換熱器在煉油工業(yè)中的應(yīng)用是十分廣泛的,其重要性也是顯而宜見(jiàn)的,換熱設(shè)備利用率的高低直接影響到煉油工藝的效率以及成本的費(fèi)用問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)換熱器在化工建設(shè)中約占投資的1/5,因此,換熱器的利用率及壽命是值得研究的重要問(wèn)題。由換熱器的損壞原因來(lái)看,腐蝕是一個(gè)十分重要的原因,而且換熱器的腐蝕是大量的普遍存在的,能夠解決好腐蝕問(wèn)題,就等于解決了換熱器損壞的根本。要想防止換熱器的腐蝕,就得弄清楚腐蝕的根源,現(xiàn)就換熱器的腐蝕的原因從以下幾方面進(jìn)行討論。

1·換熱器的用材的選擇 使用何種材料的決定因素是其經(jīng)濟(jì)性,管子材料有不銹鋼,銅鎳合金,鎳基合金,鈦和鋯等,除了工業(yè)上不能使用焊接管的情況以外都使用了焊接管,耐蝕材料僅用于管程,殼程材料是碳鋼。 

2·換熱器的金屬腐蝕

2.1 金屬腐蝕的原理 金屬腐蝕是指在周?chē)橘|(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)的作用下,并且經(jīng)常是在和物理、機(jī)械或生物學(xué)因素的共同作用下金屬產(chǎn)生的破壞,也即金屬在它所處環(huán)境的作用下所產(chǎn)生破壞。

2.2 換熱器幾種常見(jiàn)的腐蝕破壞類型

2.2.1 均勻腐蝕 在整個(gè)暴露于介質(zhì)的表面上,或者在較大的面積上產(chǎn)生的,宏觀上均勻的腐蝕破壞叫均勻腐蝕。

2.2.2 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(guò),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。

2.2.3 選擇性腐蝕 合金中某一元素由于腐蝕,優(yōu)先進(jìn)入介質(zhì)的現(xiàn)象稱為選擇性腐蝕。

2.2.4 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。

2.2.5 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。

2.2.6 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(guò)程加速的一種腐蝕。

2.2.7 晶間腐蝕 晶間腐蝕是優(yōu)先腐蝕金屬或合金的晶界和晶界附近區(qū)域,而晶粒本身腐蝕比較小的一種腐蝕。

2.2.8 應(yīng)力腐蝕破裂(SCC)和腐蝕疲勞SCC是在一定的金屬一介質(zhì)體系內(nèi),由于腐蝕和拉應(yīng)力的共同作用造成的材料斷裂。

2.2.9 氫破壞 金屬在電解質(zhì)溶液中,由于腐蝕、酸洗、陰極保護(hù)或電鍍,可以產(chǎn)生因滲氫而引起的破壞。

3·冷卻介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕的影響 工業(yè)上使用超多的冷卻介質(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: 

3.1 溶解氧 水中的溶解氧是參加陰極過(guò)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行為的超重要因素。

3.2 其他溶解氣體 在水中無(wú)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(méi)有影響。H2S促進(jìn)銅和鋼的腐蝕,但對(duì)鋁無(wú)影響。SO2降低了水的pH值,增加了水對(duì)金屬的腐蝕性。

3.3 硬度 一般說(shuō)來(lái),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。

3.4 pH值 鋼在pH>11的水中腐蝕較小,pH<7時(shí)腐蝕增大。

3.5 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。

3.6 垢的影響 淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢層對(duì)傳熱不利,但是有利于防止腐蝕。

4·傳熱過(guò)程對(duì)腐蝕的影響 金屬在有傳熱和沒(méi)有傳熱的條件下,腐蝕行為是不相同的。一般說(shuō)來(lái),傳熱使金屬的腐蝕加劇,特別是在有沸騰、汽化或過(guò)熱的條件下更明顯。在不同介質(zhì)中,或?qū)Σ煌慕饘?傳熱的影響也不相同。