)樵诟粴錃夥罩?/p>
6、，氫作為間隙型質(zhì)子能夠不斷地侵入硫化物腐蝕層中，造成垢層疏松多孔，破壞了硫化氫腐蝕膜的保護(hù)作用，使金屬原子和硫化氫介質(zhì)得以互相擴(kuò)散滲透，從而引起硫化氫的腐蝕不斷地進(jìn)行。影響高溫硫化氫腐蝕的主要因素是溫度和H2S濃度，其腐蝕速度一般隨著溫度的升高而增加，干的硫化氫氣體在200250以下對(duì)鋼的腐蝕甚微。研究表明，H2-H2S體系中，當(dāng)H2S的分壓在3.43343kPa,操作溫度大于316時(shí)，硫化氫的腐蝕加劇，一般的鉻鉬鋼不能滿足要求。那么應(yīng)該如何在現(xiàn)代石化生產(chǎn)中采用先進(jìn)技術(shù)避免腐蝕的產(chǎn)生呢？1.采用能耐介質(zhì)腐蝕的金屬和非金屬材料。1.1首先是能耐住介質(zhì)腐蝕的金屬材料這里說的介質(zhì)主要是以水為主，應(yīng)該
7、說雙相不銹鋼在常溫下抗水腐蝕能力遠(yuǎn)好于奧氏體不銹鋼；其金屬活性如果比氫的活性弱，一般能耐酸腐蝕。如銅、金、銀等。1.2其次是能耐住介質(zhì)腐蝕的非金屬材料這個(gè)主要是陶瓷方面，因?yàn)榇蟛糠痔沾啥寄苣徒橘|(zhì)腐蝕有機(jī)方面；如果有機(jī)物表現(xiàn)為酸性或弱酸性，一般能耐住介質(zhì)。2.采取有效的防腐蝕措施2.1防腐涂層在換熱器與腐蝕介質(zhì)接觸表面，覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護(hù)層，涂層要有較好的耐蝕性、防滲性和較好的附著力和柔韌性。對(duì)水冷系統(tǒng)，管內(nèi)清洗干凈后進(jìn)行預(yù)膜處理。2.2金屬保護(hù)層常用方法有襯里、復(fù)合板(管)、金屬噴涂、金屬堆焊等。2.3電化學(xué)保護(hù)陰極保護(hù)因費(fèi)用太高，一般不用。陽極保護(hù)是接以外用電源的陽極保護(hù)換熱器，金屬表
8、面生成鈍化膜而得到保護(hù)。四、結(jié)語LDPE固定管板式換熱器是一種實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便等優(yōu)點(diǎn)，因此LDPE固定管板式換熱器是在石油、化工、石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)普遍應(yīng)用的一種工藝設(shè)備。近年來隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，利用換熱器進(jìn)行高溫和低溫?zé)崮芑厥諑砹孙@著的經(jīng)濟(jì)效益。為了保證LDPE固定管板式換熱器的正常運(yùn)行，延緩部件的使用壽命，了解和掌握LDPE固定管板式換熱器出現(xiàn)的故障及其產(chǎn)生原因和處理方法顯得尤為重要，其中采用先進(jìn)技術(shù)避免腐蝕的產(chǎn)生則更為重要。參考文獻(xiàn)1王榮貴,汪渝.高溫氫和硫化氫混合氣體對(duì)設(shè)備的腐蝕及防護(hù)J.化肥設(shè)計(jì),2005,(1):22-26.2顧振宗;高壓管式LDPE裝置技術(shù)淺析J;金山油化纖;1998年01期.
LDPE固定管板式換熱器泄漏原因淺析
