换热器设备腐蚀因素分析及防腐蚀技术探讨

166研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断
中国设备工程 2023.07 （下）
换热器在暖通工程中受到了广泛的使用，比如，空
调工程中应用的表面型空气冷却器、空气加热装置、风
机盘管等，制冷工程中用到的冷风机、无霜冰箱蒸发器
等，均为换热器。

尽管它们在形式上有着较大的差别，
不过从本质上来看，都具有实现冷热流体间热交换的功
能。

在经济的高速发展以及人们物质水平提高的同时，
建筑工程中装配空调的数量越来越多，而采暖空调在整
个建筑的能耗中占有的比例也不断提高，增氧提升采暖
空调设备的能源利用率，对实现绿色、节能建筑而言十
分重要。

换热器是暖通空调中的常用装置，更是减少设
备能耗的关键一环。

不过，换热器在长时间使用后会发
生腐蚀、结垢等现象，不仅会导致其传热性能下降，而
且还可能导致机组全面瘫痪，使得能耗的大幅提高，并
且会因为替换设备而产生较大的经济损失。

其中，腐蚀
带来的影响最严重，据相关调查得知，换热器的损坏大
约90%都是因为腐蚀引起的，并且，腐蚀问题属于换热
器中十分常见的一种问题，所以，若是可以将腐蚀问题
处理好，就等同于从源头上规避了换热器的损坏。

1 换热器设备腐蚀概述
换热器是一种把热流体中携带的热量传导到冷流
体，或者把冷流体中携带的热量传导到热流体的设备，
也被称作热交换器。

管式换热器因为技术发展较为成熟
且维修便利，从而在石化、钢铁、纺织、制药等多个行
业中得到了广泛的运用。

随着换热器在许多行业的大量
普及，从而维修的概率也在不断提高，尤其是因为换热
介质的物理化学性质不同，使得换热器受损形式也会有
所区别。

在工业高速发展的背景下，腐蚀问题出现得越发频
繁，在各个行业与领域中，都有关于此方面的报道。

不
论是日常生活还是工农行业的生产作业，凡是用到材料
的地方都会出现腐蚀问题，由此可见，腐蚀对于社会发
展以及人民的安居乐业造成了较大的影响。

根据不完全
统计，全球每年由于腐蚀而报废与损失的钢铁多达2亿
吨以上，大约占全年钢产量的1/10。

当前，国内钢铁产
量已经达到了几亿吨，而其中却存在大约3/10会因为
腐蚀问题而平白损耗。

由此推测出，国内每一年度因为
钢铁腐蚀而造成的经济损失大概在2700多亿人民币，换热器设备腐蚀因素分析及防腐蚀技术探讨
苏瑞祺
（大庆油田化工有限公司甲醇分公司制氢车间，黑龙江 大庆 163000）
摘要：换热器的主要作用是利用冷热流体来实现热量的传导，此设备普遍运用在炼油、化工以及医药等方面，而且该设备的投入成本一般占据工程总设备成本的3/10～4/10。

在具体运用过程中，流经换热器的冷热流体存在腐蚀性，本文分析了换热器设备几种较常出现的腐蚀问题，探讨了腐蚀发生的具体原因，并且对相应的防腐蚀技术展开了详细研究。

关键词：换热器设备；腐蚀因素；防腐蚀技术
中图分类号：TE986 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2023）07（下）-0166-03
远超自然灾害与各种事故损失的总值。

而国家科技部门、各大行业与公司也逐渐对此问题投入了高度的关注。

对于化工厂而言，腐蚀引起的危害是巨大的，既使得其金属资源受损，还会对其正常生产带来威胁，并且因为腐蚀而引起的设备故障也对让现场职工的生命财产安全造成威胁。

随着腐蚀问题越发受到人们的关注，以腐蚀为主题而开展研究项目也在不断增多。

2 换热器设备的腐蚀因素分析2.1 制造换热器的材质换热器的构成材料除了少部分使用的是不锈钢、铜、钛合金与非金属材料（如石墨、玻璃等），通常主要用到的材料是碳钢。

碳钢除了含有一定的碳外，还会含有少部分的Si、Mn、S、P，其整体的力学性质是由钢材中的碳元素比例所决定的，相较合金钢而言，通常不会掺加过多的合金元素，也正因如此，碳钢容易生锈，耐腐蚀性比较弱，极易引起换热器的腐蚀受损，造成一定的经济损失。

2.2 水质的影响水的含气比例、流动速度、酸碱度、温度、溶解成分都会对换热器腐蚀造成较大影响。

其中，含气比例、酸碱度、溶解成分的影响相对更大，方便采取人工措施进行控制，所以在平时使用时要重视维护工作。

换热器设备中有害性最强的因素便是换热器管道内存在太多空气，这不仅会使得水无法正常循环，并且空气中夹带的氧气也容易引起换热器的腐蚀。

由于空气在水中的溶解度和压力、温度存在直接关联，在水受到加热而温度变高或是抵御管道阻力压降降低时，空气便会从水内溶解出来。

酸碱度越低，则氢的过电位也会越低，阴极反应越容易发生，进入腐蚀速度就会愈快。

所以，在应用冷却液的过程中要注重水质问题，不可随便用水，而是要用具有较高碱性的水，如此便可降低PH 值给换热器带来的腐蚀作用。

水内的一些盐离子，尤其是阴离子，对换热器也存在较强的腐蚀性。

因此，在使用前要对水内离子浓度进行测量，尽可能减小水内溶解的腐蚀性阴离子，添加适量的抗腐蚀材料，能对换热器起到有效的保护效果。

尽管渗铝涂层有着较强的耐高温腐蚀、磨损能力，不过，对于管束和管板连接部位的保护问题迄今尚未得。