变换工序换热器腐蚀及防护

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变换工序换热器的腐蚀及防护

变换工序换热器的腐蚀及防护

变换工序换热器的腐蚀及防护在化工、石油、能源等行业中,换热器是一种重要的设备,主要用于物料的加热、冷却、蒸发等操作,其工作条件常受到高温、高压、腐蚀等环境因素的影响。

特别是在变换工序中,换热器的腐蚀问题更为突出。

本文将介绍变换工序换热器的腐蚀形式和防护措施。

腐蚀形式海水堵塞腐蚀当换热器中使用的冷却水为海水时,海虫、海草等生物会滋生并附着在管壳内壁上,从而形成海水堵塞层,增加了换热器中流体的阻力,并加速了管壳的腐蚀。

此外,海水中的氧化物、盐类等物质也会对管壳造成腐蚀影响。

内部结垢腐蚀冷却水中的杂质、离子等物质容易在管内壁上结晶,形成结垢。

结垢不仅增加了管壳的阻力,影响换热器的工作效率,而且结垢层容易积累沉淀物,从而加速管壳的腐蚀速度。

腐蚀介质的影响换热器中涉及到的化学介质也会对管壳的腐蚀造成影响。

一些化学介质具有强腐蚀性,比如含有酸、碱、氯、氧化剂等成分的介质,易腐蚀管壳。

此外,温度、流速等因素也会对介质的腐蚀影响产生重要作用。

防护措施材质选用钛合金、不锈钢等耐腐蚀材料的使用可以有效减缓换热器的腐蚀速度,并提高其使用寿命。

同时,选用合适的材料还可以避免内部产生结垢、生物堵塞等问题。

物料处理对于海水冷却的换热器,可以采用增加循环水量、增加洗净净化器次数等方法来预防海物堵塞层形成。

对于含有杂质的介质,可以采取过滤、沉淀等物料处理方法。

附加屏障将防护性涂层或附加屏障于管壳表面可有效预防介质对换热器的腐蚀。

一些现代化的涂层技术,如电镀、喷涂、静电喷涂等,作为化学、物理双重防腐层,能够形成有机底涂、中间涂及表面涂的防腐涂层。

管壳维护定期清洗管道壳体,具有长期的维修保养策略,可以大大减缓管道腐蚀速度,提高管道的使用寿命。

在现代化维护中引入新型检测技术,如非接触式检测、张力维持等,坚持维修策略中的“以人为本”,努力打造维护战略。

结论变换工序换热器的腐蚀和防护问题是常见的技术难点。

只要采取合适的防护措施,可以在一定程度上减缓腐蚀速度,并提高其运行寿命,从而实现更加高效稳定的生产。

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策换热器是化工生产中常见的设备,其作用是将两种介质进行热量交换,常见的换热器包括管壳式换热器、板式换热器等。

而在工业生产过程中,换热器的腐蚀问题一直是影响设备寿命和安全生产的重要因素。

本文将针对换热器腐蚀问题进行分析,并提出相应的工艺对策,以期提高设备的使用寿命和安全性。

一、换热器腐蚀分析1. 腐蚀原因换热器腐蚀的原因多种多样,主要包括介质腐蚀、金属材料本身的腐蚀以及工艺操作不当引起的腐蚀等。

介质腐蚀是换热器腐蚀的主要原因之一,介质的PH值、含盐量、溶解氧等因素都会导致介质对金属材料的腐蚀。

而金属材料本身的腐蚀也是一个重要因素,不同的金属材料对不同的介质都有不同的耐腐蚀性能。

工艺操作不当也会引起换热器的腐蚀,比如长时间的停机、温度变化过大、流体速度过快等都可能导致换热器的腐蚀。

2. 腐蚀类型根据腐蚀的表面特征和病程,换热器腐蚀可以分为局部腐蚀和均匀腐蚀。

局部腐蚀主要是由于原料液体在介质侵蚀下,金属表面的局部破坏;均匀腐蚀则是由于原料液体对金属表面的整体侵蚀。

还有一些特殊的腐蚀类型,比如应力腐蚀、疲劳腐蚀等。

3. 腐蚀严重性换热器腐蚀严重性是判断腐蚀问题的重要标志之一,腐蚀严重会导致换热器的损坏,甚至造成泄漏等严重后果。

由于腐蚀问题的严重性,因此必须制定相应的防腐策略。

二、换热器腐蚀的工艺对策1. 选用耐腐蚀的材料换热器的材料是影响其耐腐蚀性能的重要因素之一。

在选择换热器材料时,要根据介质的化学性质、PH值、温度、流速等因素进行合理的材料选择。

通常情况下,选择耐腐蚀性能好的材料,比如不锈钢、镍基合金等,可以有效提高换热器的抗腐蚀能力。

2. 精细设计和加工换热器的设计和加工是另一个影响其耐腐蚀性能的重要因素。

在设计和加工过程中,要注意减小金属表面的表面粗糙度,避免死角、焊渣、铲焊等现象的出现,以减少介质在换热器表面的滞留时间和对金属表面的侵蚀。

3. 控制介质的PH值和氧化性控制介质的PH值和氧化性是减少腐蚀的重要手段之一。

浅析换热设备腐蚀结垢与防护措施

浅析换热设备腐蚀结垢与防护措施

浅析换热设备腐蚀结垢与防护措施摘要:换热设备作为能量传递的基础,对工业生产有着重要影响。

在生产运行过程中,由于介质腐蚀、冲蚀、积垢、结垢等原因,造成换热设备的腐蚀结垢,使换热能力下降,换热效率降低,甚至损坏设备。

本文对换热设备腐蚀结垢的机理及原因进行了分析,并结合生产运行中出现的腐蚀结垢问题,提出防护措施建议。

关键词:换热设备腐蚀结垢防护措施换热设备是工业生产的重要设备,在石油、化工、动力、能源、冶金、航空、车辆、制冷和食品等领域被广泛使用,是保证加工过程正常顺利运行不可缺少的关键设备之一,也是重要的节能设备。

管壳式换热器是化工生产中应用最广泛的一种换热设备,其结构简单,坚固,制造容易,材料范围广泛,处理能力可变范围大,适应性强。

一、典型腐蚀形态及腐蚀机理1.硫化物腐蚀形态及机理硫的质量分数在0.5%以下时腐蚀性较弱,在0.5~1.0%时腐蚀性增强。

不同介质所产生的腐蚀形态也不同,可分为高温硫腐蚀和低温硫腐蚀。

常见的一些硫化物的腐蚀性有如下规律:二硫化物>烷基硫>硫化氢>硫醇>元素硫和噻吩。

低温湿H2S-HCN-HCI-H2O腐蚀是碳钢在碱性含硫介质中所发生的。

腐蚀过程包括以下两个方面:在金属与腐蚀产物膜的界面处存在钢氧化的电荷转移阻力;Fe2+与H0通过腐蚀产物膜进行扩散的过程。

这两个方面在腐蚀过程中是相互促进的。

2.局部腐蚀形态及机理金属的局部腐蚀包括坑蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂等。

在钝化金属和合金的坑蚀过程中,由于局部金属的溶解导致了空穴在钝化的表面区域形成。

为了进一步了解金属坑蚀的敏感性,常利用电化学方法对其进行研究。

通过铁在硫酸溶液中的腐蚀-钝化过程,可以证明金属坑蚀过程中钝化膜破裂的非线性动力学现象,这种现象与坑蚀产生的机理和动力学密切相关。

二、换热设备结垢及产生的危害1.换热设备结垢的危害污垢是指在换热面上沉积的一层固态物质。

换热设备结垢是传热中较难解决的问题之一,其结果可以导致传热效率下降,严重时可以造成换热管的完全堵塞和生产过程的非计划停产与维修,给工厂带来巨大的经济损失。

变换工序换热器的腐蚀及防护实用版

变换工序换热器的腐蚀及防护实用版

YF-ED-J3302可按资料类型定义编号变换工序换热器的腐蚀及防护实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.(示范文稿)二零XX年XX月XX日变换工序换热器的腐蚀及防护实用版提示:该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密,并有很强可操作性的计划,在进行中紧扣进度,实现最大程度完成与接近最初目标。

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我厂合成氨采用加压变换工艺,工作压力1.2MPa,第一热交换器(以下简称为甲交)前后的流程大致为:半水煤气经由饱和塔与热水直接接触被加热、加湿,然后仅通过混合器添加部分过热蒸汽便直接进入甲交下封头,再经管内与管间的热变换气间接换热,流程中出饱和塔的被加热、加湿的半水煤气未经气水分离。

1985年在进行25kt/a合成氨改扩时,新增1台不锈钢芯甲交。

该甲交于1999年因下部壳体(壳程走经变换炉转化后的高热、高湿的变换气)腐蚀而退出运行,但不锈钢芯却完好如初。

依据电化学原理,这是个典型的电化学腐蚀中的电偶腐蚀,即活泼的碳钢壳体被腐蚀,腐蚀部位在壳体(筒体)下部,即降温后变换气出口。

当操作过程中因追求过高的CO变换率而添加过量的蒸汽及变换炉Ⅱ、Ⅲ段的冷激水气化后的蒸汽因降温的作用,便完全可能使变换气温度在甲交下部低于露点,介质中H2S、CO2等酸性组分和残余的O2就为电化腐蚀提供了条件,从而形成酸性电池,并产生化学腐蚀。

1999年重新更换了1台同型号同材料的甲交,20xx年10月因管束和管板(其材质均为1Cr18Ni9Ti)遭腐蚀而无法继续运行,腐蚀部位在下管板及管束下部。

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策换热器是工业中常用的设备之一,广泛应用于化工、石油、能源等领域。

由于介质的腐蚀性质不同,换热器往往容易受到腐蚀影响而导致设备的损坏。

进行换热器腐蚀分析并采取相应的工艺对策是非常重要的。

换热器的腐蚀问题仍然是工程技术中一个棘手而又关注度较高的问题。

腐蚀问题一直是换热器设计和运行中的一大挑战,这是由于工况的复杂性、介质的不同性以及换热器材料的选择等多方面因素共同造成的。

在进行换热器腐蚀分析时,首先需要了解介质的腐蚀性质,包括介质的酸碱度、温度、速度和流动状态等。

然后需要对材料的腐蚀性能进行评估,选择合适的材料来抵抗腐蚀。

还需要分析介质对换热器的影响,了解介质对换热器壁面的腐蚀程度,以及介质中可能存在的腐蚀产物和沉淀物对换热器的影响。

在工艺对策方面,可以从材料选择、改进设备结构以及采取防腐措施等多个方面进行。

在材料选择方面,可以选择耐腐蚀性能较好的材料来制造换热器,如不锈钢、钛合金等。

在设备结构方面,可以优化流体的流动状态,减少局部流速过高或过低的区域,避免产生腐蚀倾向。

可以考虑采用层叠式结构,增加管板间的流体交叉,提高介质的流动均匀性。

还可以加强设备的防护措施,如加装防腐层、防腐涂料等,从而有效地减少腐蚀的发生。

定期进行换热器的维护和检修也是非常关键的。

定期清洗换热器内部的沉积物和结垢,避免堵塞和积垢加剧腐蚀的可能性。

定期检查换热器的密封性能,避免泄漏情况的发生。

如果需要更换换热器材料,应选用的新材料要经过充分的实验和测试,确保其耐腐蚀性能能够满足工艺要求。

换热器腐蚀分析及工艺对策是保证换热器安全运行的重要环节。

通过对介质和材料腐蚀性质的评估,采取合适的工艺对策,可以有效地降低换热器的腐蚀程度,延长设备的使用寿命,提高工艺的稳定性和可靠性。

这需要设计、工艺、材料等多个领域的协同合作,提高设备的抗腐蚀性能,减少设备的腐蚀损坏。

换热器腐蚀及防护分析

换热器腐蚀及防护分析
二是采用超声波清洗技术。超声波清洗是利用超声波在液体中产生每秒数十万次振动形成空化作用将液体振碎成大量微小气泡,这些气泡在连续波的作用下反复收缩膨胀并互相碰撞后产生约100个大气压的强大冲击力,从而使被清洗物上的污垢被乳化、分散、脱离达到清洗的目的。由于超声波的作用是发生在整个液体内部,被清洗物只能与液体接触的表面都能被彻底清洗干净,特别适合用清洗形状复杂夹缝多,不能用硬物洗擦的光洁或脆弱的物件,因此用超声波清洗速度快,质量好。
2)对现场的阀门,尤其是使用时间较长且只能在检修期间可以更换的阀门,全部进行了更换。同时针对不同的介质,选择了不同材质及不同类型的阀门。
4.结论:
从上面的分析可以看出,我们应采取以下几种措施:
1)加强对水冷换热器的监护,做好更新部分换热器的准备。
2)加强对现场阀门的管理。
3)加强不同类型阀门的操作规范。
阀门带病运行严重:
阀门主要用来接通或截断管路中的介质,对阀门的操作,是现场操作的主要内容。然而,一般来说,阀门并不象设备那样受到重视。
一般来说,阀门主要存在以下几种问题:
故障现象
故障原因
故障处理
外漏
1.填料函没压紧
2.金属密封环没压紧或损坏
1.压紧填料函或增加填料数量
2.平衡紧固法兰螺母或更换金属密封环
在处理中可以看出现场的相当一部分阀门(尤其是蝶阀)存在着不同程度的问题。
目前现场使用的阀门,有相当一部分分为开车时安装的,使用时间超过10年,因此,在现场操作中出现了很多问题,如U-FB105B出口阀,E-FF402B物料进口阀的故障等,说明了阀门问题的严重性。
3.处理过程及措施:
1)由于条件的限制,检修期间对水冷换热器内漏的换热管进行了堵塞。
专题名称:换热器腐蚀及防护分析

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策换热器是化工、石油、电力等行业中常用的设备,其主要作用是将两种介质的热量传递给另一种介质,以达到加热或冷却的目的。

在长期使用过程中,换热器容易出现腐蚀问题,严重影响其传热效率和使用寿命。

对换热器的腐蚀分析及工艺对策是非常重要的。

一、腐蚀类型分析1. 流体腐蚀流体腐蚀是换热器腐蚀的主要类型之一。

当换热器内介质中存在酸、碱、盐等腐蚀性成分时,会对换热器材料产生腐蚀作用。

特别是在高温、高压和流速快的情况下,腐蚀情况更加严重。

流体腐蚀会导致换热器内壁出现腐蚀坑、厚度减薄等现象,影响传热效果。

2. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指在材料表面形成阳极和阴极区域,在外加电场的作用下,阳极区域发生阳极溶解,产生金属离子,而阴极区域则发生还原反应,从而引起金属材料的腐蚀。

在一些特定条件下,电化学腐蚀是换热器腐蚀的重要原因之一。

3. 化学腐蚀化学腐蚀是指在介质中存在一些具有强氧化性、还原性或其它活性的化学物质,它们对金属材料进行化学反应,从而引起腐蚀。

常见的化学腐蚀因素有氧化剂、还原剂、氯化物、硫化物等。

二、腐蚀的危害1. 降低传热效率腐蚀会导致换热器内壁产生腐蚀坑、厚度减薄等问题,这些问题会使得换热器的传热效率大大降低,从而影响设备的正常运行。

2. 减少使用寿命腐蚀会对换热器的材料造成损害,导致设备的使用寿命大大缩短,增加了设备的维护成本和更换成本。

3. 安全隐患腐蚀会使得换热器内部材料变薄,严重时会导致材料破裂,从而造成介质泄漏,对设备和人员安全带来严重威胁。

三、腐蚀的原因分析1. 材料选择不当换热器材料的选择不当是导致换热器腐蚀的一个重要原因。

不同的介质对材料的要求也不同,如果选择的材料不能满足介质的腐蚀性,就会导致腐蚀问题。

2. 操作条件不当操作条件不当是导致换热器腐蚀的另一个重要原因。

包括介质的温度、压力、流速等操作条件,都会影响腐蚀的情况。

3. 设计不合理换热器的设计不合理也是导致腐蚀问题产生的原因之一。

换热器的腐蚀与防护措施

换热器的腐蚀与防护措施

换热器的腐蚀与防护措施腐蚀特征换热器的主要腐蚀部位是管子、管子与管板连接处及壳体。

1)管子的腐蚀管子的腐蚀有全面腐蚀与局部腐蚀两种。

全面腐蚀减薄时,寿命可以预测,局部腐蚀减薄如下图离管子入口端40~50mm处的管端腐蚀是最容易发生的,这与入口介质的涡流磨损与腐蚀共存有关,管子内侧有残留物堆积或粘着也易产生点腐蚀。

2)管子与管板连接处的腐蚀腐蚀主要分布在管板边、管板孔与管子之间的缝隙区,对单纯的强度胀接,会产生应力腐蚀裂纹。

3)壳体的腐蚀壳体及其附件完全是焊接结构,因此焊缝及热影响区易发生腐蚀、裂纹,特别是处理腐蚀性介质时,由于焊接质量不好更容易发生。

当壳体材质与折流板材质的电解电位不同,折流板材质的电位高于壳体,且壳侧介质为电解质时,壳体内侧因此受电化学腐蚀,尤其当电解质是含离子化合物的水时腐蚀更剧烈。

这种腐蚀易发生在卧式换热器的下部,如下图所示。

防止此类腐蚀的方法:(1)壳程为电解质时,应避免选用不同电解电位材质的折流板;(2)在已制成的换热器中有折流板对壳体的电化学腐蚀,要做到定期检查,折流板部分的壳体要重点检查;(3)对已造成的壳体减薄,检修时对减薄部分堆焊;(4)壳体外侧进行补强;(5)对必须采用高电位折流板的壳体内侧应作贴衬处理。

防腐蚀措施防止换热器腐蚀的最根本的方法是采用能耐介质腐蚀的金属和非金属材料,或采取有效的防腐蚀措施。

1)金属隔离层在换热器与腐蚀介质接触的表面,通过一定的方法覆盖上一层耐腐蚀性较强的金属或合金,隔绝腐蚀介质与换热器的表面接触,常用的方法有衬里、金属堆焊、复合板、复合管和金属喷涂、渗金属等。

2)涂料保护在换热器与腐蚀介质接触的表面,通过一定的涂覆方法,覆盖上一层耐腐蚀的涂料保护层,以避免与腐蚀介质直接接触,这是一种最经济有效的方法。

对防腐涂料的要求有以下三点:(1)涂层要有较好的耐蚀性。

涂料所形成的涂层,在接触各种酸、碱、盐、工业污水和污染大气等腐蚀介质时,应比较稳定,涂层既不能被腐蚀所溶解、溶胀或分解,也不能与介质起化学反应生成新的有害物质。

换热器的腐蚀与防护

换热器的腐蚀与防护

换热器是一种 广泛使用 的_艺设 备 , 丁 在炼油 、 化工行业 中是 主要 的工艺设备之一 , 通常采用工业水做换热介质 , 由于腐蚀 等 原 因 , 常 会 产 生 内 部 泄 漏 , 成 水 质 或 产 品 污 染 , 响 换 热 效 常 造 影 果 , 重 威 胁 生 产 正 常 进 行 。对 换 热 器进 行 防 腐 问题 的 研 究 , 严 防 止换 热器过早损坏 , 因腐蚀而 引起的资源浪费 , 降低 减少不必要 的停产 以及 因此 而引起 的产 品损失 等都有着 重要 的意义 , 同时 也为装置检修决策提供 依据 , 是装 置安 、 、 、 、 稳 长 满 优运行 的重 要保证 。
绍 了换 热器 的主要腐蚀类 型, 出孔蚀 、 指 应力腐蚀是破坏换热器 的主要原 因, 并从设计 、 制造 、 操作 、 维修及水处理等方面探讨 了防止 换热器腐蚀 的一些措施 。
关键词 : 换热器; ; 腐蚀 防护措施
Co r so nd Pr t c i n o a c a g r r o i n a o e t f He tEx h n e s o
Ab ta t sr c :He t x h n e ,d e t or so n t e e s n ,o e a n i tr a e k,w u d ma e wae o . a c a g r u o c ro in a d oh r ra o s f n h d a n e n l a e t l o l k trc n tmi ain o f c h f c fh a r n f r h c e o s f ee h o ma r d cin h i or so p f a n t r a e t e e e to e t a se ,w i h s r u l e e t d t e n r l o u t .T e man c ro in t e o o t t i y p o y

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策一、引言换热器在化工、石化、发电等领域广泛应用,其工作过程中往往受到各种腐蚀性介质的侵蚀,导致设备性能下降,甚至出现泄漏等安全隐患。

换热器腐蚀分析及工艺对策成为了工程技术领域的重要研究课题。

二、换热器腐蚀类型及原因分析1. 腐蚀类型换热器在工作过程中主要遭受的腐蚀类型包括:盐水腐蚀、酸碱腐蚀、渣腐蚀、电化学腐蚀等。

这些腐蚀类型会导致不同形式的腐蚀损害,例如表面腐蚀、穿孔腐蚀、应力腐蚀开裂等。

2. 腐蚀原因换热器腐蚀的原因主要包括介质腐蚀性、工艺条件、材料选择、设备设计等因素。

蒸汽换热器在长时间运行中,受到水汽侵蚀会产生腐蚀,而在化工生产中,酸、碱、盐、溶剂等腐蚀性介质也会对换热器造成不同程度的侵蚀。

1. 目视检查目视检查是最基本的腐蚀分析方法之一,通过对换热器表面进行观察,发现腐蚀迹象和痕迹,可以初步判断设备的腐蚀情况。

2. 金相显微镜观察金相显微镜观察可以对换热器的材料结构和组织进行分析,进一步了解腐蚀的程度和腐蚀类型,为后续的腐蚀对策提供必要的信息。

3. 材料化学分析对受腐蚀的材料进行化学成分分析,可以了解腐蚀介质对不同材料的影响,为换热器材料的选择和改进提供参考依据。

四、换热器腐蚀工艺对策1. 材料选择针对不同的腐蚀介质,选择合适的换热器材料尤为重要。

对于酸碱腐蚀环境,可以选择耐酸碱材料,对于高温高压蒸汽环境,可以选择耐高温材料。

2. 表面处理通过对换热器表面进行防护处理,如喷涂耐蚀涂料、进行镀锌、镀镍等表面处理工艺,可以有效延缓腐蚀的发展。

3. 设备设计改进优化换热器的设计结构,增加腐蚀抵抗性能,如增加设备壁厚、改进流体动态性,增加防腐蚀涂层等。

4. 维护保养定期对换热器进行清洗、防腐蚀涂层修补、脱盐水处理等维护保养工作,可以有效延长设备的使用寿命。

五、结论换热器腐蚀是一项复杂的工程问题,需要多方面的技术手段和工艺手段来解决。

通过对腐蚀类型和原因的分析,制定科学的工艺对策,可以有效降低换热器的腐蚀风险,保障设备的正常运行和安全稳定。

换热器的腐蚀与防护.

换热器的腐蚀与防护.

六、防腐方法
• 黄铜脱锌 • 1、降低介质的腐蚀性或阴极保护; 2、 使用脱锌敏感性小的合金。。
六、防腐方法
• • • • • • 冲刷腐蚀 1、合理选材; 2、改善设计; 3、在承受冲刷的地方 焊一层覆盖层; 4、阴 • • 应力腐蚀破裂 1、使拉应力降至临界值以下, 或改变应力方向; 2、材料进行削除应力热处理; 3、严格控制腐蚀环境, 去除介质中有害物质; 4、选用适当的材料或在该使用条件下耐SCC 的材料; 5、加缓蚀剂
四、冷却介质对金属腐蚀的影响
• 4 pH 值 • 钢在pH > 11 的水中腐蚀较小, pH < 7 时腐蚀增大。
• 5 离子的影响 • 氯离子可以破坏不锈钢等钝化金属的表面, 诱发孔蚀或 SCC。 • 6 垢的影响 • 淡水中的CaCO 3 垢。CaCO 3 垢层对传热不利,但是有 利于防止腐蚀。

一、换热器的用材的选择
换热器管子材料有不锈钢, 铜镍合金, 镍 基合金, 钛和锆合金等, 除了工业上不能 使用焊接管的情况以外都使用了焊接管, 耐蚀材料仅用于管程, 壳程材料是碳钢。
二、换热器的金属腐蚀
• 2. 1 金属腐蚀的原理 • 金属腐蚀是指在周围介质的化学或电化 学的作用下, 经常是物理、机械或生物学 因素的共同作用下金属产生的破坏, 也即 金属在它所处环境的作用下所产生的破 坏。
三、换热器几种常见的腐蚀破坏类型
• 四、孔蚀 • 集中在金属表面个别小点上深度较大的腐蚀称 • 为孔蚀, 或称小孔腐蚀、点蚀。 • 五、缝隙腐蚀 • 在金属表面的缝隙和被覆盖的部位会产生剧烈 • 的缝隙腐蚀。 • 六、冲刷腐蚀 • 冲刷腐蚀是由于介质和金属表面之间的相对运 • 动而使腐蚀过程加速的一种腐蚀。
四、冷却介质对金属腐蚀的影响

换热器常见腐蚀问题及防范措施

换热器常见腐蚀问题及防范措施

换热器常见腐蚀问题及防范措施摘要:换热器在石油化工、煤化工乃至炼油产业中都具备极为重要的系统设置地位。

不同工作环境下的换热器存在不同的设计方案,为了满足不同的工作需求换热器所应用的结构材料也存在一定的差异性。

导致换热器常常发生应用故障的主要问题就是腐蚀,大多数换热器损坏的原因都是由于腐蚀因素引发,为了有效延长换热器的使用寿命,强化换热器的使用效率,妥善解决、防范换热器腐蚀问题,是化工产业亟待解决的重要问题。

关键词:换热器;腐蚀;防范一、换热器常见腐蚀问题1.1电化学腐蚀问题换热管内的流体流动过程中,由于流体流动速度的不均匀性,导致在部分情况下流体并不会产生流动,甚至会产生一定的沉积物。

换热管中沉积物的长期累积,随着管内流体流向金属表面,将会在金属表面形成马蹄形状的凹槽。

由于换热器的腐蚀情况是连续性、不均匀性,因此换热管缝内外的沉积物含量存在一定的差异性,继而出现电化学腐蚀问题。

无论是电化学产生阴极发生反应或是阳极发生反应,都会给换热器带来腐蚀问题。

电化学产生阳性反应时,将会逐步溶解周边金属,电化学产生阴极还原反应时,换热器中的周边物质将会被还原成为中性或是碱性的溶液。

一旦由于电化学反应出现腐蚀产物,将会打破散热器缝内外的化学成分平衡性,继而带来严重性的腐蚀问题。

1.2髙温氢损伤腐蚀问题在高温、高压的环境背景下,一旦氢气发生扩散问题,进入钢材的内部,将会与钢材内部的不稳定碳化物产生化学反应,继而产生甲烷等气体,大大影响钢材的碳含量,应钢材本身的材料硬度。

同时甲烷气体未能从钢材中脱离出来,将会在晶界以及周边的空隙中聚集起来,一旦处于高温、高压环境状态下,甲烷聚集区域的钢材表面将会出现微小的裂缝及鼓包,钢材的延伸性以及钢材硬度将会大打折扣。

随着钢材碳元素的逐步流失,钢材本身的应用性能将会逐步下降,钢材的表面将会出现大量的缝隙。

二、换热器腐蚀问题防范策略2.1灵活应用涂抹防腐物质对于换热器的易腐蚀区域涂抹有效的耐磨腐蚀物质,继而增加换热器的腐蚀防范能力。

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策换热器作为工业生产中常用的热交换设备,承担着热能传递的重要任务。

由于长期使用以及介质的腐蚀作用等因素,换热器往往容易出现腐蚀现象,影响其正常运行和使用寿命。

本文将对换热器腐蚀现象进行分析,并提出相应的工艺对策,以期减少腐蚀对换热器的影响,延长其使用寿命。

一、换热器腐蚀现象分析1. 腐蚀类型及原因换热器腐蚀主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀、水侵蚀和高温氧化等多种类型。

化学腐蚀是指介质中腐蚀物质直接作用于金属表面,破坏金属结构;电化学腐蚀是指金属表面与介质形成电化学反应而引起腐蚀;水侵蚀是指水在高速流动状态下对金属表面造成冲刷和侵蚀;高温氧化是指金属在高温环境下与氧气发生氧化反应。

这些腐蚀类型的产生,主要是由于换热介质的成分、温度、压力等因素,以及金属材料的选择、表面处理不当等原因所致。

2. 腐蚀对换热器的影响换热器在使用过程中,如果发生腐蚀现象,会导致以下几方面的问题。

腐蚀会降低换热器的传热效率,影响其正常工作;腐蚀会破坏换热器的金属结构,导致泄漏和渗漏的发生;腐蚀还会缩短换热器的使用寿命,增加维护和更换的成本。

二、工艺对策探讨针对换热器腐蚀现象,可以采取以下工艺对策来减少腐蚀对换热器的影响,延长其使用寿命。

1. 材料选择在设计和选型换热器时,应根据介质的特性和使用环境选择适当的材料。

对于易于腐蚀的介质,可以选择耐腐蚀的材料,如不锈钢、镍合金等,以提高其抗腐蚀能力。

2. 表面处理金属材料的表面处理对于减少腐蚀具有重要意义。

可以采用镀层、氧化处理等方法,增加金属表面的抗腐蚀性能,延长其使用寿命。

3. 流体调节在实际使用中,可以通过调节介质的流速、温度、PH值等参数,控制腐蚀的发生。

在可能的情况下,尽量避免介质的酸碱性改变和高温高压的状态。

4. 防腐涂层在换热器的内部和外部涂覆防腐涂层,以提高其抗腐蚀能力。

选择合适的防腐涂料,可以使换热器在恶劣环境下具有更长的使用寿命。

5. 定期维护三、结语换热器腐蚀是工业生产中常见的问题,对其进行有效的分析和处理,对于延长其使用寿命和提高工作效率具有重要的意义。

换热器的防腐蚀措施

换热器的防腐蚀措施

换热器的防腐蚀措施换热器作为重要的工业设备,其运行环境一般都是十分恶劣的,特别是在化工、冶金、能源等行业中的应用,由于工艺液物质的酸碱度、温度、高压气氛等原因,换热器的材质和内部外表易被腐蚀和硫化。

因此,在使用换热器的时候,需要进行防腐蚀措施,防止其损坏或导致环境事故。

一、防腐蚀材料防腐蚀材料通常指作为换热器内部介质的材料,包括有机涂料、无机涂料、橡胶衬里、玻璃衬里、陶瓷衬里等。

有机涂料和无机涂料适用于高温腐蚀系数低的工况环境,橡胶、玻璃、陶瓷等衬里主要适用于高酸碱度,高温、高压、高腐蚀系数的工况环境。

1. 有机涂料有机涂料的防腐蚀性能主要取决于其基体树脂的性质和性质调整剂的配比。

常用的有机涂料有酚醛涂料、环氧涂料、聚酯涂料、氨基漆、硅酮涂料等,涂料选择方面应根据具体工况进行考虑。

有机涂料的优点是成本较低,施工方便,但抗腐蚀能力较弱。

2. 无机涂料无机涂料由于其化学结构的稳定,具有良好的耐腐蚀性能,是一种防腐蚀材料的优质选择。

常用于无机涂料有耐酸涂料、耐碱涂料、耐盐水涂料等,涂料的厚度应足够厚以形成一个稳定的物理屏障,以对抗外部腐蚀性因素。

无机涂料的缺点是施工较为繁琐,成本较高。

3. 衬里材料橡胶、玻璃、陶瓷等衬里材料具有很强的耐腐蚀抗氧化性能,隔绝了工作介质与金属板之间的接触。

衬里材料的应用具有广泛性,可适用于多种环境推测的腐蚀环境,但它的缺点是仅适用于类似于液体、溶液等介质,不能应用于强腐蚀性气体的防腐。

二、防腐蚀措施1. 阳极保护阳极保护是一种靠劣于金属自身的物质(即锌、铝、镁等)被电化学氧化而保护金属不被腐蚀的方法。

阴极保护通常是在换热器内或外壳表面制造特殊的电场,使金属板处于电位较低的场中,保证金属板在强腐蚀性环境中的安全性。

2. 阴极保护阴极保护是将一种电负性较高的物质作为暂态阳极,在金属板的表面形成一层氧化膜,保护金属不被腐蚀的方法。

阴极保护通常需要通过电机和电极制造电场,保证金属板不和工艺液接触,并且保证金属板在强腐蚀性环境中的耐蚀性。

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策
换热器是一种广泛应用于化工、石化、电力、冶金等各个领域的重要设备。

然而,由于多种原因,换热器在长期运行过程中容易发生腐蚀现象,导致设备效率降低,安全隐患增加,甚至出现停工检修的情况。

因此,对换热器的腐蚀问题进行深入分析,并采取相应的工艺对策,对于提高其运行效率和寿命意义重大。

换热器腐蚀的原因主要有以下几个方面。

1.介质腐蚀
换热器中流体介质的化学成分和性质是影响设备腐蚀程度的主要因素。

例如,含有酸性物质、氯离子等的溶液会对不锈钢等材料产生腐蚀作用。

2.局部缺陷
换热器中存在一些局部缺陷,例如焊接处的裂纹、薄弱点等,容易成为腐蚀点,进而引发整个设备的腐蚀问题。

3.操作不当
换热器在运行中,如果操作不当,例如介质参数控制不当、清洗不彻底等,也会导致换热器出现腐蚀。

因此,针对不同的腐蚀原因,需要采取不同的工艺对策。

1.选用合适的材料
在设计和选型过程中,应根据介质特性和工作条件选择合适的材料。

例如,对于酸性溶液等介质,应选用抗酸性较好的材料,如不锈钢等。

2.控制介质参数
通过控制介质的参数,例如PH值、温度等,可以降低腐蚀的发生。

对于一些容易被腐蚀的设备,可以考虑采取缓蚀剂等方法进行保护。

3.加强设备维护
定期对设备进行清洁和检查,及时发现和处理设备的局部腐蚀问题,也是避免设备腐蚀的重要手段。

综上所述,针对不同的腐蚀原因,采取不同的工艺对策,是有效地保护换热器,延长其使用寿命的关键。

在各个领域中的使用,都要根据当地的实际情况进行分析,并采取相应的工艺措施,确保设备安全、效率和稳定运行。

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策

换热器腐蚀分析及工艺对策换热器是一种用于传递热量的设备,广泛应用于化工、石油、电力、制药等领域。

由于工作环境的复杂性,换热器在运行过程中很容易受到腐蚀的影响,导致设备性能下降甚至发生故障。

换热器腐蚀分析及工艺对策变得至关重要。

一、换热器腐蚀形式及原因分析1. 腐蚀形式换热器腐蚀主要表现为普通腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、点蚀腐蚀等。

普通腐蚀是最为常见的形式,主要是由于介质中的腐蚀性物质对金属表面的侵蚀所致。

而缝隙腐蚀则是由于缝隙处的氧化物聚集导致局部腐蚀,容易造成设备的破损。

应力腐蚀主要是由于金属在受到应力的作用下,与介质发生电化学反应而引起的腐蚀。

点蚀腐蚀则是由于介质中存在局部腐蚀性物质而引起的。

2. 腐蚀原因换热器的腐蚀主要受到介质的影响,介质中含有酸碱性物质、氯化物、含氧物质等都会对金属表面产生腐蚀。

温度、压力、流速、金属质量等因素也会对腐蚀产生影响。

金属材料的选择、设备的设计、制造工艺等也与腐蚀现象密切相关。

二、换热器腐蚀防护方法1. 材料选择在设计和制造换热器时,应根据介质的腐蚀性质选择适合的材料。

如对于酸性介质,可以选择不锈钢或镍基合金材料;对于氯化物介质,应选择耐蚀钢材料。

根据介质的腐蚀性质和工作条件,还可以选择有机高分子材料或复合材料。

2. 表面涂层在金属表面涂覆保护性的防腐蚀涂层能有效地减缓腐蚀的发生。

可采用喷涂、镀层、覆盖涂层等方法进行表面处理,以增强金属的抗腐蚀性能。

3. 设备设计在换热器的设计过程中,应考虑介质流动状态、流速、流动方向等因素,采取合理的设计措施来减少腐蚀的可能性。

还可以采用增加防腐层、减少接触面积、增加退出口等措施来降低设备的腐蚀程度。

4. 环境监测定期对换热器进行腐蚀监测,及时发现存在的腐蚀问题,并采取相应的措施进行处理。

通过监测腐蚀程度,可以确定下一步的维护方案,以保证设备的安全运行。

5. 工艺改进在换热器的使用过程中,需要严格控制介质的化学成分、温度、压力等参数。

变换工序换热器的腐蚀及防护

变换工序换热器的腐蚀及防护

The crisis not only brings trouble, but also contains unlimited business opportunities.同学互助一起进步(页眉可删)变换工序换热器的腐蚀及防护我厂合成氨采用加压变换工艺,工作压力1.2MPa,第一热交换器(以下简称为甲交)前后的流程大致为:半水煤气经由饱和塔与热水直接接触被加热、加湿,然后仅通过混合器添加部分过热蒸汽便直接进入甲交下封头,再经管内与管间的热变换气间接换热,流程中出饱和塔的被加热、加湿的半水煤气未经气水分离。

1985年在进行25kt/a合成氨改扩时,新增1台不锈钢芯甲交。

该甲交于1999年因下部壳体(壳程走经变换炉转化后的高热、高湿的变换气)腐蚀而退出运行,但不锈钢芯却完好如初。

依据电化学原理,这是个典型的电化学腐蚀中的电偶腐蚀,即活泼的碳钢壳体被腐蚀,腐蚀部位在壳体(筒体)下部,即降温后变换气出口。

当操作过程中因追求过高的CO变换率而添加过量的蒸汽及变换炉Ⅱ、Ⅲ段的冷激水气化后的蒸汽因降温的作用,便完全可能使变换气温度在甲交下部低于露点,介质中H2S、CO2等酸性组分和残余的O2就为电化腐蚀提供了条件,从而形成酸性电池,并产生化学腐蚀。

1999年重新更换了1台同型号同材料的甲交,2001年10月因管束和管板(其材质均为1Cr18Ni9Ti)遭腐蚀而无法继续运行,腐蚀部位在下管板及管束下部。

本文就该换热器不锈钢内件被腐蚀现象进行分析,力求找到腐蚀原因和防护办法。

1甲交腐蚀情况1.1甲交结构、材质这台损坏的换热器属典型的固定管板换热器,上下管板及列管管束的材质均为1Cr18Ni9Ti,壳体上有膨胀节,壳筒体及封头均为碳钢。

为防止气流冲蚀管束,壳程上、下进出气端均设有环形导气档圈。

1.2甲交腐蚀情况甲交腐蚀部位见图1。

运行环境见图2。

(1)腐蚀部位集中在下管板和下管板之上500mm段的所有列管。

(2)从外观上看,下管板及其以上500mm列管均已失去了原有的不锈钢金属光泽而变成了黑褐色,且表面有大量不规则的粗裂纹。

换热器腐蚀与防护的现状与展望分析

换热器腐蚀与防护的现状与展望分析

换热器腐蚀与防护的现状与展望分析摘要:暖通空调中的换热器是一个重要的核心元器件,其防腐蚀能力与技术防腐手段也直接影响到系统的稳定性。

文章首先分析了换热器腐蚀与防护的定义与内涵,其次对热器腐蚀的影响因素进行了分析,并探讨了热器腐蚀与防护的策略,希望能够有效提升防护水平,确保换热器的正常稳定使用。

关键词:换热器腐蚀;防护;技术优化引言随着社会生产技术的快速提升,目前换热器这种独特的元器件在社会生产与工业生产中的使用范围也在不断提升。

作为一种重要的元器件,其本身也容易出现腐蚀、结垢等问题的特征。

除此之外,由于传热性能的特征,导致其在使用过程中还可能会引起机组的瘫痪,增加不必要的能耗,这也是导致经济效益下降的重要影响因素之一。

除此之外,换热器的腐蚀问题十分普遍,所以解决腐蚀问题也需要对换热器本身存在的问题进行解决。

为了进一步探讨热器腐蚀防护策略,先就相关定义与内容分析如下。

一、换热器腐蚀与防护概述换热器腐蚀与防护技术作为一种设备保护技术,其在生产实践中具有多种不同的表现形式。

除了可以选择不锈钢表面涂层处理的方式进行技术优化之外,还可以借助于环氧树脂改性或者原水质处理等多种技术手段进行优化和改善。

目前国内许多企业都选择防腐型翅片来作为换热器的材料,对设备进行处理后,能够有效保护换热器在原水中能够不受到腐蚀的影响。

二、换热器腐蚀的原因1.材质影响从材质的角度上来看,换热器受到腐蚀的一个主要原因就是选择的材质不合适。

除了少数会选择铜钛合金以及不锈钢之外,大多数的换热器都选择了碳钢这样的简单材料,其虽然具有不错的机械性能,但是也具有容易生锈、耐腐蚀能力不足等问题,所以也是导致换热器腐蚀破坏的重要原因之一,会给企业带来直接经济损失。

2.水质影响水质对于换热器出现腐蚀也具有较大的影响作用。

从客观上来看,水中的含气量、PH值以及水温、溶解成分等等都是影响换热器腐蚀率的重要因素。

在含气量、溶解成分等方面,通过人工控制的方式可以在日常使用中进行维护,从而有效提升维护的效果。

换热器的腐蚀与防护

换热器的腐蚀与防护

四、冷却介质对金属腐蚀的影响
• •
1 溶解氧 水中的溶解氧是参加阴极过程的氧化剂, 因此 它一般促进腐蚀。当水中氧的浓度不均匀时, 将形成氧的浓差电池, 造成局部腐蚀。对碳钢、 低合金钢、铜合金和某些牌号的不锈钢而言,溶 解氧是影响它们在水中腐蚀行为的最重要因素。
四、冷却介质对金属腐蚀的影响
• 2 其他溶解气体 • 在水中无氧时CO 2 将导致铜和钢的 在水中无氧时CO 腐蚀, 腐蚀, 但不促进铝的腐蚀。微量的氨 腐蚀铜合金, 腐蚀铜合金, 但对铝和钢没有影响。 H2S 促进铜和钢的腐蚀, 但对铝无影 促进铜和钢的腐蚀, 响。SO 降低了水的pH 响。SO 2 降低了水的pH 值, 增加了 水对金属的腐蚀性。
八、电化学保护
• 采用阴极保护和阳极保护。阴极保护是 利用外加直流电源, 使金属表面变为阴极 而达到保护, 此法耗电量大, 费用高。阳 极保护是把保护的换热器接以外加电源 的阳极, 使金属表面生成钝化膜, 从而得 到保护。
谢 谢!
七、缓蚀剂
• 铬酸盐—锌——磷酸盐: • 这种方法用磷酸钠代替聚磷酸盐外与上一种方 法相似, 氨基甲叉磷酸盐也可以用于比为聚磷 酸盐所规定的pH 值要高的场合。氨基甲叉磷 酸盐可以防止水垢, 即使pH 值为9也能控制钙 盐的沉淀。 • 铬酸盐—锌——水解的聚丙烯酰胺: • 由于阳离子型共聚物水解的聚丙烯酰胺的分散 作用, 能够防止或抑制水垢或污垢的产生。
四、冷却介质对金属腐蚀的影响
• 3 淡水的硬度 • 一般说来, 淡水的硬度增高对铜、锌、铅和 钢等金属的腐蚀减小。 • 非常软的水腐蚀性很强, 在这种水中, 不宜 用铜、铅、锌。 • 铅在软水中耐蚀, 在硬度高的水中产生孔蚀。
四、冷却介质对金属腐蚀的影响
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变换工序换热器的腐蚀及防护yh
发布时间:2007年2月8日
Audo look6.0下载我厂合成氨采用加压变换工艺,工作压力1.2MPa,第一热交换器(以下简称为甲交)前后的流程大致为:半水煤气经由饱和塔与热水直接接触被加热、加湿,然后仅通过混合器添加部分过热蒸汽便直接进入甲交下封头,再经管内与管间的热变换气间接换热,流程中出饱和塔的被加热、加湿的半水煤气未经气水分离。

1985年在进行25kt/a合成氨改扩时,新增1台不锈钢芯甲交。

该甲交于1999年因下部壳体(壳程走经变换炉转化后的高热、高湿的变换气)腐蚀而退出运行,但不锈钢芯却完好如初。

依据电化学原理,这是个典型的电化学腐蚀中的电偶腐蚀,即活泼的碳钢壳体被腐蚀,腐蚀部位在壳体(筒体)下部,即降温后变换气出口。

当操作过程中因追求过高的CO变换率而添加过量的蒸汽及变换炉Ⅱ、Ⅲ段的冷激水气化后的蒸汽因降温的作用,便完全可能使变换气温度在甲交下部低于露点,介质中H2S、CO2等酸性组分和残余的O2就为电化腐蚀提供了条件,从而形成酸性电池,并产生化学腐蚀。

1999年重新更换了1台同型号同材料的甲交,2001年10月因管束和管板(其材质均为1Cr18Ni9Ti)遭腐蚀而无法继续运行,腐蚀部位在下管板及管束下部。

本文就该换热器不锈钢内件被腐蚀现象进行分析,力求找到腐蚀原因和防护办法。

1 甲交腐蚀情况
1.1 甲交结构、材质
这台损坏的换热器属典型的固定管板换热器,上下管板及列管管束的材质均为1Cr18Ni9Ti,壳体上有膨胀节,壳筒体及封头均为碳钢。

为防止气流冲蚀管束,壳程上、下进出气端均设有环形导气档圈。

1.2 甲交腐蚀情况
甲交腐蚀部位见图1。

运行环境见图2。

(1)腐蚀部位集中在下管板和下管板之上500mm段的所有列管。

(2)从外观上看,下管板及其以上500mm列管均已失去了原有的不锈钢金属光泽而变成了黑褐色,且表面有大量不规则的粗裂纹。

尤其是在下管板的上方250mm处的列管已经完全失去了钢的韧性,大部分列管在此部位被拉断,且管子表面布满沿经向分布的裂纹,轻敲此处管子就会破裂。

(3)被腐蚀的断面均呈黑青色,这说明已经是深度化学腐蚀,而非通常意义上的表面化学腐蚀。

(4)沿列管由下往上,列管同一截面上被腐蚀的程度呈现出管内大于管外的趋势,而沿列管的轴向自下往上的腐蚀程度则依次呈重度、轻度、点蚀(孔蚀)再到正常的渐进趋势。

由此可以看出,甲交列管腐蚀过程是由下而上和由管内至管外进行的,腐蚀的活性物质应来自管内的半水煤气。

(5)壳体及封头部位的腐蚀情况尚在正常范围内。

2 甲交腐蚀原因分析
2.1 腐蚀原因的大致定性
甲交损坏后进行了解体,从各方面情况综合分析,可以作如下判断:(1)可以排除单纯的应力破坏,因为不可能导致材料化学性质的变化。

(2)可以排除半水煤气气体介质中酸性气体组份对金属表面产生氧化-还原反应造成的电化腐蚀的破坏。

因为在甲交运行的环境中,难以发生单质铁与这2种酸性气体形成的酸进行置换反应,这一反应即使存在也应属于电偶腐蚀,即作为阴极的碳钢壳体和碳钢封头被腐蚀,而不会是作为阳极的具有致密氧化膜保护的不锈钢列管和不锈钢管板遭腐蚀。

(3)应该是电化腐蚀和应力腐蚀同时作用的结果。

2.2“氯脆”是不锈钢芯甲交损坏的主因
根据现场勘察并综合甲交运行环境、不锈钢的适用条件等分析,认为这次甲交损坏完全符合铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢的“氯脆”腐蚀而产生的应力腐蚀破裂的3个特征。

(1)环境特征。

铁素体不锈钢(Fe-Cr-C)或奥氏体不锈钢(Fe-Cr-Ni-C)发生应力腐蚀破裂的环境条件是有氯离子或氯化物+蒸汽、温度>70℃。

生产过程中不但温度达200℃以上,而且还是高浓度的氯化物和水蒸气同时存在,从而使不锈钢遭受氯腐蚀速度加剧。

(2)应力特征。

拉应力是应力破裂的首要前提,而甲交列管内外压差只有0.3MPa,其对列管的应力破坏很小,拉应力应来自半水煤气带水(水温<130℃)或者是半水煤气温度骤然降低,下管板和列管突然收缩而产生强大的拉应力,壳体上的膨胀节不能迅速补偿,致使甲交下管板和列管产生疲劳裂纹。

这种裂纹的出现不仅降低了材料的强度,更主要的是破坏了材料表面的氧化(钝化)膜,为活性物质进行化学腐蚀创造了条件。

(3)开裂形式特征。

应力破裂的裂纹通常垂直于拉应力的作用方向,从外观上看,甲交被腐蚀部位的粗裂纹正好与拉应力方向垂直。

依据以上特征分析,可以认为是不锈钢发生了“氯脆”过程和应力腐蚀破裂,最终造成换热器损坏
2.3 Cl-对不锈钢的腐蚀
当介质中存在Cl-等活性离子时,Cl-可在不锈钢的某些脆弱区域(裂纹处)逐步置换不锈钢钝化膜(金属氧化物)中的氧并转变成可溶性金属氯化物。

受到面部破坏的和周围仍处于钝化状态的区域与阴极相连接,形成了大阴极小阳极的腐蚀电池,加剧了微阳极的腐蚀溶解。

同时由于微阳极周围都是钝化膜,腐蚀只能纵向深入,造成具有局部性质的孔蚀。

在甲交的运行环境中,当列管和下花板遭有强大拉应力作用而材料表面产生深度裂纹时,其表面的氧化膜遭到破坏,“新鲜”的金属面暴露在半水煤气介质中,失去了氧化膜保护的金属原子,尤其是铁原子,在高温条件下会立即被半水煤气中所含的O2氧化成金属氧化物,随即金属氧化物中的
氧原子又迅速被Cl-所置换,转化成可溶性的金属氯化物。

整个腐蚀步骤大致如下:第一步拉应力造成原始氧化膜损坏;第二步氧化膜被氯化(2MeO+2Cl-=MeCl2+O2+4e);第三步铁原子被氧化(2Fe+O2=2FeO);第四步FeO被转化成可溶性的FeCl2(2FeO+4Cl-=2FeCl2+O2)。

2.4 Cl-的来源
由图2可知,Cl-来自饱和热水塔的循环软水,而软水是通过自来水经阳离子交换树脂软化获得,其软化过程会造成软水含有一定量的Cl-。

在饱和塔中,来自热水塔的软水将半水煤气加热、加湿,液相中Cl-被浓缩,整个系统中存在Cl-。

2.5 Cl-进入甲交的途径
流程中的饱和塔为 1400mm的波纹筛板塔。

近年来,随着生产负荷的不断提高,饱和塔的空速几乎接近了泛点气速,造成饱和塔出口半水煤气有可能经常性带出含氯水沫。

另外,由于捕沫器、汽水分离器、蒸汽混合器等设备不太完善,使半水煤气很容易将夹带有Cl-的水沫直接带入换热器。

2.6 腐蚀部位的分析
当含有一定量Cl-的水沫随半水煤气进入甲交下封头后,部分水沫立即与下管板发生撞击,其余的水沫继续随气流进入列管,并碰撞管壁。

碰撞到下管板和列管下端管壁上的水沫立即被加热,水分被蒸发,Cl-被浓缩,伴随着这一短暂传热传质过程进行的同时,在高温条件(管壁温度在250℃以上)高浓度的Cl-与不锈钢中的金属氧化物发生化学反应生成金属氯化物,使不锈钢变性。

这就是甲交下管板及其上部的列管被Cl-腐蚀的原因。

从腐蚀部位剥取的样品分析结果看,列管内壁粉状物中含氯>8.2%,不仅证实了系统中氯元素的存在,而且含量很高。

3 结语
综上所述,该甲交的损坏是“氯脆”及应力腐蚀所造成。

而合成氨变换工序的换热器(甲交)的运行大都面临如下恶劣环境:(1)冷介质温度波动大,换热器长期处在较大的交变应力下运行。

(2)冷介质容易夹带含氯水沫。

(3)热介质可能处在露点状态。

(4)介质气中含有形成化学电池液的酸性气体CO2、H2S。

(5)介质气中含有O2(氧化剂),腐蚀过程的氧化-还原反应因此得以连续进行。

因为上述复杂而多变的原因,各合成氨厂变换换热器的损坏大多很频繁。

因此采取科学的防护措施,不但可节约设备投资,还会为生产赢得宝贵的时间。

为此,近几年来围绕变换换热器的安全运行进行了如下有效防护:(1)加强和改进了软水处理
工艺,确保软水品质。

(2)提高水蒸气品质,降低蒸汽含氯量。

(3)只向变换系统添加不含氯的蒸汽冷凝液。

(4)完善变换工序的流程配置,恢复了饱和塔的捕沫器、增设换热器前的半水煤气汽水分离器。

(5)2004年4月更新了1台双管程浮头式管板换热器。

总之,通过上述改造和防护,2年来的运行效果比较理想。

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