化工设备换热器的腐蚀原因分析及预防策略

赵胜芳

摘要：化工换热器属于冷热流体传热设备的一种，在化工行业中得到了广泛应用。但是，纵观化工生产过程可以看出，化工换热器腐蚀现象时有发生，对化学工业的快速发展也产生了一定的阻碍，基于此，本文主要围绕化工设备换热器腐蚀原因和预防策略进行探究，首先，对换热器进行了简单的概述，接着详细阐述了腐蚀原因及对策，以期在后续化工生产过程中能够更好地运用换热器。

关键词：化工设备;换热器;腐蚀;原因;预防

换热器设备是构成石油化工生产装置的重要组成部分，其运行状态如何与石油化工生产装置运行情况息息相关。就换热器设备而言，其安全运行极易受到两方面影响，即结垢和腐蚀。就前者而言，会降低换热器的冷热交换频率，进而提升装置能耗。

一、化工设备换热器的腐蚀原因分析

（一）换热器内部沉积物引发的电化学腐蚀

就化工换热器工作介质而言，如果其在化工换热器内部出现不均匀循环或不循环的情况，那么这时极容易导致部分不规则游离沉淀物的产生。液体流动过程会受到游离沉淀物形状结构的影响，由于其形状不规则，所以，其流动方向会与液体流动方向相一致并逐渐趋于金属表面。将沉积物与其他腐蚀基本特征对比可以看出，其更像是化工换热器腐蚀现象而引发的金属表面凹凸不平。同时，连接热交换器的接缝处内部和外部在含氧量上有所差异，所以也会直接引发电化学腐蚀现象。处于阴极进行的阴极还原反应是碱性溶液和中性溶液的重要因素;而基于阳极下出现的阴极氧化反应则会成为金属溶解现象的催化物。

（二）由于表面沉积物引起的电化学腐蚀

处于循环阶段的热交换管道环境和化工换热器之间是相互联系的，也正是受到这种相关性的影响，加速了沉积物的形成^[1]。沉积物累积过程是电流分布不均匀特征的直接体现，也会提高循环环境分化部分在管道内形成的可能性。导致上述沉积物电化学腐蚀的原因主要是环境内外的含氧量不同。通常而言，电化学腐蚀过程发生的反应有多种，如因阳极氧化反应而造成的金属溶解;材料经过还原进入到中性溶液或碱性溶液当中，发生阴极还原反应，进而引发的图像管提取反应等。此外，大量腐蚀产物的产生也会加剧接缝内外化学反应的不均匀程度，所以，也会发生更为严重的腐蚀情况。

（三）水质问题引发的腐蚀

化工换热器在化学生产过程中其内部水可以被视为较为优质的实验环境，但也需要工作人员对其的关注与重视。若水质问题一旦发生，那么也将会出现较为严重的腐蚀。因水质而引发换热器的腐蚀归根结底还是进入到换热器当中的水质不佳，若水的酸性超过相关标准，PH值较低，水中含氧量过高或水中含有的各离子含量过多等都会导致有毒氯化物的形成，电化学反应和化学腐蚀反应也会出现。

二、化工设备换热器的腐蚀的预防策略

（一）对化工换热器材质进行合理选择

化工换热器选择过程中，需要严格参照化工生产类型，将具有较强抗腐蚀性能的换热器作为首选，由此提升换热器的使用时间。在对换热器制造时，可以重点考虑材料的耐腐蚀性，如合金钢耐腐蚀性较强，所以可以作为制作过程中的重要材料。

（二）换热器内部的防腐处理措施

设备内部是换热器腐蚀发生较多的地方，所以，换热器内部的防腐处理至关重要，可以以原有结构为基础，在换热器组件上进行增加防腐涂层的处理，从而使换热器组件耐腐蚀性得到充分提升。换热器内部防腐层的设置从本质来讲也就是通过隔膜的设置将换热器金属表面与热交换介质之间隔离开来，既防止了两者之间的接触，又能够充分提高内部抗腐蚀能力，使用寿命也将显著提升。近年来，随着我国防腐工艺技术的不断发展，防腐涂料也呈现了多元化发展的特征，围绕换热器进行防腐处理的过程中，要结合实际需求对防腐材料进行针对性的选择。从金属涂层工艺来讲，常见的有蒸汽镀、电镀;从无机涂层工艺角度来讲，主要有喷涂和化学转化。无论是选择涂层还是涂覆工艺时，都要将涂层完全覆盖住换热器作为着重强调的内容，只有这样才能实现充分隔离，规避电偶反应的发生，减少换热器金属表面腐蚀情况的发生。

换热器防腐涂层涂覆过程需要对下述几点进行重点关注：第一，应高质量完成涂层的涂覆工作，一来要确保涂层的完全覆盖，检查是否存在漏点和裂纹的情况，二来还要看涂覆完毕后表面是否光滑与平整。第二，针对需要进行多种防腐涂层处理的换热器，每层涂覆质量和均匀性都要得到保证，另外，还需要针对涂层厚度进行控制，一般在20-30μm之间。第三，在充分了解涂层性质的基础上对涂层进行烘干，具体来讲，首先，应进行预热，预热温度以不低于70℃且不高于90℃为宜，预热时间不超过30分钟;其次将烘干温度调整到最佳，即160℃，设置1-2小时的烘干时间，最后通过静置的方式使其自然冷却。

（三）提高化工生产技术

想要有效预防换热器腐蚀，还应以现有化工生产工艺为基础对其进行优化，提升化工生产过程的规范性和生产水平，由此控制因热交换介质而出现的腐蚀性物质含量，这也是有效降低因水中沉积物出现而发生腐蚀现象的重要措施。针对换热器热交换介质也要进行科学处理，尽量将溶解氧的含量控制在最低，从而规避与换热器组件发生氧化反应而遭到腐蚀。另外，还要注重换热器的维护与保养工作，一方面要對换热器运行状态进行严格检查，仔细查看换热器内部循环水的流速是否正常，另一方面还要定期换水，及时冲洗换热器内部，保证其水质干净，减少沉积物堆积，从而降低因沉积物导致的电化学腐蚀的发生。

结束语

总而言之，化工设备换热器的作用不言而喻，与化工企业生产效益息息相关。一旦换热器存在腐蚀问题，会对其使用寿命和性能产生直接影响。故而应该重视对化工设备换热器腐蚀问题的研究，并总结出切实可行的防腐方案，更好的提升化工企业经济效益。

参考文献

[1]任大为.化工设备换热器的腐蚀原因分析及预防[J].山西化工，2020，40（04）：152-153+156.

[2]刘广厦.换热器常见腐蚀问题分析及防腐蚀探究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（23）：170-172.

[3]张海勇.化工设备换热器的常见问题及处理[J].化工管理，2019（25）：182-183.