摘要：随着我国科学技术不断发展，当今化工生产对换热器的生产水平要求也越来越高，但依然会受到腐蚀影响。腐蚀的种类有很多，大体上可以分为三类腐蚀形态，包括应力腐蚀、水质腐蚀、电化学腐蚀。由于不同的腐蚀类型机理不同，因此在防腐措施上也不尽相同，需要针对性采取防腐措施，从而保证换热器的正常运行。这就需要对换热器常见腐蚀进行研究，并采用科学的防腐措施，保证化工生产效率和安全。
关键词：化工换热器；腐蚀；防腐
引言：在化工企业中换热器作为较为重要的设备，由于存在腐蚀问题，相关企业应通过深入研究腐蚀问题与进行定期养护与设置防腐层等形式，达到延长换热器使用寿命与工作效率的目的，促使企业可以获取更大经济效益。
1.化工设备换热器常见的腐蚀问题
1.1化工设备换热器表面磨损腐蚀
化工设备换热器在运行过程中，设备金属构件表面不可避免的会与具有腐蚀性介质进行接触，在相对运动作用下，金属构件表面通过会出现局部磨损腐蚀问题（简称磨损），从而出现设备故障，影响工作质量与安全。由于腐蚀介质形态多样化，可以是液体、气体，也可以是固体颗粒，但总体来看，导致换热器磨损的介质多为高速流体，通过长期不断冲刷破坏金属表面性质，加之受外界环境影响与裸露金属表面腐蚀作用产生合力，加快腐蚀速度，导致设备腐蚀危害。通常情况下不同介质的磨损现象是不同的。例如，气体介质通过长期机械冲刷传热面或加大设备局部表面压力，产生剥蚀作用，腐蚀金属表面；在腐蚀介质长期机械冲刷的同时，换热器组成结构，如折流板等会因微振动、振动问题出现磨损，形成设备腐蚀故障。
1.2化工设备换热器换热管“水”侧腐蚀
资料分析与实践工作经验总结发现，换热器在运行过程中，其热交换介质“水”同样会对换热器产生腐蚀作用。追其原因发现，在化工产品生产过程中，所使用的水pH值相对较低、溶解氧含量相对较高，且在热能转换过程中，存在水汽渗透与阴离子侵蚀现象，从而导致设备出现腐蚀问题。因此，为改善化学（电化学）腐蚀问题，需提升换热器换热管抗腐蚀与抗水汽渗透能力，增强其导热与耐高温性能。
1.3化工设备换热器内部沉积物下的电化学腐蚀
换热器在运行过程中，当一些介质出现不均匀流动或堵塞问题时，换热器内部将出现沉积物。而通常情况下这些沉积物性质并不稳定，存在形态多样化特征。当部分沉积物随介质流动而运动时与换热器金属表面相接触，长期作用下使金属表面出现腐蚀，同时部分沉积物附着在局部裂缝处，与外界氧气作用出现电化学腐蚀问题。例如，发生阴极还原反应，还原碱性溶液或酸性溶液，加大腐蚀力度；发生阳极氧化反应，导致设备金属物质溶解，加大腐蚀力度。
2.化工设备换热器防腐措施分析
引起换热器锈蚀的主要原因是来源于换热器内部的腐蚀介质长期与换热器内壁进行接触，导致换热器内壁金属表层与锈蚀物质进行反应，从而造成腐蚀现象。下文重点给出几种换热器防腐措施，希望能给相关人士提供参考依据。
2.1涂抹防腐涂层
引起换热器锈蚀的主要原因是来源于换热器内部的腐蚀介质长期与换热器内壁进行接触，导致换热器内壁金属表层与锈蚀物质进行反应，从而造成腐蚀现象。基于此，在换热器内层涂抹上一层防腐材料，便可有效控制防腐情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，防腐涂层可以是高温涂料、防溶剂涂料、重防腐涂料、以及放油等具有防腐作用的材料，从而达到提高防腐功效的目的。由于换热器防腐材料生产商不同、生产工艺不同，致使材料之间差异较大，严重影响化工设备换热器防腐稳定性，因此为了提高化工设备换热器防腐效率，有关部门除了应加强防腐材料的验收与检查外，国家还应通过立法来约束换热器防腐材料生产行为，对生产经营劣质防腐材料的企业给予严厉打击与处罚，从而提高防腐材料综合质量。防腐材料之所以可以起到防腐作用，是因为在金属表层与腐锈物质之间形成了一层无机涂层防护膜，使得换热器内部不与其直接接触[1]，从而达到防腐目的。此外，通过电镀、火焰喷涂、涂喷、蒸汽镀以及包镀等金属涂层措施，均可有效防止换热器内部出现锈蚀现象。其中，在进行换热器内部喷涂操作后，应落实高温烘烤操作，使得喷涂更具防腐效用。由于金属涂层在应用一段时间后会出现脱落、变形等现象，从而降低防腐作用，因此无论应用金属涂层还是无机涂层，均需要确保内层表面完整，同时避免出现在防腐层表面出现微孔以及涂料不均匀等问题，从而避免换热器局部出现严重腐败现象。为了提高防腐涂层质量，涂层操作人员应确保涂层过程中无麻点、无裂纹、无漏涂以及无针孔，且涂层表面光滑平整薄厚均匀。虽然，较厚的涂料层可有效避免设备产生锈蚀现象，但是并不是防腐层越厚越好，较厚的防腐层会降低换热器的热传导功能，致使漆膜质量较低，容易出现碎裂。因此，防腐层厚度应合理控制，与设备实际需求相符即可。
2.2牺牲阳极保护法
首先，碳素钢的电化学腐蚀。碳素钢在电解质溶液中(例如水)会形成微电池。碳素钢的基本金相组织为铁素体(Fe)和渗碳体(Fe3C)，其中铁素体的电极电位较低，而成为微电池的阳极，渗碳体则成为阴极。另外，牺牲阳极保护法。发生电化学腐蚀时，阴阳极之间产生腐蚀电流。采用电极电位比被防腐体低的金属并与被防腐体接触，利用低电位金属的腐蚀电流，作为高电位被防腐体的防腐蚀电流，这种防腐蚀方法称为牺牲阳极保护法。牺牲阳极材料的选择为碳素钢，碳素钢的基本金相组织是铁素体(Fe)，由表查出比Fe标准电极电位低的材料。若选择铝作为阳极，容易形成氧化膜，反而不产生腐蚀电流。其他材料则比较昂贵，所以选择锌作为牺牲阳极比较合适[2]。
2.3对换热器定期检修
换热器作为企业生产中较为常用的设备，会存在一定的损耗情况，为了提高化工设备运行效率与使用寿命，企业应委派专员或成立小组，对换热器落实定期检修与维护，促使换热器在工作中出现的问题可得到及时解决，避免因出现较大故障而影响换热器整体质量。换热器的日常维护较为简单，主要是对设备落实高效的清洗工作，确保化工设备换热器不会受到污垢以及微生物的影响而出现腐锈现象，从而提高换热器的工作质量与应用效率。为了使换热器日常维护工作更加高效，可从两个方面进行分析：一是制定换热器日常维护制度。在企业认识到化工设备换热器重要性基础上，应根据企业内部情况，合理规划换热器防腐检查工作，并通过编制奖罚分明的日常维护制度，促使员工明确换热器防腐重要性，为落实具体工作提供依据；二是定期培训员工防腐措施。随着时代与科学技术的发展，促使换热器防腐措施也会不断创新，因此企业应定期对员工进行培训，贯彻落实换热器新理念，使得换热器防腐工作与时俱进，提高防腐工作效率。
结论：
简而言之，所有化工装置中，换热器的腐蚀形态比较接近，因此可以将腐蚀类型分为：沉积物引起的电化学腐蚀；负荷应力、热应力引起的应力腐蚀；入口处流速较高磨损腐蚀；溶解氧腐蚀和材质问题。另外，根据换热器的腐蚀状态、现场的实际条件，采用不同的防腐措施[3]。
参考文献：
[1]胡培远,高源.化工换热器的腐蚀问题及防腐措施[J].化工管理,2017(08):10-11.
[2]时黛,金鑫,林国庆,高嵩.化工设备腐蚀与防腐管理[J].吉林化工学院学报,2016,33(07):26-29.
[3]苏凯,王勇.换热器腐蚀与防护的现状与展望分析[J].制冷与空调(四川),2018,28(04):496-500.
论文作者:石俊峰,李军,陈建华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：换热器论文; 涂层论文; 化工设备论文; 介质论文; 阳极论文; 电化学论文; 沉积物论文; 《基层建设》2019年第15期论文;