所谓热互换器,便是可以把冷、热流体的一些能量相互之间传输给流体的设置装备摆设,也叫换热器。换热器一样平常都在煤油化工、煤化工、盐化工以及一些热电厂中利用,且利用量比力大。由于热互换器所要打仗的物质的身分都很庞大,以是在消费时,它具有一些共同的性子,好比耐低温(近1000 ℃)、耐高压(2500 MPa)、高流速、腐化性强等等,以是呈现冲洗泄漏与腐化泄漏是比力罕见的一种征象。但是种种情势的走漏和腐化,相互之间都有或多或少的干系。泄漏不但对消费的波动举行倒霉,照旧招致这些设置装备摆设呈现题目的主。泄漏中最为广泛的题目便是换热管的外表产生腐化,这种征象乃至可以到达腐化泄漏90%以上,招致这种征象的缘故原由便是介质的冲洗与介质所含化学物质相互腐蚀作用。
1 致使化工换热器生效的缘故原由
1.1 堆积物可以招致电化学腐化
若换热管中的介质活动不匀称大概是不活动时,就会在换热管上构成肯定量的堆积物。而这些堆积物常常不因此马蹄形的凹槽大概是深谷外形存在的,以是它就会沿着流体的活动偏向流向金属的外表。而腐化又具有如许一些特征,即一连不结实性、不匀称性等,之以是会构成电化学腐化,便是由于缝表里氧的含量存在肯定的差别。其包罗:如果阳极氧化反响,就会招致金属消融;如果阴极复原反响,就将物质复原成了中性溶液大概是碱性溶液;与此同时,腐化产品也会少量存在,致使缝表里化学身分非常的不平衡,进而会招致更严峻的腐化。
1.2 换热管水侧的腐化
由于换热管的互换介质每每是水,以是水对调热管形成的腐化题目相对不行以不屑。形成水腐化的缘故原由便是水中所含的身分,即pH值过低、水汽浸透、含有肯定的消融氧以及含有的有毒无害阴离子(Cl-,S2-等),进而招致换热管产生化学腐化或是电化学腐化。以是说,防备换热管腐化要满意如许一些条件,即要求防腐外表的粘附性好,导热性好,可以抵挡温度的变革,硬度也要较高。与此同时,他们还要具有抵挡化学离子腐蚀、水汽的浸透、制止发生污垢的才能,如许才干较好的防备换热管的腐化。
1.3 换热器外表的腐化磨损
金属部件的外侧和腐化介质之间的绝对活动速率比力大,如许就会使得部件的外侧局部地方呈现比力严峻的腐化破坏,把这类腐化叫做磨损腐化,同时也叫磨损。招致这种腐化的缘故原由许多,好比可以是说介质的活动,也可以是气体、液体大概是固体颗粒、气泡等等,都是形成此类的腐化缘故原由。所谓磨损腐化,便是将高速流体对金属外表对曾经天生腐化产品的机器冲洗作用与刚暴露金属外表腐化作用的联合。
在煤油化工消费时常常会永生一些具有粘性的介质。为了使这些介质不产生沉淀结垢,因而介质的流速必需要大于2 m/s。若流体的流速分外高,尤其是一些含有固体颗粒、气泡的流体,速率过高就招致这些介质冲洗传热面,形成部分外表的压力可以到达几十兆帕。乃至更高。在设计的历程中,为了制止流体流入壳体,招致换热管遭到间接的冲洗或直接冲洗,就会在壳体入口处的管道口上安置防冲板,但是由于流体大概是固体颗粒冲洗的工夫比力长,就会招致防冲板产生破坏征象。别的,振动以及微振动也是招致折流板管孔处遭到磨损不行疏忽的要素。这些都属于磨损腐化的内在情势。
2 化工换热器的防腐步伐
2.1 捐躯阳极掩护法
(1)碳素钢的电化学腐化:若碳素钢处于电解质溶液中(比方水)时会会构成微电池。构成碳素钢的根本元素是铁素体(Fe)与渗碳体(Fe,C),又由于铁素体的电极电位绝对比力低,故它可以成为微电池的阳极,而渗碳体天然而然便是阴极。(2)捐躯阳极掩护法:在产生电化学腐化的历程中,南北极之间发生的电流为腐化电流。那么什么才是所谓的捐躯阳极掩护法,即在被掩护的金属设置装备摆设上毗连一个电位更负(绝对于被掩护的金属设置装备摆设而言)的金属(如刚铁设置装备摆设上毗连的锌等),使被掩护的金属设置装备摆设产生阴极极化。一样平常状况下,碳素钢作为捐躯阳极质料,由于构成碳素钢的根本元素是铁素体(Fe),同时在相干的表中也可以查到铁是电位极低的尺度质料。假如将择铝作为阳极,如许就比力容易发生氧化膜,但不会发生腐化电流。而其他一些质料的代价不菲,故将锌作为阴极极化的质料比力划算。
2.2 换热器防腐涂料以及使用
(1)CH-784防腐涂料属于环氧氨基涂料,具有如许一些特征:耐腐化功能好,耐大局部酸碱,耐水,耐溶剂,可接受的最低温度可达200 ℃;同时这种漆膜的物感性能也较好,硬度大,外表较滑,粘附性较强,耐打击,耐摩擦。以是,与水中的不易消融的物质之间的摩擦力小,所沉淀的物质又会被冷却水冲走,不会粘附在管壁上。漆膜的防腐阻垢的作用很分明,CH-784防腐涂料底漆面漆含有肯定的金属颜料,因而导热系数大,漆层的厚度大抵在80~250 μm。漆层热阻最大只会有1.66×104M2h℃/kcal,既不生锈也不结垢,同时还可以增长水的流速,使换热结果进步。由于水质的腐化,有许多工场都开端利用不锈钢、铜合金、钛合金的换热器,但代价本钱较高。在碳钢的外表涂上防腐层,如许本钱仅为不锈钢换热器1/4~1/5,为钛换热器的1/11,利用年限可到达10年。(2)如果为了保证金属与情况之间的作用,那么就可以涂一层较薄的金属涂层与无机涂层,这是除了捐躯锌以外的又一种掩护办法。在金属的外表涂层(或称镀层)时,详细办法有:电镀、,火焰喷涂、包镀、热浸以及蒸汽镀。无机涂层详细办法有:喷涂、渗镀、化学转化等等。在喷涂落伍场在低温下烘烤。金属涂层的变革性比力强,同时无机涂层也很软弱,以是这两种涂层都必需有完全断绝的作用,如果呈现唯恐大概是其他一些题目,会产生电偶效应,会使金属的部分产生疾速腐化。 2.3 CH-784防腐涂料以及利用结果
(1)CH-784防腐涂料试制的特性:CH-784防腐涂料属于环氧胺基涂料,具有如许一些特征:耐酸碱、耐油、耐水、耐溶剂、耐低温、耐磨损、导热性好,抗打击强,坚固平滑,抗水蒸气,附着行好。热固化型可以接受的温度可到达150 ℃~200 ℃,CH-784涂料属于单包装,因而施工复杂,加热使其消融,就可以制成浅色漆。CH-784防腐涂料的身分是环氧树脂。通常利用609大概是607环氧树脂,环氧和胺基树脂身分比例最好是7∶3。
(2)施工工艺要求:①设置装备摆设喷砂可以除锈、除油,同时也可显露金属原有颜色。②涂层厚度—— 换热器的屠城要到达要求,即不但到达防腐化的目,还要满意多热的要求,因而涂层一样平常为80~250 μm。若漆层太厚,对传热倒霉,漆膜较脆。③施工办法一样平常为浸泡式大概是使用换热器自己作为壳体,涂管内壁时利用泵循环,管外壁一样平常用浸泡的方法。④涂条理数—— 底漆与面漆共6层,每一层的厚度约莫在25~40 μm。⑤加热办法—— 在涂层外表干后,把它送入烘烤房举行加热固化。温度从80 ℃渐渐升至,然后160 ℃恒温烘烤2 h,最初天然降温。
(3)CH-784防腐涂料试制的使用结果:接纳CH-784防腐涂料试制工艺防腐方案后获得了较好的防腐结果,如表1所示与以往的腐化监测数据比拟,Fe离子浓度大为增加。2012年9月19日,经过观察换热器比力洁净,可以看到防护涂层实质,没有见到垢及腐化产品。
3 结语
在化工设置装备摆设的安装中,最罕见的腐化便是换热器的腐化,以是,可以将腐化分为如许一些范例:有堆积物招致的电化学腐化;有负荷应力、热应力招致的应力腐化;有入口流体速率较高招致的磨损腐化;也有消融氧腐化以及材质等方面的题目。别的,可以根据换热器的腐化形状、实践详细条件,接纳与之响应的防腐步伐。