如何防止板式换热器腐蚀
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如何防止板式换热器腐蚀?1、板式换热器腐蚀的原因(1)换热器的选材:换热器主要采用碳钢、不锈钢、钛板、SMO254、哈氏合金等金属材料,针对不同的介质选用相应的耐腐蚀金属材料,材料选用不当会加重腐蚀,严重影响换热器的使用寿命。
(2)温度的腐蚀是一种化学反应,有资料显示,每升温10℃,腐蚀速度约增加1-3倍。
但也有例外情况,当升温可以降低其他腐蚀因素的作用时,温度对腐蚀的影响也会降低。
(3)介质中一定浓度的有害杂质(如氯离子、硫离子、氨离子等)的长时间接触,在某些情况下会引起严重腐蚀。
(4)介质的浓度对换热器腐蚀的影响也不一样。
例如在盐酸中,浓度越大腐蚀越严重。
而碳钢或不锈钢在浓度为50%左右的硫酸中腐蚀最严重,而当浓度增加到60%以上时,腐蚀反而急剧下降。
(5)PH值对金属腐蚀也有一定的影响。
在换热系统介质中,PH<7时,在金属表面形成的氧化膜,失去了保护作用,造成金属腐蚀。
2、板式换热器腐蚀的类型(1)均匀腐蚀接触介质的金属表面全部或大部分被腐蚀,导致金属均匀减薄,最后损坏。
(2)点蚀使局部金属表面的钝化膜破坏,形成尺寸小于1mm的穿孔或蚀坑。
(3)缝隙腐蚀腐蚀产生在金属零件的缝隙处,由于滞留介质的电化学不均匀性而导致的。
主要发生在板片和密封压紧边的边缘。
(4)应力腐蚀残余应力、外力和腐蚀的联合作用下产生的破裂,开裂是应力腐蚀的腐蚀源。
(5)磨损腐蚀介质对金属表面同时存在磨损和腐蚀的破坏。
这种腐蚀主要发生在板片或管路的入口或导流部位。
3、板式换热器防腐的方法(1)考虑金属材料抗介质腐蚀的能力,正确的选用换热器材料。
(2)在金属表面进行钝化处理,使氧化膜表面生成一层坚劳密实而又非常薄的膜,获得更好的耐蚀性能。
(3)选用正确合理的换热器结构和正常流速,减轻入口处的腐蚀。
(4)选用合理的密封垫材质及密封垫胶粘剂。
(5)在腐蚀性介质中,可加入适量的缓蚀剂,可使金属的腐蚀性能大大降低,甚至停止。
但缓蚀剂的加入不能影响生产工艺和产品质量。
板式换热器腐蚀与防护技术简析作者:孙学敏来源:《中国新技术新产品》2014年第13期摘要:为使板式换热器设计、板材材料、制造、营销和使用等单位对板式换热器可能出现的腐蚀类型、腐蚀机理有所了解,以减少因腐蚀造成的损失,本文就板式换热器腐蚀与防护技术进行了简要分析。
关键词:换热器;腐蚀;防护;技术中图分类号:TG17 文献标识码:A1 腐蚀概述腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。
1.1典型金属腐蚀的形态(1)晶间腐蚀:沿着晶粒边界发生的选择性腐蚀,是腐蚀深入到金属体内的一种腐蚀状态,减弱了晶体相互间的结合力,使金属脆化,强度降低,可导致突发性的灾难性事故。
奥氏体不锈钢、CuAl2合金易于发生晶间腐蚀。
不锈钢焊接热影响区的腐蚀通常是晶间腐蚀。
(2)氢损伤:金属在腐蚀过程中产生的活性H原子扩散进入金属内部后造成金属开裂,表现形式有氢鼓包、氢脆、氢诱导裂纹延迟破坏,这些破坏可以在无外加应力时发生。
(3)腐蚀疲劳:腐蚀疲劳是指在腐蚀介质和交变载荷共同作用下,使金属材料的疲劳极限大大降低,造成设备的承压元件发生破裂,压力容器的疲劳破裂大部分都是腐蚀疲劳破裂。
(4)应力腐蚀开裂:材料在腐蚀和定向应力的作用下产生开裂。
SCC是一种自发过程,当金属处在特定的环境中时就可发生,发生应力腐蚀的三要素是:特定的金属材料、特定的介质、应力。
应力腐蚀破裂(SCC)具有突发性及强破坏性等特点,是能源、石油、化工、航空等领域危害极大的一种设备失效形式。
影响SCC的因素:①力学因素:现有的研究结果证明,应力增大,发生破裂的时间缩短,应力的来源可以是结构应力、加工残余应力、焊接残余应力、工作压力、热应力、化学反应应力、腐蚀产物应力等。
冷加工硬化是不锈钢抗应力腐蚀性能下降的重要原因。
②破裂时间:材料承受恒拉伸载荷产生SCC时,起初裂纹扩展速度变化不大,随着裂纹的扩展,材料截面积减少,承受的拉应力上升,裂纹扩展加速,当材料截面积减少到材料所承受的拉应力达到材料的强度极限时,发生机械性破坏,导致材料瞬断。
板式换热器腐蚀与防护板式换热器目前应用领域非常广泛,凭借这它的优势成为了食品、冶金、石油化工等领域的主导换热设备。
但由于换热器的工作环境复杂,板式换热器容易出现故障。
之前一节我们讲过板式换热器密封圈失调是影响板换的一个因素,今天江苏昌盛密封材料有限公司的朱师傅继续为我们讲解它的第二个因素:腐蚀而导致设备失效。
我们帮板换的腐蚀因素分为六点来解说:第一、点蚀:由“闭塞电池腐蚀”(OcludedCellCorrosion)作用引起的一种局部腐蚀—使局部金属表面的钝化膜破坏,形成尺寸小于1mm的穿孔或蚀坑。
例如,在不锈钢板片表面生锈或积垢(碳化物、二氧化硅垢层)处,因导热不良、介质的pH值减小产生的腐蚀;第二、缝隙腐蚀:由“闭塞电池腐蚀”作用引起的一种呈斑点状或溃疡形的局部腐蚀。
同点蚀的主要区别是腐蚀产生在金属零件的缝隙处,由于滞留介质的电化学不均匀性而导致的。
例如,密封垫片槽底或板片封闭流道的角孔垫片外侧处产生的腐蚀;第三、应力腐蚀开裂:在静态拉伸应力与电化学介质共同作用下,由阴极溶解过程引起的金属局部腐蚀裂纹或断裂。
例如,板片压制成型时将产生残余内应力,若与介质中的卤素离子(如Cl-、F-等离子)或H2S接触可能引起应力腐蚀开裂;第四:晶间腐蚀:起源于金属表面并沿晶粒边界深入到内部的腐蚀,可导致晶粒间的结合力丧失,使材料的强度大大降低。
例如,不锈钢在过敏温度范围(400℃~600℃)内产生的腐蚀;第五:均匀腐蚀:接触介质的金属表面全部或大部分被腐蚀的现象。
例如,板片选材不当,或使用期过长,超过了允许使用寿命;第六:其他腐蚀失效:主要有露点腐蚀、磨蚀、微生物腐蚀等。
例如,含有酸性物质的热蒸汽与冷的板片接触,可引起露点腐蚀;板片的介质入口角孔处和导流区的流速过高,或流体中含有砂粒类颗粒物时,可导致磨蚀;海水中的藻类、细菌、原生物等,可导致板片的微生物腐蚀。
以上几种腐蚀失效中,Cr-Ni奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂约占50%,点蚀和缝隙腐蚀共约占20%,所以最危险、最常见。
换热器腐蚀分析及工艺对策换热器是化工生产中常见的设备,其作用是将两种介质进行热量交换,常见的换热器包括管壳式换热器、板式换热器等。
而在工业生产过程中,换热器的腐蚀问题一直是影响设备寿命和安全生产的重要因素。
本文将针对换热器腐蚀问题进行分析,并提出相应的工艺对策,以期提高设备的使用寿命和安全性。
一、换热器腐蚀分析1. 腐蚀原因换热器腐蚀的原因多种多样,主要包括介质腐蚀、金属材料本身的腐蚀以及工艺操作不当引起的腐蚀等。
介质腐蚀是换热器腐蚀的主要原因之一,介质的PH值、含盐量、溶解氧等因素都会导致介质对金属材料的腐蚀。
而金属材料本身的腐蚀也是一个重要因素,不同的金属材料对不同的介质都有不同的耐腐蚀性能。
工艺操作不当也会引起换热器的腐蚀,比如长时间的停机、温度变化过大、流体速度过快等都可能导致换热器的腐蚀。
2. 腐蚀类型根据腐蚀的表面特征和病程,换热器腐蚀可以分为局部腐蚀和均匀腐蚀。
局部腐蚀主要是由于原料液体在介质侵蚀下,金属表面的局部破坏;均匀腐蚀则是由于原料液体对金属表面的整体侵蚀。
还有一些特殊的腐蚀类型,比如应力腐蚀、疲劳腐蚀等。
3. 腐蚀严重性换热器腐蚀严重性是判断腐蚀问题的重要标志之一,腐蚀严重会导致换热器的损坏,甚至造成泄漏等严重后果。
由于腐蚀问题的严重性,因此必须制定相应的防腐策略。
二、换热器腐蚀的工艺对策1. 选用耐腐蚀的材料换热器的材料是影响其耐腐蚀性能的重要因素之一。
在选择换热器材料时,要根据介质的化学性质、PH值、温度、流速等因素进行合理的材料选择。
通常情况下,选择耐腐蚀性能好的材料,比如不锈钢、镍基合金等,可以有效提高换热器的抗腐蚀能力。
2. 精细设计和加工换热器的设计和加工是另一个影响其耐腐蚀性能的重要因素。
在设计和加工过程中,要注意减小金属表面的表面粗糙度,避免死角、焊渣、铲焊等现象的出现,以减少介质在换热器表面的滞留时间和对金属表面的侵蚀。
3. 控制介质的PH值和氧化性控制介质的PH值和氧化性是减少腐蚀的重要手段之一。
我的温馨小屋
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石油化工换热器腐蚀原因及防腐措施摘要:石油化工生产包括很多的工艺流程,有些工艺流程存在着不同形式的换热,这就需要换热器来完成这一操作。
借助换热器可以把热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,从而满足工艺需求。
为了从根本上解决腐蚀问题,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。
关键词:石油化工;换热器;腐蚀原因;防腐措施引言随着我国综合国力的不断提升,国家工业技术水平呈现蓬勃发展态势,对石油资源的依赖程度相对增大,各类石油开采及生产设备得到了广泛应用。
板式换热器是石油化工生产中的重要能量交换设备,主要负责对化工厂中流体的冷却作用,即:将较高温度的流体热量通过内部的传热介质传递至冷流体部分,从而达到降低流体温度的目的,属于热交换设备中的一种。
由于水资源的经济性,目前,非特殊换热器设备基本采用水作为循环冷却媒介,导致换热器中由于长时间高温作业而出现不同程度的污垢或水垢的沉积;加上换热器的工作环境复杂,换热器的材质基本是由钢材进行焊接而成,钢材长时间在高温高压环境下进行生产作业,钢材上的冷热交换频率较多,致使90%以上换热器均是由于内部或外部腐蚀造成了其结构失效,严重腐蚀后将给石化业的高效生产及安全作业构成严重威胁。
采用更加先进的防护技术来降低板式换热器腐蚀问题,成为当前石化企业重点考虑及研究的方向。
1石油化工行业加氢装置换热器运行中的常见故障1.1设备的密封故障石油化工行业所使用的加氢装置换热器接触的氢气和石油这类反应介质有着明显的易燃、易爆特点,并且反应环境的温度和压力数值明显高于外界气压,在生产过程中不允许出现任何泄漏问题。
密封结构设计作为加氢装置换热器结构设计的重要环节之一,也是故障发生最为频繁的环节。
密封故障具体可以分为内泄漏和外泄漏两种类型,又以内泄漏故障发生频率最高。
内部的密封泄漏故障主要是因为加氢装置换热器受到腐蚀和焊接质量问题的影响,导致换热管与固定管板的连接处、浮头的密封处出现了开裂或者破坏的问题。
氯离子对板式换热器
氯离子对板式换热器的影响主要体现在氯离子对换热器的腐蚀性。
氯离子是一种具有强腐蚀性的离子,它能够破坏金属材料的表面保护膜,进而引起金属材料的腐蚀。
在板式换热器中,常用的材料是不锈钢,尽管不锈钢具有较高的耐腐蚀性和氯化性,但在氯离子浓度较高的情况下,仍然会受到腐蚀的影响。
一般认为,当氯离子浓度达到200ppm时,板式换热器的换热板可能会受到腐蚀。
为了避免氯离子对板式换热器的腐蚀影响,可以采取以下几种措施:
1.降低介质中的氯离子浓度。
可以通过对介质进行处理,如使用去离子水、降低水质硬度等方式,
降低介质中的氯离子浓度,从而减少其对板式换热器的腐蚀。
2.采用不锈钢转化膜换热器。
不锈钢转化膜是一种能够有效提高不锈钢耐腐蚀性的技术,通过在不
锈钢表面形成一层致密的氧化膜,能够有效防止氯离子对不锈钢的腐蚀。
3.采用耐氯离子腐蚀的材料。
在特殊情况下,如果介质中的氯离子浓度过高,可以考虑采用耐氯离
子腐蚀的材料,如钛合金等。
总之,氯离子对板式换热器的腐蚀是一个需要引起设计者注意的问题。
在实际应用中,需要根据具体情况采取合适的措施,确保板式换热器的正常运行和使用寿命。
板式换热器如何维护保养板式换热器是一种广泛应用于工业生产中的热交换设备,它具有结构紧凑、传热效果好、占地面积小等优点。
为了确保板式换热器的正常运行和延长其使用寿命,需要进行定期的维护保养。
下面将从清洗、保护和检查三个方面详细介绍板式换热器的维护保养。
一、清洗:1.冲洗内部板片:将板式换热器的进口和出口阀门关闭,将清洗剂注入到换热器中,然后打开排污阀门,使清洗剂流过板片,清洗板片表面的污垢和沉积物。
2.化学清洗:如果板式换热器的板片严重堵塞或污垢较难清洗,可以使用化学清洗剂,将其注入到换热器中进行清洗。
化学清洗剂需要根据具体情况选择,一般可以使用稀酸或碱洗液。
3.清洗液的循环:将清洗剂循环使用,提高清洗的效果。
可以使用外接清洗装置,将清洗剂循环注入到换热器中,反复清洗,直到板片表面干净。
二、保护:1.防止腐蚀:板式换热器常接触到酸碱溶液和腐蚀性介质,容易出现腐蚀。
因此,在使用中应注意防止腐蚀,可以在管路中设置腐蚀抑制剂或阴极保护装置,有效减少腐蚀。
2.防止结垢:水中常含有溶解物质,在板式换热器内会产生结垢,影响传热效果。
因此,在使用中应控制水质,避免结垢的产生。
可以通过加装过滤器、硬水处理装置等方式来降低结垢的风险。
三、检查:1.污垢和积垢的检查:定期检查板式换热器的板片表面是否有污垢和积垢,如果有应及时清洗。
此外,还应检查冷却水流量是否正常,避免冷却效果的下降。
2.密封性的检查:检查板式换热器的密封性,防止漏水。
可以通过检查进出口压力差、检查传热效果等方式来判断密封性是否正常。
3.外观的检查:检查板式换热器的外观是否有破损、漏焊等问题,防止发生泄漏。
此外,还应定期检查支撑结构、夹紧件等配件的情况,确保安全可靠。
以上是板式换热器的维护保养方法,通过定期的清洗、保护和检查,可以确保板式换热器的正常运行,延长其使用寿命。
同时,在使用中还需要根据具体的工艺要求和换热介质选择合适的清洗剂和防护措施,以确保换热器的工作效率和安全性。
如何防止板式换热器腐蚀
板式换热器,螺旋等换热器一般用量材质,如普通不锈钢、316L、钛板、哈市合金、317L等十几种金属材料,年消耗量非常大,这些都很熟悉,那么这些金属的性能,针对环境选用合适的材料,如何能保养金属不被腐蚀,今天,江苏豪特换热设备制造有限公司请来了专业师傅交大家一些妙计:
1、生产设计:点焊接时我们应该注意要采用双面连续焊,不然容易残留沉
积物。
因为板片厚度是很薄的,焊接融化后要添补焊丝,焊丝少的话成型效果就差,这样可以保证焊缝成型良好。
2、减小残余应力:根据实际经验,引起应力腐蚀破裂的应力主要是残余应力,而残余应力主要是由冷加工以及焊接引起的内应力所构成。
对冷加工件和焊接件进行热处理,有助于消除残余应力,从而也有助于防止应力腐蚀的产生。
因此,焊接操作必须严格遵守有关焊接规程。
热处理时对温度的控制要适当,避免因热处理产生残余应力。
但采用热处理消除残余应力的方法不仅费用较高,而且还有一些不足,如产生变形、碳化物沿晶界析出、形成氧化皮以及内应力的消除程度等。
所以换热器厂家建议,在焊接板式换热器的制造过程中,应根据实际情况全面考虑,以决定是否采取消应力退火热处理消除残余应力。
也可采用其他消除残余应力的方法,如水压试验、振动时效、喷丸处理及锤击等。
3、降低介质的侵蚀性:介质对不同的腐蚀体系有不同的影响,如奥氏体不锈钢在中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀,但是只要介质中氧的质量浓度低于1.3mg/m3就不会发生应力腐蚀。
因此换热器厂家认为,可以通过除去介质中的溶解氧和氧化剂以控制应力腐蚀。
降低介质中Cl-的质量浓度、严格控制介质中硫的质量浓度也是控制应力腐蚀的有效措施。
4、电化学保护法:应力腐蚀断裂是应力作用下的阳极溶解过程。
因此,可以采用电化学保护的方法控制。
金属或合金发生应力腐蚀断裂与电位有关,有些体系存在一个临界破裂电位,高于此值会产生腐蚀断裂。
更多的体系有一定的敏感电位范围,这个电位范围通常处于钝化活化区,通过电化学极化的方法可以使金属的电位离开这个敏感的电位范围。
电化学保护方法不但可以防止应力腐蚀断裂,而且在保护参数选用得当的条件下即使产生了裂纹仍可使其停止扩展。
采用牺牲阳极保护或表面喷涂耐蚀金属的方法,有时也能收到良好的效果。