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换热器的腐蚀原因和防腐蚀

作者:qyz 来源:发布于:2020-10-17 14:48:29 浏览量:0

       随着我国工业的不断发展,高温设备的数量逐渐增多,相对化工工业也得到了快速的发展,所有其生产中常用的换热器显得尤为重要。换热器的防腐、除垢和机器清洗,可以帮助工业生产解决许多不必要的麻烦。如果腐蚀问题得到解决,换热器损坏的根源就可以得到解决。为了防止换热器的腐蚀,就有必要找出腐蚀源。
     

       一丶换热器的腐蚀

 

       1. 换热器用材的腐蚀

 

       材料的耐腐蚀性是使用使用它的决定因素。管道材料包括不锈钢、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,其耐蚀性也不同。选择与工业生产相匹配的耐腐蚀材料,是极为重要的。
       

       2. 换热器的金属腐蚀

 

       金属腐蚀是指金属在周围介质的化学或电化学作用下,并且经常是在物理、机械或生物因素的共同作用下金属发生的破坏,即金属在其环境作用下的破坏。
       

       3. 换热器几种常见的腐蚀破坏类型

 

       1.  均匀腐蚀是指暴露在介质中的整个表面或大面积发生的均匀腐蚀。

       2.  接触腐蚀是两种不同电位的金属或合金相互接触,并浸入电解液溶解质溶液中。它们之间就有电流通过,正电位金属腐蚀速率降低,负电位金属腐蚀速率增大。    

       3.  选择性腐蚀合金中的某种元素由于腐蚀而优先进入介质的现象称为选择性腐蚀。
       
       4.  孔蚀 - 集中在金属表面的一些小斑点上,这种深腐蚀称为孔蚀,或称小孔腐蚀、点蚀。

       5.  缝隙腐蚀是会在金属表面的缝隙和覆盖部分产生严重的缝隙腐蚀。
             
       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。

       4. 冷却介质对金属腐蚀的影响

 
       
       工业上使用最多的冷却介质是各种天然水。影响金属腐蚀的因素很多,下面是主要的几个因素及其对几种常用金属的影响。

 
 

       1. 溶解氧水中的溶解氧是参加阴极过程的氧化剂,因此它一般促进腐蚀。当水中氧的浓度不均匀时,将形成氧的浓差电池,造成局部腐蚀。对碳钢、低合金钢、铜合金和某些牌号的不锈钢而言,熔解氧是影响它们在水中腐蚀行为的最重要因素。
         溶解氧在阴极腐蚀过程中起促进作用,所以溶解氧一般是一种氧化剂。当水中氧浓度不均匀时,会形成氧浓差池,造成局部腐蚀。对于碳钢、低合金钢、铜合金和某些牌号的不锈钢,溶解氧是影响其在水中腐蚀行为的最重要因素。
       2. 其他溶解气体在水中无氧时CO2将导致铜和钢的腐蚀,但不促进铝的腐蚀。微量的氨腐蚀铜合金,但对铝和钢没有影响。H2S促进铜和钢的腐蚀,但对铝无影响。SO2降低了水的pH值,增加了水对金属的腐蚀性。

       3. 硬度一般说来,淡水的硬度增高对铜、锌、铅和钢等金属的腐蚀减小。非常软的水腐蚀性很强,在这种水中,不宜用铜、铅、锌。相反,铅在软水中耐蚀,在硬度高的水中产生孔蚀。

       4. pH值钢在pH>11的水中腐蚀较小,pH<7时腐蚀增大。

       5 .离子的影响氯离子可以破坏不锈钢等钝化金属的表面,诱发孔蚀或SCC。

       6. 水垢影响淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢层对传热不利,但是有利于防止腐蚀。

       7. 传热过程对腐蚀的影响金属在有传热和没有传热的条件下,腐蚀行为是不相同的。一般说来,传热使金属的腐蚀加剧,特别是在有沸腾、汽化或过热的条件下更明显。在不同介质中,或对不同的金属,传热的影响也不相同。


腐蚀对换热器的运行是极为不利的

 

       二丶换热器的防腐蚀

       1.  缓蚀剂

       以铬酸盐为主要成分的缓蚀剂是冷却水系统常用的,铬酸根离子是一种阳极(过程)抑制剂,当它与合适的阴极抑制剂组合时,能得到令人满意而又经济的防腐蚀效果。 铬酸盐-锌--聚磷酸盐:聚磷酸盐的使用是由于它是具有清洁金属表面的作用,有缓蚀能力,聚磷酸盐可以部分转成正磷酸盐,它们也可以同钙生成大的胶体阳离子,抑制阴极过程。 铬酸盐-锌--膦酸盐:这种方法用膦酸钠代替聚磷酸盐外与上一种方法相似,氨基甲叉磷酸盐也可以用于比为聚磷酸盐所规定的pH值要高的场合。氨基甲叉膦酸盐可以防止水垢,即使pH值为9也能控制钙盐的沉淀。 铬酸盐-锌--水解的聚丙烯酰胺:由于阳离子型共聚物水解的聚丙烯酰胺的分散作用,能够防止或抑制水垢成污垢的产生。

       2. 碳素钢的电化学腐蚀

       碳素钢在电解质溶液中(例如,水)会形成微电池。碳素钢的基本金相组织为铁素体(Fe)和渗碳体(Fe3C),其中铁素体的电极电位较低,而成为微电池的阳极,渗碳体则成为阴极。

       3. 牺牲阳极保护法

       发生电化学腐蚀时,阴阳极之间产生腐蚀电流。采用电极电位比被防腐体低的金属并与被防腐体接触,利用低电位金属的腐蚀电流,作为高电位被防腐体的防腐蚀电流,这种防腐蚀方法称为牺牲阳极保护法。

       4.  电化学保护

       采用阴极保护和阳极保护。阴极保护是利用外加直流电源,使金属表面变为阴极而达到保护,此法耗电量大,费用高。阳极保护是把保护的换热器接以外加电源的阳极,使金属表面生成钝化膜,从而得到保护。

       5. 换热器防腐涂料及其应用

       一层相当薄的金属涂层和无机涂层,能够在金属和环境之间提供有效的屏障,这就是这类涂层的主要作用(除了锌一类的牺牲涂层外)。金属涂层(或称镀层)的施工方法有:电镀、火焰喷涂、包镀、热浸和蒸汽镀。无机涂层的施工方法有:喷涂、渗镀、或化学转化。

       6. 部分水垢导致的腐蚀

       水垢严重导致的腐蚀可以利用QYCT-19256电子除垢仪消除水垢,QYCT-19256电子除垢仪不仅可以消除之前累积的老垢,还可以阻止新垢的生成。没有了水垢累积的侵蚀,腐蚀自然也就不会发生,真正的保护了换热器的运行环境。
 

换热器的防腐蚀可以保证换热器安全运行

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