摘要：近年来，我国的化工行业有了很大进展，炼油化工热交换器的应用也越来越受到重视。对热交换器在炼油化工生产运行过程出现的腐蚀泄漏问题进行研究，并结合炼油化工设备的实际运行情况，制定出与之相适宜的解决对策与办法，为我国炼油化工产业的发展提供理论依据。
关键词：炼油化工设备；热交换器；腐蚀泄漏；防护措施
引言
热交换器是炼化装置中重要的通用设备之一，具有数量多、分布面广、材质差异大等特点，其性能的优劣直接影响整套装置的平稳运行及企业的综合经济指标。近年来，由于加工原油性质劣化，换热设备的腐蚀问题日益严重。文中主要从热交换器的腐蚀现状、热交换器防护技术以及防腐工作中存在的问题等方面进行详细阐述。
1炼油化工设备热交换器的应用
在生产过程中，炼油化工设备热交换器是一种将热量中的部分能量转移到流体中的装置，我们将其称为热交换器。其主要用于石油化工，煤化工和一些火力发电厂的工业系统。热交换器一般用于生产过程中生产材料的加热、冷却和蒸发，根据其使用目的和热交换分为加热器、冷却器和冷凝器。
2炼油化工生产中热交换器的应用现状
2.1蒸馏装置
炼油化工生产中用到的原油绝大多数属于含硫原油，因为硫可以与空气中的氧气、水发生反应生产二氧化硫、三氧化硫，这些硫化物质具有较强的腐蚀性，它们与金属物质发生反应后，使金属结构变得蓬松、脆弱，进而降低金属材料的性能与质量。例如，在炼油过程原油与某各蒸馏装置分馏塔顶部接触，原油中的硫元素会对分馏塔的顶部产生腐蚀作用；当原油通过冷凝冷却系统时，在硫化氢、硫化氢和水的作用下会加剧腐蚀。尽管不少炼油化工企业将Ni-P、碳钢等作为热交换器的制作材料，但是腐蚀穿孔现象依然频繁发生，导致原油流入壳程汽油中，进而降低生产质量。
2.2焦化装置
某焦化装置低温水－顶循环热交换器管束材质为10钢，于2008－09－18投入使用。2009－10－13发现热交换器泄漏，打开检查后发现管板与换热管焊接处外观良好，换热管外表面腐蚀不严重，对管内清洗后打压回装，水压试验后发现热交换器管束共泄漏14根，且均为管内泄漏。分析结果表明，管内防腐涂层导致出现严重的垢下腐蚀。
2.3电化学腐蚀
在操作过程中，如果流速不均匀，则炼油化工设备的热交换器表面会出现不同的沉积物，这些沉淀物的分布既不规则也不牢固，很容易在某些部位形成裂缝，裂缝内外氧差异形成电化学腐蚀。如果在损坏处附近有间隙和裂缝，则会造成严重损坏，热交换器将具有不同的腐蚀现象，在电化学腐蚀中，其阴极易于还原反应。金属表面引起更大的腐蚀损坏。
3炼油化工设备热交换器的腐蚀问题处理策略
3.1涂抹防腐涂料
在热交换设备上涂抹防腐涂料是一种隔离手段，可将热交换器表面同外界环境隔离开，使防腐涂料能够在热交换器表面形成一层隔离屏障，避免外界环境对热交换器带来伤害，同时提升热交换器的防腐性能。目前炼油化工生产活动中在热交换器上所运用的防腐涂料主要有两种，一种是无机防腐涂料，另一种是金属防腐涂料。运用无机防腐涂料对热交换器表面进行处理时，需要运用喷涂法。在整个喷涂处理过程，施工作业人员严格遵循每一道施工作业工序，完成喷涂工作后，需要运用高温对其实施烘烤处理，以此提升防腐涂层的质量。
3.2密封改良方案
为了确保热交换器的良好密封性能，必须考虑更好的密封材料来解决密封泄漏事件。其中，金属缠绕垫片和波齿复合垫具有较好的密封性能，刚性和强度高于石棉垫片，可以减少垫片的变形，提高热交换器的密封性能。
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3.3牺牲阳极保护法
电化学腐蚀是热交换器运行期间产生的一种现象，如果要规避该现象，需要运用牺牲阳极保护法。当热交换器出现电化学腐蚀时，热交换器的阳极与阴极之间会产生电流，从而对热交换器的金属元件产生一定的腐蚀作用。将低电位金属所产生的腐蚀电流作为高电位被腐蚀体的防腐电流，以此达到牺牲阳极保护阴极的目的。
3.4添加缓蚀剂法
金属的腐蚀是金属在电解质溶液中发生阳极过程和阴极过程的结果，缓蚀剂的加入，可以起到阻滞任何-过程的进行或同时阻滞两个过程的进行，从而减缓腐蚀速度的作用。缓蚀剂加入要在不影响工艺和产品的质量下进行。
3.5采用电化学保护
电化学保护一般指阴极保护，根据极化电流方法的不同，阴极保护可分为牺牲阳极和外加电流阴极保护两种。牺牲阳极保护法是用腐蚀电位比被保护金属腐蚀电位更小的金属或合金与被保护体组成电偶电池，依靠负电性金属不断溶解产生的电流对被保护金属构成保护。一般热交换器中多采用牺牲阳极的阴极保护法，即在水冷器内部安装牺牲阳极减缓设备腐蚀，通常选用镁合金阳极块安装在冷却器管箱或管板上对热交换器进行阴极保护。
3.6扭矩转角法
扭矩转角法就是在预紧时将螺栓于螺母相对转动一个角度（称之为紧固转角），把一个确定的紧固转角作为指标来对初始预紧力进行控制的一种方法。为了使垫片受压均匀，防止垫片压偏造成泄漏，同时要避免垫片被挤入管箱内而受介质冲蚀，螺栓必须对称逐渐紧固。在大法兰上使用液压螺栓张力器测量螺栓的伸长量，以此来测试螺栓的预紧应力。当螺栓群受力不均时，可能引起法兰面变形，使得传力摩擦面的螺栓个数减少，摩擦面之间产生间隙，降低了螺栓的有效作用范围，因而部分螺栓的承载作用被大幅降低，承载力下降。当该节点受到极限载荷的作用时，螺栓在螺栓孔内发生微小的位移，当长期受到温变往复载荷作用时，螺母就会逐渐产生松动。
4炼油化工设备的热交换器常用的清洗方法
4.1化学清洗
由化学清洁溶液产生的化学反应溶解了炼油化工设备表面上的水垢和其他沉积物。化学清洁不需要拆卸炼油化工设备，清洁过程也很简单。缺点是如果没有适当地选择清洁溶液，它将导致炼油化工设备的腐蚀损坏并导致一定的损失。常用的清洁剂包括用于溶解去污的清洁剂，用于通过表面活性作用去污的活性剂清洁剂，以及用于净化化学反应的清洁剂。清洁方法包括循环方法（使用泵以迫使清洁液循环）、浸渍方法（清洁液填充该装置，并且清洁进行一段时间）以及冲击方法。
4.2物理清洗法
物理清洗法是借助机械外力对污垢所产生的粉碎作用，将污垢从设备表面分离出去，以此达到清洁设备的目的。物理清洗法具有较高的安全性、高效性与环保性，整个清洗过程不会出现腐蚀现象，但是无法对内部结构复杂的设备进行清洗，在清洗的过程容易滞留下清洗死角。通常情况下，炼油化工设备所运用到的物理清洗法主要有高压喷射清洁法、超声波清洁法以及管道移动除垢法。
4.3生物方法
利用微生物将设备表面油污分解，转化为无毒无害的水溶性物质。此外，这种清洗方法能把污染物与有机物分解，是真正意义上的环保清洗方法，不会对外界环境产生二次污染，所使用的微生物也是有益菌，其会与油脂发生生化反应，效率较高，且清洁。
结语
综上所述，由于热交换器的性能与质量直接关系到炼油化工生产活动的稳定，因此炼油化工企业要提高对热交换器腐蚀问题的重视程度。从多个视角分析热交换器腐蚀现象的形成原因，并制定出与之相适宜的防护措施与优化办法。
参考文献
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论文作者:杨琪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
标签：热交换器论文; 螺栓论文; 阳极论文; 化工设备论文; 阴极论文; 清洁论文; 电化学论文; 《基层建设》2019年第30期论文;