换热器结垢机理及防治措施

污垢是一种极为普遍的现象，广泛存在于各种传热过程中，是许多换热设.备经常遇到的问题。综观当今工业界，结垢造成的浪费和损失是很严重。由于许多换热设备相对比较落后，污垢造成的实际损失还可能更高些。由于换热设备中温度梯度的存在，使换热面上的污垢形成机制更为复杂，污垢所带来的危害更为强烈，所以备受科学界和工程技术人员的广泛关注。是涉及国民经济众多产业和部门的一个急需解决的问题。

污垢的定义及其对换热设备的影响

污垢的定义。换热设备污垢是指流体中的组分或杂质在与之相接触的换热表面上逐渐积聚起来的那层固态物质。这层物质是“不需要”的多余物质，它通常以混合物的形态存在。污垢是热的不良导体，其热导率一般只有碳钢的数十分之一，不到不锈钢的1/10。一旦换热面上有了污垢，按串联热阻的观点，流体与换热壁面之间的传热热阻式中：污垢热阻，即污垢层形成的附加热阻，㎡?K/W;R：总传热热阻，㎡?K/W；α：传热系数，W/㎡?K。

污垢对换热设备及其系统的影响。结垢对换热设备的影响主要有两个方面，一是由于污垢层具有很低的导热系数，

初投资费用增加在设计阶段，选用过余换热面积而增加的费用，即为增加的初投资，挟是合理的费用投资，而过多的费用增加有2个因素:①由于设计时选取了比实际污垢高的污垢热阻值，过多换热面积的投资造成浪费，即增加了换热器的初投资。②由于设计时选取了比实际污垢小的污垢热阻值，从而造成换热设备在运行较短的一段时间后，出现换热不足，要增加新的换热器来并联运行，这部分费用也使初投资费用增加。其间还有可能造成停产，因而经济损失更大。

操作费用增加由于结垢层的形成，流体流动阻力增大，造成泵功率增大，因而操作费用增加。此外，换热器需经常清洗，也使运行费用增加。

从应用角度看，影响因素有操作参数、流体性质和换热

器设计等参数3种。

操作参数。流体速度:某些结垢将随流速增加而增加，但同时也引起沉积物卸脱速率的增加。因此总结垢速率可能随流速增加而降低;换热面温度:对化学反应结垢及负溶解性盐类的析出结垢有显著的影响;换热面污垢热阻一般将已随流体主体温度的增加而增大。

流体性质。流体性质及其溶解或夹带物性质对结垢有较大影响。

换热器参数。材料:某些结垢过程中表面材料可能存在一定催化作用;换热表面的构造:众多微小凸起增加了表面的吸收能力和化学活性，促进了污垢微粒的沉积;换热器构型:螺旋板换热器比管壳式换热器结垢的可能性要低得多，原因是前者为高速和高湍动度流动。翅片管换热器中的翅片高度对污垢的形成影响不大，但翅片密度是一重要影响因素。

设计阶段应采用措施。毫无疑问，在换热设备的设计阶段，掌握一些污垢形成的机理是极为重要的，特别是可能产生污垢的机理，如颗粒污垢、化学反应污垢或生物污垢等。此外，掌握系统参数对污垢形成的影响也是极有帮助的，如流体的流速和温度对污垢形成的影响。这些知识可凭经验而来。但较为理想的是通过实验或分析已有换热器的性能而获得这些信息。通常考虑潜在污垢时的设计，应运用如下原则:

①换热器容易清洗和维修。②换热设备安装后，清洗污垢时不需拆卸设备，即能在工业现场进行清洗。③应取最少的死区和低流速区。

运行阶段污垢控制。

维持设计条件由于在设计换热器时，采用了过余的换热面积，在运行时，为满足工艺需要，需调节流速和温度，从而与设计条件不同，然而应通过旁路系统尽量维持设计条件(流速和温度)，以延长运行时间，推迟污垢的发生。

控制参数在换热器运行时，进口物料条件可能变化，因此要定期测试流体中结垢物质的含量、颗粒大小和液体的pH 值。

维修措施良好换热设备维修过程中产生的焊.点、划痕等可能加速结垢过程形成，流速分布不均可能加速腐蚀。流体泄漏到冷却水中，可为微生物提供营养(也可能起到杀死微生物的作用)，对空气冷却器周围空气中灰尘缺少排除措施，能加速颗粒沉积和换热器的化学反应结垢的形成。用不洁净的水进行水压试验，可引起腐蚀污垢的加速形成，因此，换热设备的良好维修对防结污垢是十分必要的。

使用添加剂针对不同类型结垢机理。可用不同的添加剂来减少或消除结垢形成。如生物灭剂和抑制剂、结晶改良剂、分散剂、絮凝剂、缓蚀剂、蚕合剂、化学反应抑制剂和适用于燃烧系统中防止结垢的添加剂等。

清洗技术

化学清洗技术。化学清洗技术是一种广泛应用的方法，有时在设备运行时，也能进行清洗，但其主要缺点是化学清洗液不稳定，对换热器和连结管处有腐蚀。

机械清洗技术。机械清洗通常用在除去壳侧的污垢，先将管束取出，沉浸在不同的液体中，使污垢泡软、松动，然后用机械方法除去垢层。机械在线除垢技术：

使用磨粒在流体中加入固体颗粒来摩擦换热表面，以清除污垢，但对换热表面易产生腐蚀。

海绵胶球连续除垢系统主要应用于电站凝汽器中冷却水侧的污垢清除，海绵胶球在换热器管内通过胶球泵打循环，胶球比管子直径略大.通过管子的每只胶球轻微地压迫管壁，在运动中擦除沉积物。

自动刷洗系统换热器管道刷洗设施由2个外罩和1个尼龙刷组成，外罩安装在每根管的两端，改变水流方向可使刷子沿管道前后推进刷洗。水流换向由压缩空气驱动并定时控制联结在管道上的四通阀来完成。

尽管传热结垢的研究已取得了不少成果，但需要解决的间题仍很多。大量准确污垢热阻值的缺乏，是换热器设计过高或过低的原因。对一些高性能的换热器，如螺旋折流板式换热器，以便设计时选用更准确的污垢热阻值。另外，新的防结垢技术正在不断推出，如用新型的处理表面技术来减少

结垢，表面等离子处理技术、复合镀层低能表面技术以及电场防结垢技术研究，为防结垢提供了新途径。

循环水结垢原理及处理方

循环水结垢原理及处理方 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

循环水结垢原理及处理方法一. 结垢原理 1.一般解释冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应： Ca(HCO 3)2 ? CaCO 3 ˉ + H 2O + CO 2- 当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH 值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应： Ca(HCO3)2 + 2OH- ? CaCO 3 ˉ + 2H 2O + CO 32- 难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。 2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。所以在溶液里也出现这样的平衡：Ｃａ2++ＣＯ3 2- CACO 3(固)

在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ 3 2-〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度积K SP ，为一定值。若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕＞ K SP 时，平衡向右移，有晶体析出。若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕＜ K SP 时，平衡向左移，晶体溶解。注：实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕值称为K CP 二. 抑制为结垢的方法 (一)化学方法 1.加酸: 目的:降低水的PH值,使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度.优点:费用较小缺点:不易控制、过量会产生腐蚀的危险、有产生硫酸钙垢的危险. 2.软化目的:降低水中至垢阳离子的含量优点:防止结垢效果好缺点:操作复杂、软化后水腐蚀性增强. 3.加阻垢剂: 目的:使碳酸钙的过饱和溶液保持稳定。优点:防垢效果好、具有缓蚀作用、针对性强. 缺点:药剂一般含磷,对环境保护造成压力. (二)物理方法

换热器结垢机理及防治措施

换热器结垢机理及防治措施污垢是一种极为普遍的现象，广泛存在于各种传热过程中，是许多换热设.备经常遇到的问题。综观当今工业界，结垢造成的浪费和损失是很严重。由于许多换热设备相对比较落后，污垢造成的实际损失还可能更高些。由于换热设备中温度梯度的存在，使换热面上的污垢形成机制更为复杂，污垢所带来的危害更为强烈，所以备受科学界和工程技术人员的广泛关注。是涉及国民经济众多产业和部门的一个急需解决的问题。污垢的定义及其对换热设备的影响污垢的定义。换热设备污垢是指流体中的组分或杂质在与之相接触的换热表面上逐渐积聚起来的那层固态物质。这层物质是“不需要”的多余物质，它通常以混合物的形态存在。污垢是热的不良导体，其热导率一般只有碳钢的数十分之一，不到不锈钢的1/10。一旦换热面上有了污垢，按串联热阻的观点，流体与换热壁面之间的传热热阻式中：污垢热阻，即污垢层形成的附加热阻，㎡?K/W;R：总传热热阻，㎡?K/W；α：传热系数，W/㎡?K。污垢对换热设备及其系统的影响。结垢对换热设备的影响主要有两个方面，一是由于污垢层具有很低的导热系数，

从而增加了传热热阻，降低了换热设备的传热效率。二是当换热设备表面有结垢层形成时，换热设备中流体通道的过流面积将减少，导致流体流过设备时的阻力增加，从而消耗更多的泵功率，使生产成本增加。通常，为了补偿由于污垢而引起的换热效率降低，在设计换热器时，要选取过余的换热面积作为补偿，将污垢热阻折算在总传热系数中: =++++式中，为基于管外表面的总传热系数，W/㎡?K；A 为管壁面积，为平均管壁面积，㎡；为污垢热阻，为管壁热阻，㎡?K/W；α为对流传热系数，W/㎡?K；下标i、o分别表示管内和管外。初投资费用增加在设计阶段，选用过余换热面积而增加的费用，即为增加的初投资，挟是合理的费用投资，而过多的费用增加有2个因素:①由于设计时选取了比实际污垢高的污垢热阻值，过多换热面积的投资造成浪费，即增加了换热器的初投资。②由于设计时选取了比实际污垢小的污垢热阻值，从而造成换热设备在运行较短的一段时间后，出现换热不足，要增加新的换热器来并联运行，这部分费用也使初投资费用增加。其间还有可能造成停产，因而经济损失更大。操作费用增加由于结垢层的形成，流体流动阻力增大，造成泵功率增大，因而操作费用增加。此外，换热器需经常清洗，也使运行费用增加。从应用角度看，影响因素有操作参数、流体性质和换热

锅炉垢下腐蚀机理

垢下腐蚀简介 1、定义垢下腐蚀under-deposit corrosion：金属表面沉积物产生的腐蚀 2、腐蚀机理一种特殊的局部腐蚀形态，其机理是由于受设备几何形状和腐蚀产物、沉积物的影响，使得介质在金属表面的流动和电介质的扩散受到限制，造成被阻塞的的空腔内介质化学成分与整体介质有很大差别，空腔内介质pH值发生较大变化，形成阻塞电池腐蚀（Occude cell corrosion），尖端的电极电位下降，造成电池腐蚀。按其腐蚀原理可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种，通常循环冷却系统的垢下腐蚀为酸性腐蚀。结垢是指在冷却水中所含成垢组分在水侧金属表面的结垢过程，污垢是包括水垢在内的固形物的集合体。常见的污垢物有：泥渣及粉尘砂粒，腐蚀产物，天然有机物群生物群体，一般有碎屑、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁和污垢的沉积，冷却塔的污垢来自于以下几个方面：①来自补充水的污垢。②来自空气污垢。③来自系统本身的污垢。微生物是一些细小多为肉眼看不见的生物，微生物的种类有细菌、藻类、真菌和原生动物，微生物在冷却水系统中大量繁殖，会使冷却水颜色变黑，发生恶臭。破坏环境，同时会形成大量粘泥使冷却塔的冷却效率降低，使效率迅速降低的水头损失增加，沉积在金属表面的菌类，会引起严重的垢下腐蚀所有这些总是导致冷却水系统不能长期安全运转影响生产，造成经济损失。因此，微生物危害与水垢腐蚀对冷却水的危害是一样的重要三者比较起来控制微生物的危害应是首要的。冷却水的微生物有以下种类：有真菌、硫酸菌、还原菌、自养菌、异样菌、硫细菌、铁细菌、硝化菌、藻类，藻类是低级的绿色植物，没有要茎叶的分化固然又叫原植体植物，藻类与菌类的主要区别在于具有色素体的色素，能进行光合作用。制造营养物质是光合自养型生物，在循环冷却水系统，常出现的有蓝绿藻、绿藻、硅藻三大类，在循环冷却水池，冷却塔受光照的部分生长繁殖枯死的藻类进入循环冷却系统成为沉积物的一种成份，金属的垢下腐蚀是由于其本身电化学腐蚀存在自催化作用，酸腐蚀是氢的去极化作用(2H++2e→H2)，腐蚀产物主要是可溶性盐，这些盐类的水解使介质的酸性进一步增强，加速了金属的腐

油井井筒结垢分析及防治措施

油井井筒结垢分析及防治措施随着我国的社会经济水平的飞速提升，国家对石油的依赖性也越加明显。但石油行业同样也面临着巨大的挑战，油井井筒的结垢对于油田的正常生产产生了很大的制约作用。当油田开发到中后期的阶段，注水量会逐步加大，并且水质中的一些成分也会和油井下的设备和工具发生反应，在反应的过程中产生垢状物质，如果未及时的处理这些垢状物质，那么就可能导致质量事故的出现，如设备工具失效、杆管断脱以及泵漏等，大大的影响了石油企业的经济效益。文章便对油井井筒结垢机理和原因分析以及油井井筒结垢的防治措施两个方面的内容进行分析和探讨，从而详细的论述了如何做好油井井筒结垢的防治工作。标签：油井井筒结垢；机理和原因；防治措施 T油田处于某斜坡中部，为一平缓的西倾单斜（倾角小于1度），背景上发育的多组轴向近东西向德鼻状隆起构造。主力油层三叠系长X储层为湖成三角洲沉积，岩性以灰绿色细粒硬砂质长石砂岩为主，成份及结构成熟度低，岩性致密。长X可分为长X1、长X2、长X3三个小层，其中长X2层为主产层，平均有效厚度12.5m，平均有效孔隙度12.69%，储层孔隙度发育中等，平均渗透率1.81×10-3цm2，属于低渗透储层。 1 油井井筒结垢机理和原因分析 1.1 油井井筒结垢的机理油井结垢是指抽油机井井筒内的抽油泵和油管油杆等井下机械构件，在油井产出液的长期作用下通过化学反应使其表面结垢的现象。原油从油井底部进入管道开始，由于油田注水开采及石油、天然气自身含水等原因，导致从油井底部采油泵便开始结垢，结垢使得抽油泵等机械装置的工作效率急剧下降，严重的还会导致卡泵，并加重抽油杆偏磨以及抽油杆断脱等事故的发生。 1.2 油井地下水的成份分析现阶段，我国很多油田的油井井筒都存在着结垢的问题，因此，应对油田现场的地下水水质进行详细的检测，并且进行定量的分析，从而得到结垢物的组成成份。在我区存在结垢问题的油井井筒中，它们的结垢情况是很类似的，当对所测得的地下水的水质成份进行分析时，我们发现水中含有较多的硫酸根离子、碳酸根离子、镁离子以及钙离子，这样随着油井井下压力和温度的不断变化，这些离子之间就会发生化学反应，从而产生难以溶解的盐类化合物等结垢物质。 1.3 井筒结垢的原因分析在对油井井筒结垢物的成份进行分析时，发现其主要成份有硫酸根离子、碳酸根离子、镁离子、钙离子以及胶质、沥青和蜡等有机物质，在离子之间发生化

水垢的形成机理、类型及清洗对策

水垢的形成机理工业锅炉在使用过程中，由于给水水质不符合要求，以及操作管理不善等原因，在锅筒、管壁及汽包等部位会产生水垢，水垢形成的机理是比较复杂的。 2.1 给水水质工业锅炉几乎都是以原水或软化水作为给水，给水使锅炉产生水垢的原因比较多。水垢的形成过程是难溶盐的沉积过程，当炉水温度升高时，炉水中的盐类发生浓缩，当其浓度超过该温度下的溶解度时就会产生沉积；有些盐类，如硫酸钙、硫酸镁、磷酸钙等则随温度升高溶解度下降并析出；在炉水中，当二氧化硅的浓度对碱度而言偏高时也会析出；而可溶性重碳酸盐，如碳酸二氢钙、碳酸二氢镁则受热分解，产生难溶性盐也会导致沉积。如：O H CO CaCO CO H Ca 223232)(+↑+?→?? 水垢产生的严重程度与给水水质有着非常密切的关系，锅炉给水分原水与软化水。原水：也称生水，是未经任何处理的天然水(如江河水、湖水、地下水等)，一般由自备水源(地面水或地下水)或城市供水网取得，这种水水质差别很大，城市或市郊取用经过过滤处理的自来水水质较稳定，直接采用地下水的水质硬度大。有些单位取用附近未经过滤处理的江河水，水质不稳定，水中含有悬浮物、胶体物质及各种溶解性杂质，尤其是下雨季节，水中混有泥砂，水是黄色浑浊的。我们曾遇见过某厂在雨天用这种水作给水，使用这种水的锅炉极易沉积泥砂垢或泥砂与水垢结成一体的混合垢。软化水：常用钠离子交换水或炉内处理水，前者应用最多。经钠离子交换树脂处理的水，其硬度一般能满足工业锅炉的要求，司炉中只要定时排污，水垢不易沉积。但是有些单位，因为水处理设备容量小，处理的水量不足，有时则向炉内补充部分原水，从而加快了水垢的沉积。采用炉内加药处理的水，往往由于加药量不足或加药不及时及排污不严格等

姬塬油田结垢机理与趋势分析

AD精VAN细CEDV A NCES石IN羔NE P化ETR工O C H进EM IC展A LS第14卷第6期 A n 姬塬油田结垢机理与趋势分析胡志杰1，王小琳1’2，杨娟1，丁雅勤2，任志鹏1 (1．长庆油田勘探开发研究院；2。低渗透油气田勘探开发国家重点工程实验室：西安710000) [摘要】分析了姬塬油田地层水和注入水的水质，以及集输系统垢样的主要组成；对注入水和地层水进行了配伍性试验，研究了不同见水程度地层水的结垢趋势。实验结果表明，该油田结垢的主要原因是注入水和地层水中富含成垢离子，主要垢型是碳酸钙和硫酸钡垢；单层开采井结垢主要原因是产出水中的C a(H C O，)：分解；注水地层结垢的主要原因是三叠系油层的高钙、高钡离子水与高碳酸氢根和硫酸根的注入水混合；集输过程中结垢主要原因是见水程度不一致的地层水里富含成垢离子。 [关键词]姬塬油田结垢物结垢机理配伍性随着油田的开发，国内很多油田已经进入高含水期，结垢问题目益突出。结垢通常发生在油水井及地面集输系统，会对油层造成损害或者堵塞油田管线，给生产带来极大危害，导致产量下降，能耗增加，甚至停井。长庆姬塬油田属于典型的“三低”油田，其开发层位复杂，由于地层水和注入水的不配伍性，以及在注水采油过程中热力学条件的改变，造成已开发的区块出现不同程度的结垢现象，影响油田的正常生产和原油采收率的提高。 1油田结垢状况 1．1井筒结垢截至2012年11月底，姬塬油田有结垢油井574口，占总开井数的13．4％，其中结垢严重的井180口，占总开井数的4．08％。结垢主要发生在耿19、耿117、耿43等区块，其中三叠系长2、长4+5最为严重，全部是油井自然结垢，无套损和合采引起的结垢。井筒结垢物以C aC O，为主，结垢部位为井下油管内壁、油杆外璧、抽油泵内等。1．2地面站点结垢截至2012年年底，全厂共有结垢站点34座，其中侏罗系结垢站点3座，长1、长2油层结垢站点13座，长4+5油层结垢站点15座，长8油层结垢站点3座。侏罗系结垢站点占侏罗系投运站点的25％，三叠系结垢站点占三叠系投运站点的35％。结垢主要发生在加热炉进出口管线、加热炉盘管、管线闸门、弯头等处。从结垢程度分析，长4+5油层地面站点结垢周期短，结垢现象最严重；从垢型分析，侏罗系地面站点以C aC O，垢为主，三叠系地面站点以钡锶垢为主。 1．3结垢物组成结垢物的主要组成见表1。侏罗系地面系统结垢物主要是碳酸盐，三叠系地面站点结垢物的主要组分是酸不溶物。表1姬塬油田结垢物组成 2结垢成因分析 2．1地层水与注入水的化学特征及分布规律影响系统结垢的因素很多，其中最重要的是收稿日期：2013—05—31。作者简介：胡志杰，硕士，主要从事油气田水分析及油田化学品评价方面的工作。

换热器发生结垢的原因分析及处理方法

换热器发生结垢的原因分析及处理方法换热器是炼油厂常减压车间应用广泛的冷换设备，工厂每年因处理换热器的结垢而耗资巨大，问题严重时还会影响安全生产的进行。根据结垢层沉积的机理，可将污垢分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢等。 1）颗粒污垢：悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚。这种污垢也包括较大固态微粒在水平换热面上因重力作用形成的沉淀层，即所谓沉淀污垢和其他胶体微粒的沉积。 2）结晶污垢：溶解于流体中的无机盐在换热表面上结晶而形成的沉积物，通常发生在过饱和或冷却时。典型的污垢如冷却水侧的碳酸钙、硫酸钙和二氧化硅结垢层。 3）化学反应污垢：在传热表面上进行化学反应而产生的污垢，传热面材料不参加反应，但可作为化学反应的一种催化剂。 4）腐蚀污垢：具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的杂质对换热器表面腐蚀而产生的污垢。通常，腐蚀程度取决于流体中的成分、温度及被处理流体的 pH 值。 5）生物污垢：除海水冷却装置外，一般生物污垢均指微生物污垢。其可能产生粘泥，而粘泥反过来又为生物污垢的繁殖提供了条件，这种污垢对温度很敏感，在适宜的温度条件下，生物污垢可生成可观厚度的污垢层。 6）凝固污垢：流体在过冷的换热器面上凝固而形成的污

垢。例如当水低于冰点而在换热表面上凝固成冰。温度分布的均匀与否对这种污垢影响很大。防止结垢的技术应考虑以下几点：1）防止结垢形成；2）防止结垢后物质之间的粘结及其在传热表面上的沉积；3）从传热表面上除去沉积物。防止结垢采取的措施包括以下几个方面： 1 设计阶段应采取的措施在换热器的设计阶段，考虑潜在污垢时的设计，应考虑如下 6 个方面：1）换热器，也称为换热设备，热交换器，热交换设备href="https://www.360docs.net/doc/0b3509344.html,/" target=_blank>换热器容易清洗和维修(如板式换热器)；2）换热器设备安装后，清洗污垢时不需拆卸设备，即能在工作现场进行清洗；3）应取最少的死区和低流速区；4）换热器内流速分布应均匀，以避免较大的速度梯度，确保温度分布均匀（如折流板区）；5）在保证合理的压力降和不造成腐蚀的前提下，提高流速有助于减少污垢；6）应考虑换热器表面温度对污垢形成的影响。 2 运行阶段污垢的控制 1）维持设计条件由于在设计换热器时，采用了过余的换热面积，在运行时，为满足工艺需要，需调节流速和温度，从而与设计条件不同，然而应通过旁路系统尽量维持设计条件（流速和温度）以延长运行时间，推迟污垢的发生。2）运行参数控制在换热器运行时，进口物料条件可能变化，因此要

热交换器结垢的原因及处理方法

热交换器结垢的原因及处理方法换热器在化工生产中占有重要地位，而换热器机组结垢腐蚀，导致传热不够而被迫停车清洗或者换热器的更换，严重时会影响安全生产的进行，更会增加企业运行的成本. 1结垢原因 1.1颗粒污垢悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚，一般是由颗粒细小的泥沙尘土不溶性盐类胶状物油污等组成当含有这些物质的水流经换热器表面时，容易形成污垢沉积物，形成垢下腐蚀，为某些细菌生存和繁殖提供温床当防腐措施不当时，最终导致换热表面腐蚀穿孔而泄漏 1.2生物污垢除海水冷却装置外，一般生物污垢均指微生物污垢循环水系统中最常见的微生物主要是铁细菌真菌和藻类铁细菌能把溶于水中的Fe2+ 转化为不溶于水的Fe2O3 的水合物，在水中产生大量铁氧化物沉淀以及建立氧浓差腐蚀电池，腐蚀金属且循环水系统中的藻类常在水中形成金属表面差异腐蚀电池而导致沉积物下腐蚀块状的还会堵塞换热器中的管路，减少水的流量，从而降低换热效率 1.3结晶污垢在冷却水循环系统中，随着水分的蒸发，水中溶解的盐类（如重碳酸盐）的浓度增高，部分盐类因过饱和而析出，而某些盐类则因通过换热器传热表面时受热分解产生沉淀这些水垢由无机盐组成结晶致密，被称为结晶水垢 1.4腐蚀污垢具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的杂质对换热表面腐蚀而产生的污垢腐蚀程度取决于流体中的成分温度及被处理流体的pH 值等因素通常，冷却管中的污垢冷却管一般为紫铜管和黄铜管，金属腐蚀主要是较高温度下(40～50)的氧腐蚀，污垢以铜或铜合金腐蚀产物和钙镁沉淀物为主，从而造成大量腐蚀污垢 1.5凝固污垢流体在过冷的换热面上凝固而形成的污垢例如当水低于冰点而在换热表面上凝固成冰温度分布的均匀与否对这种污垢影响很大 2金属腐蚀

板式换热器易结垢原因及解决办法

在很多情况下，板式换热器易结垢，会严重影响到板式换热器的换热效率，是因为板式换热器大多是以水为载热体的换热系统，由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出，附着于换热管表面，形成水垢。在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂，当水的PH值较高时，也可导致水垢析出。初期形成的水垢比较松软，但随着垢层的生成，传热条件恶化，水垢中的结晶水逐渐失去，垢层即变硬，并牢固地附着于换热管表面上。此外，如同水垢一样，当换热器的工作条件适合溶液析出晶体时，换热管表面上即可积附由物料结晶形成的垢层；当流体所含的机械杂质有机物较多、而流体的流速又较小时，部分机械杂质或有机物也会在换热器内沉积，形成疏松、多孔或胶状污垢。艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。

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循环冷却水结垢原理及处理方法

循环冷却水结垢原理及处理方法一、循环冷却水系统为什么会结垢 1.一般解释冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应： Ca(HCO3)2→CaCO3↓+ H2O + CO2↑ 当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH 值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应： Ca(HCO3)2+ 2OH- →CaCO3↓+ 2H2O + CO32- 难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。 2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。

碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。所以在溶液里也出现这样的平衡：Ｃａ2++ＣＯ3 2-CACO3(固) 在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ32-〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度积K SP，为一定值。若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＞K SP时，平衡向右移，有晶体析出。若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＜K SP时，平衡向左移，晶体溶解。注：实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕值称为K CP 二、抑制为结垢的方法 (一)化学方法 1.加酸: 目的:降低水的PH值,使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度. 优点:费用较小，效果比较明显缺点:加酸量不易控制、过量会产生腐蚀的危险、投加过量有产生硫酸钙垢的危险. 2.软化目的:降低水中至垢阳离子的含量

板式热交换器结垢的主要原因及其危害

板式热交换器结垢的主要原因及其危害 1板式热交换器结垢的主要原因及其危害板式热交换器在使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质扼制不达标，将不合格的软化水注入供热系统中，使水中的钙、镁及碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化钙沉淀物结在热交换器的受热面上，形成了坚硬的水垢。由于水垢的导热性能差，造成热交换器热交换效率的降低以及热能的严重浪费，从而影响了供热的效果，给供热单位造成了严重的负面影响。 2板式热交换器结垢的清洗方法 1）机械清洗（因为垢硬，必须用铁刷刷）是最简单的清洗方法，但弊端是： ①对板片有划伤，而且刷后更易挂垢。

②工人在冷水中作业，劳动条件差。 ③清洗时必须将热交换器拆开，既浪费胶，又对板片及胶条有损害，劳动强度大。 2）化学方法清洗：目前采用的是酸洗，通过试验发现，选择甲酸及草酸作为清洗液效果较好，又不腐蚀热交换器板片。（1）甲酸清洗。在甲酸清洗液中加入缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。

①清除水垢的基本原理 a溶解作用：酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。 b剥离作用：酸溶液能溶解金属表面的氧化物，破坏与水垢的结合，从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离，并脱落下来。 c气掀作用：酸溶液与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应后，产生大量的CO2.CO2气体在溢出过程中，对于难溶或溶解较慢的水垢层，具有一定的掀动力，使水垢从热交换器受热表面脱落下来。 d疏松作用：对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢，由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解，残留的水垢会变得疏松，很容易被流动的酸溶液冲刷下来。 ②清洗水垢的工艺要求 a酸洗温度：提升酸洗温度有利于提高除垢效果，如果温度过高就会加剧酸洗液对热交换器板片的腐蚀，酸洗温度扼制在60°C为宜。 b酸洗液浓度：根据试验，酸洗液应按甲酸8110%、水1710%、缓冲剂112%、表面活性剂018%的浓度配制，清洗效果极佳。 c酸洗方法及时间：酸洗方法应以静态浸泡和动态循环相结合的方法进行。酸洗时间为先静态浸泡2h,然后动态循环3h?4h?在酸洗过

不锈钢腐蚀的机理

不锈钢腐蚀的机理 1 氯离子对不锈钢腐蚀的机理在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高[1 ] 。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为 2 穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合 ,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子,与金属形成氯化物,氯化物与法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理[2 ] 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应

循环冷却水换热器结垢及腐蚀的原因及处理措施

循环冷却水换热器结垢及腐蚀的原因及处理措施化工生产中各类介质的热量交换均离不开冷却水换热器这一重要的工业设备，大多数冷却水换热器在使用过程中存在结垢堵塞和腐蚀问题，常出现因换热不够而被迫停车清洗甚至导致换热器的报废更换，严重时会影响生产的安全稳定运行，针对冷却水换热器结垢和腐蚀的原因，阐述了常见的结垢和腐蚀的处理措施。 1、结垢的原因 A、悬浮于循环水中的固体微粒附着在换热器表面，一般由颗粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐类、胶状物、有无等组成，当含有这些物质的水流经换热器表面时，容易形成污垢沉积物，造成垢下腐蚀，为某些细菌生存和繁殖创造了条件。当防腐措施不当时，最终导致换热表面腐蚀穿孔泄漏。 B、一般生物污垢均指微生物污垢，循环水系统中最常见的微生物主要是铁细菌、真菌，铁细菌能见溶于水中的Fe2+转化为不溶于水的Fe2O3的水合物，在水中产生大量铁氧化物沉淀以及建立氧浓度差腐蚀电池，腐蚀金属。 C、结晶污垢在冷却循环水中，随着水分的蒸发，水中溶解的盐类（重碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐）的浓度升高，部分盐类因过饱和而析出，而某些盐类因为则因通过换热器表面受热分解形成沉淀，这些盐类有无机盐组成，结晶致密，被称为结晶水垢。 D、腐蚀污垢具有腐蚀性的流体或流体中含有腐蚀性杂质对换热器表面腐蚀而产生的污垢，腐蚀程度取决于流体中的成分、温度及被处理流体中的PH等因素，金属腐蚀主要是温度在40～50℃的氧腐蚀，而合成冷排工作温度40～60℃，正好跟金属发生氧腐蚀的温度相吻合，加之循环水的PH值长期偏低，一般都在PH至8.0以下，更容易形成金属腐蚀。 2、腐蚀原因 A、电化学腐蚀是金属最常见的一种腐蚀形式当冷却水系统内

结垢预测

结垢机理研究 1.1 理论分析水垢一般都是具有反常溶解度的难溶或微溶盐类，它具有固定晶格，单质水垢较坚硬致密。水垢的生成主要决定于盐类是否过饱和以及盐类结晶的生长过程。水是一种很强的溶剂，当水中溶解盐类的浓度低于离子的溶度积时，他将仍然以离子状态存在于水中，一旦水中溶解盐类的浓度达到饱和状态时，设备粗糙的表面和杂质对结晶过程的催化作用就促使这些饱和盐类溶液以水垢形态结晶析出。水垢的种类有很多，但通常油田水中只含有其中少数几种水垢。最常见的水垢有碳酸盐类水垢，组成为CaCO3、MgCO3，但易被酸化去除，危害相对较小；而硫酸盐垢，组成成分有CaSO4、BaSO4、SrSO4，常常采用防垢方法加以阻止；铁化物垢组成为FeCO3、FeS、Fe（OH）2、Fe2O3。实际上一般的结垢都不是单一的组成，往往是混合垢，只不过是以某种垢为主而已。表2-13 常见垢的溶度积垢溶度积垢溶度积 BaSO4 1.1×10-10SrSO4 3.2×10-7 CaCO3 2.8×10-9FeS 8.3×10-13 CaSO49.1×10-8FeCO3 3.2×10-11 MgCO3 3.5×10-8Fe（OH）28.0×10-13 注：溶度积温度为18～25℃ （1）不相容论两种化学不相容的液体（不同层位含有不相容的离子的地层水、地层水与地面水、清水与污水）相混，因为含有不同离子或不同浓度的离子，就会产生不稳定的、易于沉淀的固体。如宝浪油田，两个不同层位的水一混合就结垢，主要是因为一层含有SO42-，另一层含有Ba2+、Sr2+较多，混合后就生成BaSO4、SrSO4。（2) 热力学条件变化当井下热力学和动力学条件不变时，即使有不相容的离子，并且为过饱和溶

列管式换热器结垢原因及其解决方案

列管式换热器结垢原因及其解决方案【摘要】列管式换热器是目前在我国热力系统中最常用的换热设备结构形式，这也是当前换热器中应用最广泛的一种，这完全取决于列管式换热器自身诸多的优点。此种形式的换热器不仅具有较为坚固的结构，而且易于制造，具有较强大的处理能力和适应性，在操作上具有较大的弹性，适应范围广，能够在高温和高压下进行使用。其作为间壁式换热器，在使用过程中极易形成结垢和污垢现象，严重时还会出现堵塞的情况，导致各传热面的传热能力下降，本文在此通过分析列管式换热器污垢形成的原因，从而制定切实可行的解决方案，确保换热器传热能力的提升。【关键词】列管式换热器结垢原因；解决方案在化工企业生产中，列管式换热器作为最为典型的间壁式换热器，其由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等部分组成。列管式换热器制造过程中可以利用多种材料，由于其传热面积大，传热效果好，而且结构较为简单，所以利用非常广泛。列管式换热器在使用过程中，由于其传热面积大，所以也极易在传热表面形成沉积物堆积而发生结垢现象，使表面的热阻升高，影响了热量的传递速度。而且一旦出现结垢的情况，则会导致流通面积减小，介质在流动过程中受到较大的阻力，从而增加其运行过程中的能耗。目前很多化工生产企业都是由于列管式换热器在使用中存在结垢问题，而影响了使用效果，从而造成经济上的损失。列管式换热器在运行过程中为了有效的避免和减少结垢问题所带来的影响，则需要从设计及清理方法上来进行预防和解决，及时进行维护和保养，有效的提高列管式换热器的传热能力，增加企业的收益。 1、列管式换热器结垢的原因列管式换热器最易结垢的部位为管束的内外壁，当该位置形成污垢层后，则会导致换热器热传递能力下降，甚至会导致介质的流道受到阻塞。流体的性质、流速、速度、状态及换热器的参数等都会导致污垢的发生。 1.1流体的性质。列管换热器其主要是以水为其载热体，水作为换热器的流体，其性质不仅指水本身的性质，也包括水中夹带着的各种物质。所以当水在加温过程中，其内所含有的离子或是某些盐类会随着温度的升高而发生结晶，这些结晶会附着在换热管的表面，形成水垢，在水垢刚形成阶段，其还会较为松软，但随着时间的推移、传热效果的恶化，则会使水垢中的结晶开始失去，垢层开始变硬，并在换热管表面形成一层牢固的硬壳。 1.2流体的流速。在列管换热器运行中，流体的流速并不是越快越好，因为当流速增加时，可能会导致结垢的增加，但也会引起沉积物脱卸的速率增加，所以当流速增加时，可能总结垢的速率反而会降低。当处于运行中的列管换热器，其流速增加时，不仅换热器的系数会变大，而且所带来的磨损也会增大，使能耗增大，所以对于列管换热器流体的流速的控制，需要从能耗和污垢两个方面进行

板式换热器结垢危害

板式换热器结垢机理、危害及防范措施近年来，板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资低、换热效率咼、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在热网换热站中所起的作用，越来越受到供热企业的重视，并逐渐得到推广至2002年底，太原市热力公司一电工程，已建成热力站100座（其中15座为自建站）, 供热面积达到820万平方米，共选用92台可拆式换热器和85台焊接式换热器。但是由于板式换热器流通截面积小，因结垢造成堵塞，致使换热器传热恶化，换热效率降低，影响着设备的安全和用户的正常用热。因此及时清除板式换热器受热面上的水垢，将成为确保供热系统安全、高效、经济运行的重要课题。 1板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害板式换热器的使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不严，将不符合水质标准的循环水注入换热器，水中的钙镁碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物。这些沉淀物，一部分粘结在受热较大的换热器受热面上，形成坚硬的水垢;另一部分悬浮在循环水中沉积在流速较低的受热面上，形成二次水垢。由于水垢的导热性能极差（其导热系数仅为钢材导热系数的1130-1150）,因使板式换热器传热恶化，大大降低了传热效率，造成热能的严重浪费。据资料显示，水垢每增厚1mm，热效率降低8%左右。水垢的存在会堵塞板式换热器通道，使系统阻力增大，影响设备的安全和热力系统的正常运行，1999年，先后有4台换热器因内部阻力较大形成鼓包，形成大的安全隐患，给供热单位的声誉和供热事业的发展造成负面影响，因此必须给予高度重视。 2板式换热器的清洗方法目前，太原市热力公司采用的进口板式换热器为焊接式整体型，无法拆装;采用的国产板式换热器虽可拆装，但要将受热面上的水垢及杂物清理，拆装的劳动强度较大。投人的人力较多、除垢还不彻底；对金属板片、密封胶条都有损耗，加上紧固螺栓难度较大，极易造成板片变形或损坏，板式换热器密封胶条所用的502胶价格较高，增加资金投人。从1998年开始，我们经过对板式换热器结垢的主要原

换热器发生结垢的原因及处理方法

编号：SM-ZD-63126 换热器发生结垢的原因及处理方法 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改

换热器发生结垢的原因及处理方法简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。换热器的结垢每年耗资巨大，严重时会影响安全生产的进行。换热器的结垢是指换热器与不洁净流体相接触而在固体表面上逐渐积聚起来的那层固态物质。结垢对换热设备的影响主要有：由于污垢层具有很低的导热系数，从而增加了传热热阻，降低了换热设备的传热效率；当换热设备表面有结垢层形成时，换热设备中流体通道的过流面积将减少，导致流体流过设备时的阻力增加，从而消耗更多的泵功率，使生产成本增加。根据结垢层沉积的机理，可将污垢分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢等。 1、颗粒污垢：悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚。这种污垢也包括较大固态微粒在水平换热面上因重力作用的沉淀层，即所谓沉淀污垢和其他胶体微粒的沉积。 2、结晶污垢：溶解于流体中的无机盐在换热表面上结晶

循环水结垢原理及处理方1

循环水结垢原理及处理方法一.结垢原理 1.一般解释冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应： Ca(HCO3)2→CaCO3↓+ H2O + CO2↑ 当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH 值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应： Ca(HCO3)2+ 2OH- →CaCO3↓+ 2H2O + CO32-难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。 2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。所以在溶液里也出现这样的平衡：Ｃａ2++ＣＯ3 2-CACO3(固)

在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ32-〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度积K SP，为一定值。若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＞K SP时，平衡向右移，有晶体析出。若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＜K SP时，平衡向左移，晶体溶解。注：实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕值称为K CP 二.抑制为结垢的方法 (一)化学方法 1.加酸: 目的:降低水的PH值,使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度. 优点:费用较小缺点:不易控制、过量会产生腐蚀的危险、有产生硫酸钙垢的危险. 2.软化目的:降低水中至垢阳离子的含量优点:防止结垢效果好缺点:操作复杂、软化后水腐蚀性增强. 3.加阻垢剂: 目的:使碳酸钙的过饱和溶液保持稳定。优点:防垢效果好、具有缓蚀作用、针对性强. 缺点:药剂一般含磷,对环境保护造成压力. (二)物理方法

软化水腐蚀机理

软化水腐蚀机理金属材料通常含有大量的杂质及非金属夹杂物。金属上的表面膜往往是不均匀的，当金属表面层存在化学不均匀性或物理缺陷(缝隙、裂纹、小孔穴等)时，点蚀就容易在这些薄弱环节上发生。腐蚀刚开始时，金属整个表面都同含氧溶液接触，因此无论是在金属表面蚀孔内还是蚀孔外金属表面上，都进行着以氧还原作为阴极反应的腐蚀过程。蚀孔内溶液中的溶解氧只能靠扩散进入，由于蚀孔的几何形状及腐蚀产物的限制，使蚀孔外部本体溶液中的溶解氧很快就耗尽了，从而中止了蚀孔内的氧的还原的阴极反应，阻止了蚀孔内的微电池反应，而使蚀孔内金属表面(阳极区)同蚀孔外自由暴露表面(阴极区)之间组成闭塞腐蚀电池。在蚀孔内发生下面腐蚀反应： Fe— Fe +2e 随之发生水解，生成H ： Fe2 +2H20-*'FeOH +H 随着腐蚀的进行，蚀孔内的H 浓度增加，pH值降低，使蚀孔内呈酸性，加速了孔内铁的溶解。在蚀孔口，FeOH 和FeE 被溶解氧氧化： 4FeOH + 02+4H --．4r~OS2 +2H20 4re2 +O2+4H --．4re3 +2H20 反应产物随后发生水解： FeOH2 +H2O— Fe(0H) +H Fe3 +HEO-*'FeOH2 +H 04和铁锈的沉积： 2FeOH2 +Fe +H2O—}Fe3O4+6H Fe(OH)2++OH一— FeOOH+S20 在蚀孔外部，溶解氧还原： 02+2H20+4e--~40H一铁锈的还原： 2FeOOH-*'F％o3+ H20 这一区域由于阴极产生的OH-导致pH值增大而钝化，并且部分地受到蚀孔内部阳极过程所释放的电子的阴极保护作用。这样就构成活化(孔内)一钝化(孔外)腐蚀电池，促使孔内金属不断溶解，蚀孔外表面发生氧的还原。由于点蚀的过程具有自催化特征，从而促进腐蚀破坏的迅速发展。 5 软化水腐蚀的影响因素 (1)溶解氧浓度的影响软化水中的溶解氧对金属腐蚀起着重要的作用，它起着阴极去极化剂的作用，促进金属的腐蚀。即使在氧浓度很低的情况下，也能引起严重的腐蚀。随着氧含量的增加，腐蚀速度加快。 (2)Cl-的影响氯离子的极化度高，半径小，因此具有很高的极性和穿透性，易优先吸附于金属表面，特别是在金属表面成膜有缺陷或薄弱处或者在有缝隙的地方及应力集中的小孔处密集。在孔蚀发展过程中，随着蚀孔内金属离子的不断增多，为保持电中性，孔外C1-优先向蚀孔内迁移，引起蚀孔内进一步酸化，使蚀孔内处于HCI腐蚀环境下，促使孔内金属的不断溶解，并伴随着H 的生成，反应如下： 2HCl+Fe-*'FeC12+H2 溶液中cl-的存在，加速了孔蚀的自催化腐蚀过程，Cl-浓度越高，孔蚀速度越快。(3)pH值

浅析油井结垢机理及清防垢技术

浅析油井结垢机理及清防垢技术摘要：油田在开发过程中，随原油由油层被举升至地面，外界温度、压力、流体流速等因素的变化会引起无机盐类会在油井管网或地层上形成沉积，造成油井结垢。本文主要阐述了油田开发过程中油井结垢的主要机理、结垢所带来后续问题及目前油田主要防垢对策，对油田防垢具有一定的借鉴意义。关键词：油井结垢机理清垢防垢技术一、前言目前，我国大部分油田采用了注水补充能量的开发方式，油田注入水通常有三种：一是清水，即油区浅层地下水；二是污水，即与原油同时采出的地层水，经处理后可回注到油层；也有将不同水混合注入的。随着注入水向油井推进，使油井含水率不断升高，同时伴随温度、压力和pH值等发生变化时，最终导致油井近井地带、采油井井筒、井下设备、地面管线及设备出现严重的结垢现象。二、结垢对油井的危害首先，油田中油井中存在的结垢沉积会影响原油开采设备的功能，严重的油垢会造成设备的堵塞。其次，油井中存在着不同程度的结垢，会造成油井井下附件及采油系统设备在沉积结垢下不同程度的腐蚀。此外，油井上的结垢还可能导致缓蚀剂和金属表面无法形成表面膜，降低了缓蚀剂的作用，缩短了系统管道的寿命，严重情况下则会造成腐蚀穿孔现象，导致油井的管柱故障。再次，结垢造成油层堵塞、产液量下降和能源浪费，阻碍了原油的正常生产，导致增加修井作业次数，缩短修井作业周期，严重时还会造成井下事故，导致油井关井，甚至报废，造成很大的经济损失。三、油井结垢机理 1.结垢机理油田中常见的结垢机理分为以下四种： 1.1自动结垢油井中水和油一起存在，不同采油工艺会造成水油的比例的改变，在水油相溶中发生了不同程度的比例改变，就会使得水油成分多于某些油井中的矿物质溶解度，造成不同程度的结垢产生，这种情况称为自动结垢。碳酸盐或者硫酸盐形成沉积结垢之后会因为井下流动形成阻碍、筒内自有压力、温度的高低变化发生沉积。高矿化度盐水在温度严重不均衡的情况下也会产生氯化钠。同时，含有酸气的采出流体会形成碳酸盐结垢，进行原油开采时，因为压力下降也会造成流体脱气，使得ph值增高，结垢程度加重。