燃?xì)鉄崴鲹Q熱器腐蝕產(chǎn)物分析及防腐措施

梁欣

摘要：燃?xì)鉄崴鲹Q熱器是一種常用的換熱器，在燃?xì)饩咝袠I(yè)上較為常見，具有極大的應(yīng)用價(jià)值，但是在進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，腐蝕現(xiàn)象也是一種常見現(xiàn)象，會(huì)對(duì)其性能造成影響。文章首先進(jìn)行其腐蝕產(chǎn)物及原因的分析，使大家可以對(duì)其增加認(rèn)識(shí)，然后進(jìn)行其改善措施的分析，在一定程度上對(duì)其腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行改善。

關(guān)鍵詞：燃?xì)鉄崴鲹Q熱器；腐蝕產(chǎn)物；防腐措施

引言

天然氣是燃?xì)鉄崴鲹Q熱器進(jìn)行作用的主要物質(zhì)，對(duì)于其性能具有一定的影響。腐蝕現(xiàn)象是造成燃?xì)鉄崴鲹Q熱器性能下降的主要原因，需要對(duì)其進(jìn)行一定的重視。

1、腐蝕產(chǎn)物及原因

1.1沖刷腐蝕

EB301的作用主要是以裂解氣作為媒介進(jìn)行，其溫度在83.6到39℃之間，壓力通常穩(wěn)定在0.157MPa，急冷水是其發(fā)揮作用的主要媒介，其溫度在32.8到36.9℃之間，壓力通常穩(wěn)定在0.45MPa；EB302的作用也是以裂解氣作為主要媒介進(jìn)行，其溫度在84.8到39℃之間，壓力通常穩(wěn)定在0.412MPa，急冷水是其發(fā)揮作用的主要媒介，其溫度在32.8到36.9℃之間，壓力通常穩(wěn)定在0.45MPa。將換熱器打開后發(fā)現(xiàn)其管束的腐蝕比較嚴(yán)重，尤其是在管板與其支撐板中間，腐蝕產(chǎn)物是一種片狀物體，而且具有一定的粘性。

1.2換熱器 EB301 腐蝕分析

通過(guò)EB301換熱管表層的掃描對(duì)其進(jìn)行觀察，同時(shí)利用X 射線能譜進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)其垢層各元素的分析，發(fā)現(xiàn)元素的具體情況如下表1。

沖刷腐蝕是由于其設(shè)備的表面是受到流體巨大的沖擊，從而造成其表面材料的損壞，該腐蝕時(shí)由于物理與化學(xué)雙重原因同時(shí)進(jìn)行在造成的，從分析得到的結(jié)果可以看出，其組成主要有C、N、P、Fe、O、S六種元素，其反應(yīng)過(guò)程為：

鐵元素在陽(yáng)極失去兩個(gè)電子形成二價(jià)鐵離子，水在陰極得到兩個(gè)電子形成氫氧根。六種元素中的硫元素對(duì)反應(yīng)進(jìn)行催化，使其反應(yīng)速度得到提高，但是六種元素中的鐵比較少，主要存在兩方面的原因：其一，在換熱器的管束的表層存在的垢層與電化學(xué)沒有必然的聯(lián)系，是由于流體的沖擊造成的；其二，流體將其表層的腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行了一定程度的沖洗[1]。

1.3換熱器EB302腐蝕分析

通過(guò)進(jìn)行EB302換熱管表層的掃描對(duì)其進(jìn)行觀察，同時(shí)利用X射線能譜進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)其垢層各元素的分析，發(fā)現(xiàn)元素的具體情況如上表2。

從上表中可以看出，其組成主要有C、O、P、Fe、S五種元素，其中S元素是造成腐蝕的主要原因，也就是說(shuō)在腐蝕產(chǎn)物中有硫化亞鐵的存在，主要的化學(xué)反應(yīng)為：鐵原子在陰極失去兩個(gè)電子產(chǎn)生二價(jià)鐵離子，其中H2S對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行一定的催化，使其進(jìn)行二次反應(yīng)，產(chǎn)生硫化亞鐵沉淀物，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù)，但是在其應(yīng)用的過(guò)程中，由于受到流體一定速度的侵襲，使其保護(hù)膜脫落，金屬層重新暴露，從而造成更大強(qiáng)度的腐蝕作用，該反應(yīng)對(duì)設(shè)備的腐蝕過(guò)程進(jìn)行了一定的催化，造成其腐蝕現(xiàn)象的強(qiáng)化。

1.4垢下腐蝕

在對(duì)燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)行研究的過(guò)程中，將其箱體打開進(jìn)行其循環(huán)水側(cè)設(shè)施的觀察發(fā)現(xiàn)其存在著一定量的沙狀沉淀物在其設(shè)施表面粘連，通常情況下，存在兩方面原因：其一，是其旁濾系統(tǒng)的工作存在一定的漏洞；其二，是工作人員在進(jìn)行工作時(shí)，沒有將其施工過(guò)程中遺留的材料進(jìn)行徹底的清除。這些雜物在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)過(guò)水循環(huán)流進(jìn)換熱器內(nèi)部，在其管道周邊造成堵塞，從而造成垢下腐蝕現(xiàn)象，本次研究中，我們使用的設(shè)備，其進(jìn)行裂解作業(yè)時(shí)，碳鋼是其進(jìn)行作業(yè)的主要材料。鐵在陽(yáng)極失去兩個(gè)電子后形成二價(jià)鐵離子，陰極的水分子在得到其電子后形成氫氧根離子，二價(jià)鐵離子在水中發(fā)生水解反應(yīng)生產(chǎn)Fe（OH）2，所以造成其垢下腐蝕有兩方面的原因：其一，是由于水質(zhì)這成雜質(zhì)以及銨鹽等物質(zhì)的產(chǎn)生，該物質(zhì)在金屬表面堆積從而形成電位差，進(jìn)行電化學(xué)父方面的反應(yīng)從而造成垢下腐蝕現(xiàn)象；其二，其進(jìn)行電化學(xué)方面的腐蝕過(guò)程中存在一定的自催化能力，從而加快了其產(chǎn)生垢下腐蝕的速率[2]。

2、改善措施

2.1改變其進(jìn)出水位置

通常，換熱器實(shí)現(xiàn)換熱的原理為：從燃燒室流出溫度較高的煙氣，流經(jīng)整個(gè)換熱器內(nèi)部，流入其底部位置，溫度較高的煙氣和換熱器內(nèi)部表面實(shí)現(xiàn)換熱，換熱器內(nèi)部表面的煙氣在流動(dòng)過(guò)程中，具有較高厚度的流動(dòng)邊界，其溫度的跨度比較大，由于其冷水的溫度極低，可以使其內(nèi)部表面的溫度瞬間降至酸露點(diǎn)以及水露點(diǎn)之下，使其煙氣中含有的蒸汽瞬間凝固，如果將其冷水進(jìn)水口和熱水進(jìn)水口位置互換，可以使其煙氣和冷水的溫差降低，使其生成冷凝水的含量降低，從而達(dá)到減腐的目的[3]。使其冷水由換熱器的頂部流入，實(shí)現(xiàn)與溫度較高煙氣的換熱；熱水由換熱器的底部流入，實(shí)現(xiàn)與溫度較低的煙氣的換熱，使其生產(chǎn)的酸性冷凝液體大量降低，但是也會(huì)在一定程度上對(duì)其傳熱的功能造成干擾。

2.2建立防腐層

造成該換熱器腐蝕的原因通常為過(guò)?？諝饧捌淅淠焊g表面，為了對(duì)該種情況下的腐蝕進(jìn)行控制，在其銅肋片表面以及殼體內(nèi)部表面進(jìn)行防腐涂料的涂刷，通過(guò)該方法，可以使其腐蝕現(xiàn)象得到明顯的改善，實(shí)現(xiàn)其防腐性的提高。通常情況下，在進(jìn)行防腐層材料的選取過(guò)程中，對(duì)其耐腐蝕性具有極高的要求，同時(shí)也需要其對(duì)高溫具有一定的耐受力，而且其透氣性以及防滲水的能力也需要進(jìn)行一定的提高。

3、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)腐蝕作用的改善，可以使該換熱器性能得到一定的改善，在一定程度上，也會(huì)其使用壽命得以延長(zhǎng)，需要對(duì)其進(jìn)行一定的推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]張迎旭，黃小美，王菲，等.燃?xì)鉄崴鲹Q熱器腐蝕產(chǎn)物分析及防腐措施[J].煤氣與熱力，2016，36（8）：33-37.

[2]李文娟.冷凝式燃?xì)鉄崴鲹Q熱器低溫腐蝕原因及改進(jìn)[J].煤氣與熱力，2016，36（5）：27-29.

[3]楊瑞，戰(zhàn)洪仁，程麗華，等.換熱器腐蝕類型分析及防腐對(duì)策研究[J].廣東化工，2015，42（17）：147-148.