换热器的腐蚀与防护

变换工序换热器的腐蚀及防护在化工、石油、能源等行业中，换热器是一种重要的设备，主要用于物料的加热、冷却、蒸发等操作，其工作条件常受到高温、高压、腐蚀等环境因素的影响。

特别是在变换工序中，换热器的腐蚀问题更为突出。

本文将介绍变换工序换热器的腐蚀形式和防护措施。

腐蚀形式海水堵塞腐蚀当换热器中使用的冷却水为海水时，海虫、海草等生物会滋生并附着在管壳内壁上，从而形成海水堵塞层，增加了换热器中流体的阻力，并加速了管壳的腐蚀。

此外，海水中的氧化物、盐类等物质也会对管壳造成腐蚀影响。

内部结垢腐蚀冷却水中的杂质、离子等物质容易在管内壁上结晶，形成结垢。

结垢不仅增加了管壳的阻力，影响换热器的工作效率，而且结垢层容易积累沉淀物，从而加速管壳的腐蚀速度。

腐蚀介质的影响换热器中涉及到的化学介质也会对管壳的腐蚀造成影响。

一些化学介质具有强腐蚀性，比如含有酸、碱、氯、氧化剂等成分的介质，易腐蚀管壳。

此外，温度、流速等因素也会对介质的腐蚀影响产生重要作用。

防护措施材质选用钛合金、不锈钢等耐腐蚀材料的使用可以有效减缓换热器的腐蚀速度，并提高其使用寿命。

同时，选用合适的材料还可以避免内部产生结垢、生物堵塞等问题。

物料处理对于海水冷却的换热器，可以采用增加循环水量、增加洗净净化器次数等方法来预防海物堵塞层形成。

对于含有杂质的介质，可以采取过滤、沉淀等物料处理方法。

附加屏障将防护性涂层或附加屏障于管壳表面可有效预防介质对换热器的腐蚀。

一些现代化的涂层技术，如电镀、喷涂、静电喷涂等，作为化学、物理双重防腐层，能够形成有机底涂、中间涂及表面涂的防腐涂层。

管壳维护定期清洗管道壳体，具有长期的维修保养策略，可以大大减缓管道腐蚀速度，提高管道的使用寿命。

在现代化维护中引入新型检测技术，如非接触式检测、张力维持等，坚持维修策略中的“以人为本”，努力打造维护战略。

结论变换工序换热器的腐蚀和防护问题是常见的技术难点。

只要采取合适的防护措施，可以在一定程度上减缓腐蚀速度，并提高其运行寿命，从而实现更加高效稳定的生产。

换热器是石油、化工、冶金、动力、粮油、制冷、食品加工和国防工业等领域中广泛应用的一种通用工艺设备。

在石化厂中，换热器投资约占总投资的20%以上，占设备总质量的40%以上。

换热器的作用有两个：一是通过热交换是物流的工艺温度达到规定温度的要求，以完成加热、冷却、蒸发和冷凝等工艺过程；二是可有效地利用热源，它在余热回收等方面已成为必不可少的设备。

但是，有的热交换器工作条件是在高温、高压下进行行，比如工作介质的压力最高可达250 MPa，操作温度最高达1000～1500℃；有的其工作流体具有易燃、易爆、有毒、腐蚀性特点，加之化工、石化生产要求处理量大、连续性强，因此，这就给换热器正常运行带来了一定的困难，稍有不慎就会发生事故，危及职工的生命安全。

据国外化工设备损坏情况统计资料介绍，换热器的损坏率在所有化工设备损坏的比例中所占的比重最大，为27.2%，远远高于槽、塔、釜的损坏率（17.2%）。

据原化工部1949～1982年小石化生产的不完全统计，换热器发生爆炸事故共21起，伤亡人数102人。

1973～1983年小氮肥发生热交换器爆炸事故共16起，伤亡人数12人。

据国家质检总局特种设备安全监督局不完全统计，截止到2012年年底全国29个省、自治区、直辖市发生换热器严重泄漏爆炸事故218起，死亡人数412人。

热交换器的事故类型主要有燃烧爆炸、严重泄漏和管束失控三种。

其中设计不合理、制造缺陷、材料选择不当、腐蚀严重、操作失误和维护管理不善是导致换热器发生事故的主要原因。

下面由小七告诉大家，有那三个比较容易引发事故。

1燃烧爆炸事故原因：①自制换热器，盲目将设备结构和材料做较大改动，制造质量差，不符合压力容器规范，设备强度大大降低。

②焊接质量差，特别是焊接头处未焊透，又未进行焊缝探伤检查、爆破试压，导致焊接头泄漏或产生疲劳断裂，进而大量易燃易爆流体介质溢出，如遇明火，便发生爆炸。

③由于腐蚀（包括应力、晶间腐蚀）引起耐压强度下降，致使管束失效或产生严重泄漏，遇明火发生爆炸。

化工设备换热器的常见腐蚀分析与防腐探讨作者：罗永恒来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第12期摘要：换热器是化工生产流程中的重要设备类型，对于维持化工材料温度与设备运行工况条件有着重要的作用，换热器腐蚀作为现阶段化工设备中最常见的腐蚀之一，日益引起人们的重视，本文以阐述了换热器工作特点，对当前化工换热器的常见腐蚀问题进行了分类研究，并结合其现状提出行之有效的解决措施，以供相关单位参考。

关键词：换热器；腐蚀分析；防腐通常能将冷、热流体之间的能量进行转换的设备，被我们称作热交换器，也可称为换热器。

换热器普遍使用在石油化工、煤化工和热电厂等场所，并且用量巨大。

但就化工行业生产现状而言，换热器腐蚀问题较为严重，限制了化工企业的进一步发展。

1 化工换热器的工作原理及特点化工换热器主要通过传热管实现管程与壳程之间的热交换，而且通过壳体内部增加折流板的方式，使壳程流动更加复杂，增大换热面积的同时，实现更好的热量传递效果。

化工领域中使用的换热器有多种，具体有浮头式换热器、管板式换热器、U型管式换热器，其中最为常见的就是浮头式换热器，具体结构见下图1，其中B流体为管程介质，A流体为壳程介质，通过管束实现介质的隔离与换热。

化工企业中换热器的内部介质大多具有易燃、易爆、有毒、有害等特点，而且在高温、高压状态下极易出现腐蚀与泄漏的问题，这不仅影响了企业的连续生产运行，也对企业的安全生产造成了极为不利的影响。

2 化工换热器腐蚀问题研究2.1 内表面腐蚀分析2.1.1 换热器内部沉积物造成的电化学腐蚀如果出现温度、压力不稳定等因素就会造成介质在换热器内部堵塞或不均匀流动，并且由于介质中必然会含有一些杂质，因此会在换热管内部形成沉积物，而且由于沉积物没有独特的形状，伴随流体流动，也会逐渐向管板一侧移动，这些沉淀物的不连续性和不均匀性，在一定程度上符合了腐蚀特性，然而换热管中缝内外的氧气浓度也存在着一定的差异，这些条件都在一定程度上会促进了电化学腐蚀反应的发生。

2017年11月换热器的腐蚀原因及防腐措施的高效利用武志民郑喜明(唐山三友硅业有限责任公司,河北唐山063305)摘要：在化学工业中，换热器的腐蚀问题是一直存在的问题，严重影响化工行业的安全、正常运转，所以，换热器的防腐成为化工企业的一项重要任务，成功的防腐能够提高化工厂的生产效率，解决安全隐患。

为了从根本上解决腐蚀问题，首先就得了解发生腐蚀的真正原因，然后对症下药，高效利用防腐措施。

本文将从这两个方面进行探讨。

关键词：换热器；腐蚀原因；防腐措施换热器也可以称作热交换器，他的主要功能就是将热流体与冷流体之间的热量进行相互相换。

换热器在我国的使用已经非常广泛，技术已经达到成熟状态，早我国的各个行业中可见其踪影，特别是化工行业。

然而，由于使用频率较高，使用环境复杂恶劣，换热器经常出现故障，最常见的就是腐蚀，相关数据表明，在换热器的损坏中，90%的故障都是由腐蚀引发的。

所以，换热器的腐蚀问题成为化工行业的一个难点也是重点。

1换热器的腐蚀原因1.1电化学腐蚀当换热管中流体发生相对流动，由于流动速度的不均匀，或者某些特定情况下，流体不发生流动，这时候就会产生沉积物。

这些沉积物经过长期的积累，同时随着流体缓慢流向金属表面，在金属表面形成马蹄形的凹槽或深谷形状。

换热器的腐蚀连续不牢固性、并且具有不均匀性的特点，在缝内外，沉积物的含量不一，存在很大的差别，这几形成了电化学腐蚀。

无论是阳极还是阴极发生反应，都会造成腐蚀现象。

当发生阳性反应，就会出现金属逐渐溶解，当发生阴极还原反应，换热器中的物质会被还原成中性或者碱性的溶液，一旦出现腐蚀产物，就会造成散热器缝内外的化学成分不平衡，出现严重腐蚀。

1.2高温氢损伤导致的腐蚀现象在高温、高压的环境条件下，氢气发生扩散，进入钢材内部，和钢材内不稳定的碳化物发生化学反应，产生甲烷等气体，这样一来，钢材碳含量急剧下降，出现脱碳现象，降低了钢材的硬度。

同时，甲烷气体没有及时从钢材中逃逸出来，聚集在晶界和附近的空隙中，由于处于高温高压环境中，就会导致钢材表面出现微小的裂缝和鼓包，降低钢材的延伸性和硬度，随着碳元素的大量流失，钢材性能越来越差，表面出现越来越多越来越大缝隙。

常减压蒸馏装置常顶换热器腐蚀原因分析及相应策略摘要：炼油企业是石油化工行业的重要组成部分，为行业经济的发展贡献了更多的力量。

蒸馏装置是企业日常生产中常用的装置，常减压蒸馏是生产过程中的关键工序，其中，常顶换热器腐蚀是企业面临的最头疼问题，虽然在此方面已经给予了改进，但腐蚀、裂纹依旧存在。

基于此，文章以某炼油企业的常顶换热器腐蚀情况为例，分析了常减压蒸馏装置常顶换热器出现腐蚀的原因，给出了预防腐蚀的策略和建议，旨在保证常减压蒸馏装置的安全、稳定运行，推动炼油企业的健康发展。

关键词：常减压蒸馏；常顶换热器；腐蚀原因；预防策略前言在炼油企业的生产中，常减压蒸馏几乎是每个炼油厂的首要生产工序，因为常减压蒸馏装置的常顶换热器所处的工作环境较为复杂，腐蚀问题比较常见，较大程度地影响着装置的稳定性与可靠性，制约着企业的发展。

现今，一些炼油企业已经落实了必要的防护措施，但效果不是很明显，无法在根源上解决腐蚀问题，所以针对常减压蒸馏装置常顶换热器腐蚀原因与预防策略展开分析和研究显得极为必要。

1常减压蒸馏装置常顶换热器出现腐蚀的原因1.1某炼油企业的常顶换热器腐蚀情况该炼油企业在生产中应用的常减压蒸馏装置为10MT/a，在定期检修时发现碳钢材质的常顶换热器管束的表面有微小的腐蚀裂纹，并且有加重的趋势。

通过检测其出口管线的成分，均在标准之内。

所以要对该装置的腐蚀原因与解决措施进行分析和探讨。

1.2常减压蒸馏装置所处的环境因素第一，常顶油气系统受到腐蚀的首要因素来自生产工序中产生的氯化氢、硫化氢以及水等，比如，原油脱盐中遗留的有机氯，在装置的某些高温部位（如炉管）会分解成氯化氢。

不仅如此，处理后的原油依然遗留了部分弱碱类无机盐（氯化钙、氯化镁等），也会水解为氯化氢。

因为该物质属于挥发性酸，会随着蒸馏阶段产生的水分与轻组分来到常顶系统。

原油所含的硫化氢在常压炉内被分解，会生成高腐蚀性的活性S，这些物质也会侵入系统。

在蒸馏工序中，原油、塔底吹汽、电脱盐注水、塔顶防腐注水等带来的水分，若转变成液态，同氯化氢、硫化氢等发生反应，就会形成腐蚀常顶油气系统的环境，即：HCl+H2S+H20[1]。

腐蚀与防护、换热器题库您的姓名： [填空题] *_________________________________一、选择题1、多选题，下列那些说法是错误的?（）A、装置的腐蚀性介质全部来自于原油。

(正确答案)B、加氢装置工艺防腐的注水措施中应保证总注水量的25%以上在注水部位为液态。

C、湿硫化氢腐蚀包括全面均均匀腐蚀、SSC、HB、HIC、SOHIC。

D、冷凝水的PH值越高，碳钢的均匀腐蚀速度越高。

(正确答案)2、对于临氢设备管线，如果系统中含有H2S，则选材要依据B曲线进行。

如果不含H2S，则依据（）曲线选材。

[单选题]A、修正的McConomyB、Couper-CormonC、CorrosionD、Nelson(正确答案)3、关于高温硫腐蚀，说法不正确的是（）。

[单选题]A、原油中的总含硫量与原油腐蚀性之间并无精确的关系。

B、含硫化合物的腐蚀作用与温度有直接的关系。

C、高温硫腐蚀是化学腐蚀。

D、原油中的总含硫量与高温硫腐蚀速率成正比关系。

(正确答案)4、关于环烷酸腐蚀，说法不正确的是（）。

[单选题]A、环烷酸腐蚀是化学腐蚀。

B、环烷酸腐蚀的温度范围一般在200~400℃，温度越高，腐蚀速率越大。

(正确答案)C、环烷酸腐蚀速率及腐蚀形态与流速相关，在高流速部位腐蚀特别严重。

D、一般来说，原油酸值在0.5mgKOH／g以上即能引起显著的环烷酸腐蚀。

5、API571-2011《炼油厂设备损伤机理》中列出（）种与腐蚀有关的设备损伤模式。

[单选题]A、48B、52C、66(正确答案)D、746、多选题，在常减压蒸馏装置、催化重整装置、加氢装置等三类装置都可能发生的腐蚀类型有（）。

A、盐酸腐蚀(正确答案)B、NH4Cl腐蚀(正确答案)C、高温硫腐蚀D、环烷酸腐蚀7、循环水冷却器中，为了减轻循环水侧的腐蚀，如果循环水走管程，其流速应控制不低于______，如果循环水走壳程，其流速应控制不低于______。

换热器的腐蚀与防护措施腐蚀特征换热器的主要腐蚀部位是管子、管子与管板连接处及壳体。

1)管子的腐蚀管子的腐蚀有全面腐蚀与局部腐蚀两种。

全面腐蚀减薄时，寿命可以预测，局部腐蚀减薄如下图离管子入口端40~50mm处的管端腐蚀是最容易发生的，这与入口介质的涡流磨损与腐蚀共存有关，管子内侧有残留物堆积或粘着也易产生点腐蚀。

2)管子与管板连接处的腐蚀腐蚀主要分布在管板边、管板孔与管子之间的缝隙区，对单纯的强度胀接，会产生应力腐蚀裂纹。

3)壳体的腐蚀壳体及其附件完全是焊接结构，因此焊缝及热影响区易发生腐蚀、裂纹，特别是处理腐蚀性介质时，由于焊接质量不好更容易发生。

当壳体材质与折流板材质的电解电位不同，折流板材质的电位高于壳体，且壳侧介质为电解质时，壳体内侧因此受电化学腐蚀，尤其当电解质是含离子化合物的水时腐蚀更剧烈。

这种腐蚀易发生在卧式换热器的下部，如下图所示。

防止此类腐蚀的方法：(1)壳程为电解质时，应避免选用不同电解电位材质的折流板；(2)在已制成的换热器中有折流板对壳体的电化学腐蚀，要做到定期检查，折流板部分的壳体要重点检查；(3)对已造成的壳体减薄，检修时对减薄部分堆焊；(4)壳体外侧进行补强；(5)对必须采用高电位折流板的壳体内侧应作贴衬处理。

防腐蚀措施防止换热器腐蚀的最根本的方法是采用能耐介质腐蚀的金属和非金属材料，或采取有效的防腐蚀措施。

1)金属隔离层在换热器与腐蚀介质接触的表面，通过一定的方法覆盖上一层耐腐蚀性较强的金属或合金，隔绝腐蚀介质与换热器的表面接触，常用的方法有衬里、金属堆焊、复合板、复合管和金属喷涂、渗金属等。

2)涂料保护在换热器与腐蚀介质接触的表面，通过一定的涂覆方法，覆盖上一层耐腐蚀的涂料保护层，以避免与腐蚀介质直接接触，这是一种最经济有效的方法。

对防腐涂料的要求有以下三点：(1)涂层要有较好的耐蚀性。

涂料所形成的涂层，在接触各种酸、碱、盐、工业污水和污染大气等腐蚀介质时，应比较稳定，涂层既不能被腐蚀所溶解、溶胀或分解，也不能与介质起化学反应生成新的有害物质。