E-417换热器腐蚀机理分析

换热器腐蚀机理分析摘要：随着我国经济的快速发展，社会在不断进步，换热器种类有很多种，根据用途主要有加热器、热交换器、再沸器、冷却器四种。

换热器也因此应用在不同的工业系统，其形式与结构也会发生较大的变化。

换热器在石油化工、煤化工、炼油等相关行业中起到了不可或缺、举足轻重的作用。

在不同工作环境下的换热器也应该有不同的设计方案，如在不同温度、不同流体、腐蚀性强弱、气压强弱等物理环境条件下，换热器的结构和选材不同。

满足工作环境要求主要是通过选择适合设备各部位的材料，同时还要考虑换热器合理的防腐工艺，将设备的服役效果升级。

关键词：换热器；介质腐蚀性；防护措施；维护方案引言螺纹锁紧换式换热器是世界先进的热交换设备，本文主要讲述高-低螺纹锁紧换式换热器。

此类换热器的特点：管程高压、壳程低压，换热器的管箱与管板组焊为一体，管箱与壳程采用法兰连接的结构形式，管程只有一圈压紧螺栓，管束与管箱连接为一体。

该类型换热器的主体密封分为两大部分：其一为壳程侧的密封，它主要通过把紧壳程法兰与管板之间的连接螺栓实现，由于壳程压力较低，壳程密封采用凹凸面密封形式，垫片多采用缠绕垫；其二为管程侧的密封，它是通过螺纹锁紧环上的压紧螺栓压在密封盘及密封垫上来实现的。

1腐蚀分析1.1点蚀作为一种腐蚀现象，点蚀可以在金属局部地区生成腐蚀性小孔。

这些小孔如果未能有效处理，会导致金属内部恶化，呈现深度发展的问题，导致其腐蚀破坏形式更加深入且不可控。

在点蚀中，小孔的直径具有直径小、深度大的特征。

此外，在腐蚀时，其腐蚀产物将会直接覆盖小孔，因此从外界很难通过常规模式进行检测。

作为隐藏性以及破坏性较大的一种腐蚀形态，点蚀是换热器腐蚀失效的重点因素。

按照相关数据显示，对换热器腐蚀失效进行盘点，点蚀导致的问题比例极大。

换热器在经过长时间运行后，其会在换热管内外两侧出现难溶盐，而堆积物下方则很容易出现点蚀现象。

此外，循环冷却水的氯离子等强腐蚀性离子也会加剧整个换热管的腐蚀创口。

换热器结垢腐蚀四大原因及防腐六大措施！化工厂换热器在换热过程中都存在着结垢堵塞和腐蚀问题，影响化工厂安全生产，针对换热器结垢和腐蚀的原因和危害，小7总结了常见的结垢和腐蚀处理措施，为解决换热器结垢和腐蚀问题提供借鉴！换热器在化工生产中占有重要地位，而换热器机组结垢腐蚀，导致传热不够而被迫停车清洗或者换热器的更换，严重时会影响安全生产的进行，更会增加企业运行的成本。

结垢原因1颗粒污垢悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚，一般是由颗粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐类、胶状物、油污等组成。

当含有这些物质的水流经换热器表面时，容易形成污垢沉积物，形成垢下腐蚀，为某些细菌生存和繁殖提供温床。

当防腐措施不当时，最终导致换热表面腐蚀穿孔而泄漏。

2生物污垢除海水冷却装置外，一般生物污垢均指微生物污垢。

循环水系统中最常见的微生物主要是铁细菌、真菌和藻类。

铁细菌能把溶于水中的Fe2 转化为不溶于水的Fe2O3 的水合物，在水中产生大量铁氧化物沉淀以及建立氧浓差腐蚀电池，腐蚀金属。

且循环水系统中的藻类常在水中形成金属表面差异腐蚀电池而导致沉积物下腐蚀。

块状的还会堵塞换热器中的管路，减少水的流量，从而降低换热效率。

3结晶污垢在冷却水循环系统中，随着水分的蒸发，水中溶解的盐类（如重碳酸盐）的浓度增高，部分盐类因过饱和而析出，而某些盐类则因通过换热器传热表面时受热分解产生沉淀。

这些水垢由无机盐组成、结晶致密，被称为结晶水垢。

3腐蚀污垢具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的杂质对换热表面腐蚀而产生的污垢。

腐蚀程度取决于流体中的成分、温度及被处理流体的pH 值等因素。

通常，冷却管中的污垢冷却管一般为紫铜管和黄铜管，金属腐蚀主要是较高温度下(40～50℃)的氧腐蚀，污垢以铜或铜合金腐蚀产物和钙镁沉淀物为主，从而造成大量腐蚀污垢。

4凝固污垢流体在过冷的换热面上凝固而形成的污垢。

例如当水低于冰点而在换热表面上凝固成冰。

温度分布的均匀与否对这种污垢影响很大。

166研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断中国设备工程 2023.07 （下）换热器在暖通工程中受到了广泛的使用，比如，空调工程中应用的表面型空气冷却器、空气加热装置、风机盘管等，制冷工程中用到的冷风机、无霜冰箱蒸发器等，均为换热器。

尽管它们在形式上有着较大的差别，不过从本质上来看，都具有实现冷热流体间热交换的功能。

在经济的高速发展以及人们物质水平提高的同时，建筑工程中装配空调的数量越来越多，而采暖空调在整个建筑的能耗中占有的比例也不断提高，增氧提升采暖空调设备的能源利用率，对实现绿色、节能建筑而言十分重要。

换热器是暖通空调中的常用装置，更是减少设备能耗的关键一环。

不过，换热器在长时间使用后会发生腐蚀、结垢等现象，不仅会导致其传热性能下降，而且还可能导致机组全面瘫痪，使得能耗的大幅提高，并且会因为替换设备而产生较大的经济损失。

其中，腐蚀带来的影响最严重，据相关调查得知，换热器的损坏大约90%都是因为腐蚀引起的，并且，腐蚀问题属于换热器中十分常见的一种问题，所以，若是可以将腐蚀问题处理好，就等同于从源头上规避了换热器的损坏。

1 换热器设备腐蚀概述换热器是一种把热流体中携带的热量传导到冷流体，或者把冷流体中携带的热量传导到热流体的设备，也被称作热交换器。

管式换热器因为技术发展较为成熟且维修便利，从而在石化、钢铁、纺织、制药等多个行业中得到了广泛的运用。

随着换热器在许多行业的大量普及，从而维修的概率也在不断提高，尤其是因为换热介质的物理化学性质不同，使得换热器受损形式也会有所区别。

在工业高速发展的背景下，腐蚀问题出现得越发频繁，在各个行业与领域中，都有关于此方面的报道。

不论是日常生活还是工农行业的生产作业，凡是用到材料的地方都会出现腐蚀问题，由此可见，腐蚀对于社会发展以及人民的安居乐业造成了较大的影响。

根据不完全统计，全球每年由于腐蚀而报废与损失的钢铁多达2亿吨以上，大约占全年钢产量的1/10。

换热器腐蚀分析及工艺对策摘要：热交换技术在工业中得到了广泛应用，但在实际运行过程中，换热器往往会出现腐蚀现象，影响其正常运行和使用寿命。

本文针对换热器腐蚀问题进行了分析，并提出了相应的工艺对策，以延长换热器的使用寿命。

一、引言换热器是工业生产中常见的热交换设备，广泛应用于电力、化工、冶金等行业。

换热器的主要作用是实现不同流体之间的能量交换，同时也起到冷却或加热的作用。

在使用过程中，换热器往往会面临腐蚀的问题，腐蚀会导致换热器损坏、效率下降甚至失效。

对换热器的腐蚀问题进行分析并制定相应的工艺对策是非常必要的。

二、腐蚀类型分析换热器的腐蚀类型主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀。

化学腐蚀是指换热器在与腐蚀介质直接接触时发生的化学反应导致金属损坏；电化学腐蚀是指换热器在液体和气体中具有电化学活性时发生的腐蚀；微生物腐蚀主要指由微生物产生的酸、碱、氧化物等物质对金属的腐蚀。

针对不同类型的腐蚀，制定相应的工艺对策能够有效地减少腐蚀对换热器的影响。

三、工艺对策1.选择合适的金属材料不同的金属材料对腐蚀的抵抗能力不同，选择具有良好抗腐蚀性能的金属材料能够有效地减少腐蚀问题。

常用的换热器材料有不锈钢、钛合金、镍基合金等，这些材料具有优良的耐蚀性能，能够在恶劣的工作环境下长期使用。

2.采用涂层技术涂层技术是提高金属材料抗腐蚀性能的常用方法之一。

通过在金属表面涂覆一层耐蚀涂层，能够有效地隔绝金属与腐蚀介质的接触，从而减轻腐蚀的程度。

常用的涂层材料有瓷砖、橡胶、聚合物等，根据具体的工艺要求选择合适的涂层材料。

3.控制操作条件操作条件的控制也是减少换热器腐蚀的重要手段之一。

在化学腐蚀环境中，可以通过控制温度、调节流速、控制PH值等方法来减少腐蚀介质对金属的腐蚀作用。

定期清洗和维护换热器也是降低腐蚀的常用方法。

4.采用防腐措施在设计和制造换热器时，可以采用一些防腐措施来延长换热器的使用寿命。

例如在设计中加入防腐层、防腐涂料等，以提高换热器的耐腐蚀性；在制造过程中采用先进的焊接技术和工艺，以确保焊接接头的质量，减少腐蚀问题。

换热器设备的腐蚀原因分析及解决措施作者：邢通达来源：《科学与财富》2018年第15期摘要：通过对石油化工装置换热器设备泄漏故障产生的原因进行分析，并针对换热器设备在生产运行中存在的具体实际问题进行分析，最后提出了相应解决办法和预防措施，以保证换热器设备的长周期稳定运行。

关键字：换热器、腐蚀、结垢、检修前言换热器设备是石油化工生产装置中设备的重要组成部分，在石油化工重大设备中占有很大的比例，将近占到整个生产装置工艺设备总质量的百分之四十左右，在热交换设备中大约有三分之一是水冷器。

换热器设备的运行状态关系到石油化工生产装置能否安全平稳运行，而结垢与腐蚀是影响换热器设备安全运行的两大重要因素。

结垢会导致换热器的冷热交换效率下降，使装置能耗增加，而且换热器内部管束表面结垢以后，还会导致产生特定的垢下腐蚀。

腐蚀会致换热器内部管束穿孔，发生泄漏，两种冷热交换介质相互污染混合在一起，影响石油化工装置生产质量；因此，换热器设备的防腐蚀措施是保证石油化工生产装置长周期、平稳、安全运行、节能降耗的重要手段。

一、换热器设备的结垢与腐蚀原理分析换热器设备的结垢与腐蚀根据工作介质不同，在管束的内表面与外表面均会产生结垢或腐蚀。

石油化工生产装置中换热器设备所接触的工作介质主要是油、油气、水等三种介质。

根据各石油化工生产装置换热器设备严重的腐蚀问题，虽然对于流通介质为水的一侧，可以通过水质稳定进行预防处理；轻油或油气一侧通过工艺防腐蚀措施加以解决。

但是在生产中由于工艺操作条件的波动仍会导致换热器设备局部在苛刻条件下发生结垢与腐蚀。

（1）石油化工换热器设备结垢与腐蚀的主要原因分析：1）在生产装置中由于换热器设备年久失修或者经过多次检维修，设备更新换代跟不上，多年长时间运行。

2）石油化工生产装置大部分在工艺流程上存在先天性的设计缺陷，比如：换热器设备位置高，系统管线长；换热器设备串联，而进出口管径太细等缺陷因素，会造成冷介质管道内循环水流量小，流速低，水中的悬浮物沉积会导致产生垢下腐蚀。

换热器腐蚀分析及工艺对策换热器是工业生产过程中常用的设备之一，它具有传热效率高、操作灵活、能耗低等优点。

由于工作环境的复杂性和介质的特殊性，换热器容易受到腐蚀的影响，进而影响其使用寿命和传热效果。

对换热器的腐蚀分析和工艺对策的研究显得尤为重要。

换热器的腐蚀主要有两种形式：化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀是指介质和金属材料之间直接的化学反应，导致材料表面的腐蚀损失。

化学腐蚀主要与介质的酸碱性、氧化性和盐度等有关。

常见的化学腐蚀有酸蚀、碱蚀、氧化蚀等。

腐蚀的主要危害是导致换热器的材料失效和管道堵塞，进而影响生产效率和产品质量。

腐蚀的程度可以通过腐蚀速率和腐蚀深度来评估。

腐蚀速率是指单位时间内材料表面的腐蚀损失量，可通过重量损失法、腐蚀速率计等方法进行测量。

腐蚀深度是指腐蚀物穿透金属材料的深度，可通过金相显微镜等方法进行观察。

为了降低换热器的腐蚀问题，可以采取以下工艺对策：1.选择适当的材料：根据介质的特性选择抗腐蚀性能好的材料，如不锈钢、镍合金、钛合金等。

还可以在金属表面进行镀层或涂层处理，增加其抗腐蚀能力。

2.控制介质的酸碱性和氧化性：通过调整介质的pH值和氧化还原 potential，可以降低介质对金属材料的腐蚀作用。

可以通过加碱加酸、添加缓冲剂、用氧化剂和还原剂来控制介质的性质。

3.加强防腐措施：在换热器内部和管道中加装防腐设备，如腐蚀抑制剂、防腐涂层、缓蚀剂等，来减少介质对金属材料的腐蚀作用。

4.定期检测和维护：定期对换热器进行腐蚀检测，及时发现和修复腐蚀问题，可采用无损检测技术、金相显微镜等方法进行检测。

5.优化工艺条件：合理调整工艺参数，如温度、流速、浓度等，可以减少介质对金属材料的腐蚀作用。

增加润滑液的流量，减少流体中的固体颗粒负荷，可以减少介质对金属材料的冲蚀和磨损作用。

换热器腐蚀的分析和工艺对策是一项综合性的工作，需要考虑介质的特性、材料的选择、防腐设备的设计和工艺参数的调整等多个方面。

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。

换热器的腐蚀原因及防腐措施炼油工业中，换热器的应用十分广泛，其重要性也是显而易见的，换热设备利用率的高低直接影响到炼油工艺的效率以及成本的费用问题。

据统计换热器在化工建设中约占投资的1/5,因此，换热器的利用率及寿命是值得研究的重要问题。

由换热器的损坏原因来看，腐蚀是一个十分重要的原因，而且换热器的腐蚀是大量的普遍存在的，能够解决好腐蚀问题，就等于解决了换热器损坏的根本。

要想防止换热器的腐蚀，就得弄清楚腐蚀的根源，下面就换热器的腐蚀的原因从以下几方面进行讨论：一、换热器用材的选择，使用何种材料的决定因素是其经济性，管子材料有不锈钢，铜镍合金，镍基合金，钛和锆等，除了工业上不能使用焊接管的情况以外都使用了焊接管，耐蚀材料仅用于管程，壳程材料是碳钢。

二、换热器的金属腐蚀金属腐蚀是指在周围介质的化学或电化学的作用下，并且经常是在和物理、机械或生物学因素的共同作用下金属产生的破坏，也即金属在它所处环境的作用下所产生破坏。

换热器几种常见的腐蚀破坏类型1.均匀腐蚀在整个暴露于介质的表面上，或者在较大的面积上产生的，宏观上均匀的腐蚀破坏叫均匀腐蚀。

2.接触腐蚀两种电位不同的金属或合金互相接触，并浸于电解质溶解质溶液中，它们之间就有电流通过，电位正的金属腐蚀速度降低，电位负的金属腐蚀速度增加。

3.选择性腐蚀合金中某一元素由于腐蚀，优先进入介质的现象称为选择性腐蚀。

4.孔蚀集中在金属表面个别小点上深度较大的腐蚀称为孔蚀，或称小孔腐蚀、点蚀。

5.缝隙腐蚀在金属表面的缝隙和被覆盖的部位会产生剧烈的缝隙腐蚀。

6.冲刷腐蚀是由于介质和金属表面之间的相对运动而使腐蚀过程加速的一种腐蚀。

7.晶间腐蚀晶间腐蚀是优先腐蚀金属或合金的晶界和晶界附近区域，而晶粒本身腐蚀比较小的一种腐蚀。

8.应力腐蚀破裂（SCC）和腐蚀疲劳SCC是在一定的金属一介质体系内，由于腐蚀和拉应力的共同作用造成的材料断裂。

9.氢破坏金属在电解质溶液中，由于腐蚀、酸洗、阴极保护或电镀，可以产生因渗氢而引起的破坏。

换热器腐蚀分析及工艺对策换热器腐蚀是指在换热器的工作环境中由于介质的物理或化学作用而引起的金属表面的损坏。

换热器腐蚀不仅会使得设备的性能下降，还会影响设备的安全操作，甚至导致设备的故障和事故发生。

对换热器的腐蚀问题进行分析和采取相应的工艺对策具有重要的意义。

换热器腐蚀的机理主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀三种形式。

化学腐蚀是指介质中的酸、碱、盐等化学物质对金属的腐蚀作用。

酸性介质中的腐蚀主要是由于酸性物质对金属具有强烈的氧化作用，而碱性介质中的腐蚀则是由于碱性物质对金属表面的过氧化物具有强烈的还原作用。

而在含有盐份的介质中，盐分会增加水的离子导电性，从而加速金属离子的迁移，产生腐蚀作用。

电化学腐蚀是指金属在介质中与外界的电位差和电流作用下发生的腐蚀作用。

在电化学腐蚀中，金属表面会形成氧化层，从而形成肖像电池，从而发生电流的流动和金属的溶解。

电化学腐蚀可以通过采取阴极保护、阳极保护等方法来防止。

物理腐蚀是指金属在流体中的机械作用下产生的腐蚀。

在物理腐蚀中，金属表面会发生磨损、冲蚀等现象，从而形成腐蚀。

针对换热器腐蚀问题，可以采取如下的工艺对策：1. 选择耐腐蚀性能好的材料。

根据介质的特性选择适合的金属材料，如不锈钢、钛合金等具有良好耐腐蚀性能的材料。

在设计和制造过程中严格控制材料的质量，确保材料的耐腐蚀性能满足要求。

2. 加强换热器的表面保护措施。

可以通过表面涂层、电镀、阳极氧化等方式加强换热器的表面保护，形成一层保护层，防止金属与介质直接接触，减少化学腐蚀和电化学腐蚀的发生。

3. 控制介质的成分和浓度。

对介质的成分和浓度进行控制，避免介质中的酸、碱、盐等化学物质对金属的腐蚀作用。

可以通过调整介质的pH值、控制水的硬度等方式来减少腐蚀的发生。

4. 定期检测和维护换热器。

定期对换热器进行检测，包括表面的腐蚀检测、内部的结垢检测等，及时发现腐蚀问题，采取相应的修复措施和维护措施，保证换热器的正常运行。

换热器腐蚀分析及工艺对策换热器是工业生产过程中常用的一种设备，用于传递热量。

在使用过程中，换热器会受到腐蚀的影响，导致设备性能下降甚至损坏。

对于换热器的腐蚀分析及工艺对策十分重要。

换热器的腐蚀分析是指对于换热器所受到的腐蚀进行分析，了解腐蚀的原因、方式以及程度。

常见的换热器腐蚀主要有以下几种形式：1. 电化学腐蚀：通过电流的流动产生的腐蚀现象，如金属的脱溶、金属离子的析出。

电化学腐蚀是换热器腐蚀的主要形式之一。

2. 化学腐蚀：由于工作介质的pH值、温度、氧化还原性等因素导致的腐蚀现象。

如酸性介质中的腐蚀。

3. 氧化腐蚀：在高温高压条件下，介质中的氧与金属表面发生反应，生成氧化物导致金属腐蚀。

4. 腐蚀疲劳：交变载荷作用下，金属表面的局部腐蚀加速了金属疲劳裂纹的形成。

对于不同的腐蚀形式，可以采取不同的工艺对策来进行防腐保护：1. 选择合适的材料：根据工作介质的性质选择耐腐蚀的材料，如不锈钢、镍合金等，以提高换热器的抗腐蚀性能。

2. 表面涂覆：通过在金属表面涂覆一层防腐蚀涂料，形成一层保护膜，阻隔腐蚀介质与金属表面的接触。

3. 增加厚度：对于易受腐蚀的部位，可以增加金属的厚度，以提高腐蚀的抗性能。

4. 进行阴极保护：通过在金属表面施加一定的电流，使金属成为电极，被阴极保护物质覆盖，从而减缓金属腐蚀。

5. 控制工作条件：通过控制工作介质的pH值、温度、流速等因素，降低腐蚀发生的可能性。

6. 定期检查和维护：定期对换热器进行检查，并做好维护工作，及时处理腐蚀问题，以延长换热器的使用寿命。

换热器的腐蚀分析及工艺对策是保护换热器安全运行的重要措施。

通过分析腐蚀形式和原因，采取相应的工艺对策，可以提高换热器的抗腐蚀性能，延长使用寿命，降低维护成本。

加强对换热器的定期检查和维护，及时处理腐蚀问题，也是保障设备运行安全的关键。