電脫鹽切水換熱器聯(lián)合保護(hù)的研究與設(shè)計

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通過對中石化長嶺分公司電脫鹽切水換熱器的腐蝕原因和工作介質(zhì)分析，提出采用涂層與犧
牲陽極聯(lián)合保護(hù)的防腐方案對該設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。采用極化曲線對犧牲陽極材料、選用涂料的防腐
性能以及陰極保護(hù)參數(shù)進(jìn)行了研究，并對聯(lián)合保護(hù)進(jìn)行了簡單工藝計算，為該保護(hù)法在電脫鹽切水
換熱器上的應(yīng)用提供了參考和指導(dǎo)。為驗(yàn)證該保護(hù)方案的合理性和保護(hù)效果，在換熱器模型上進(jìn)
行了模擬試驗(yàn)，犧牲陽極溶解特征和換熱管的腐蝕情況表明該防腐方案合理可行。
關(guān)鍵詞：換熱器涂層犧牲陽極聯(lián)合保護(hù)
1前言
換熱器作為重要的換熱設(shè)備，在煉油企業(yè)中應(yīng)
用廣泛。目前國內(nèi)煉油廠換熱器所用材質(zhì)多數(shù)為碳
鋼，I j于換熱器運(yùn)行環(huán)境苛刻，接觸介質(zhì)常具有強(qiáng)腐
蝕性且溫度高，碳鋼管束極易發(fā)生腐蝕穿孔，給企業(yè)
生產(chǎn)造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患，因此煉油
廠換熱器腐蝕問題引起防腐工作者的高度關(guān)注。針
對換熱器腐蝕問題目前采取了一系列防腐措施，如：
犧牲陽極保護(hù)、化學(xué)鍍Ni—P、涂層防護(hù)等11~3]，目前
在水相介質(zhì)中應(yīng)用較多的防腐措施為犧牲陽極保
護(hù)、涂層一犧牲陽極聯(lián)合保護(hù)等，均取得了較好的防
腐效果。采用涂層與犧牲陽極的聯(lián)合保護(hù)，能減少
犧牲陽極用量，犧牲陽極能保護(hù)涂層被破壞區(qū)域，兩
者起到協(xié)同作用，且該保護(hù)法施工及安裝維護(hù)簡單，
保護(hù)費(fèi)用低，因此將該聯(lián)合保護(hù)法應(yīng)用于電脫鹽切
水換熱器經(jīng)濟(jì)合理，可行性高。
由于換熱器運(yùn)行環(huán)境苛刻，對其進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)
應(yīng)用前的研究顯得尤為重要，而許多工程往往在應(yīng)
用涂層與犧牲陽極聯(lián)合保護(hù)前都缺乏系統(tǒng)的研究和
設(shè)計。聯(lián)合保護(hù)法的核心內(nèi)容是對犧牲陽極材料和
涂料的選擇，許多工程應(yīng)用前容易忽視這兩方面研
究，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，不注重實(shí)際
運(yùn)行情況，使聯(lián)合保護(hù)達(dá)不到預(yù)期的保護(hù)效果，從而
縮短了保護(hù)壽命，增加了保護(hù)成本。
極化曲線測量是研究金屬腐蝕重要的電化學(xué)手
·段，由極化曲線可以獲得金屬材料的自腐蝕電位和
自腐蝕電流、極化性能等信息，本文利用極化曲線，
選擇了適合該聯(lián)合保護(hù)方案的犧牲陽極材料和高溫
耐蝕阻垢涂料，并對陰極保護(hù)參數(shù)及犧牲陽極工藝
進(jìn)行了相關(guān)研究和計算，且模擬試驗(yàn)表明，該防腐方
案合理可行。
2腐蝕分析及防腐方案
2．1工況條件及介質(zhì)分析
換熱器工況條件和介質(zhì)成分決定換熱器管束的
腐蝕情況，并對犧牲陽極材料和涂料的選擇有決定
作用，換熱器工況條件和脫硫凈化水的理化性質(zhì)分
別見表1和表2。
表1 電脫鹽切水換熱器工況條件
裝置名稱
殼程管程
介質(zhì)溫度(℃) 介質(zhì)溫度(℃)
分析項目(mFge3／+I。)(mH州2S(mgNH／3L)(f電l阻率-cm)pH值
2．2腐蝕概況
中石化長嶺分公司聯(lián)合裝置1#、2#常壓單元
萬方數(shù)據(jù)
32 四川1匕工
現(xiàn)有6臺電脫鹽l：7]水換熱器，換熱器管程走電脫鹽
切水，殼程j￡脫硫凈化水，采用材質(zhì)為】0號碳鋼。
該裝置運(yùn)行一年左右，即出現(xiàn)腐蝕穿孑L現(xiàn)象，抽芯檢
查時發(fā)現(xiàn)在其管束表面結(jié)垢和腐蝕比較嚴(yán)重，有大
量紅棕色銹垢，且垢層疏松．銹垢分布密集，將管柬
喪而進(jìn)行高壓清洗，除去銹垢后呈現(xiàn)明顯的點(diǎn)蝕特
征，在管束多處地方有針孑L及微小裂紋，圖1為換熱
器管束腐蝕形貌，
圖】電脫鹽切水換熱器管束腐蝕形貌圖
2．3腐蝕分析
碳鋼在含氧的水溶液中主要腐蝕形式為電化學(xué)
腐蝕，由于碳鋼組織結(jié)構(gòu)不均一，易在表面形成腐蝕
原電池，陽極反應(yīng)為鐵的溶解，陰極反應(yīng)為氧的去極
化，在堿性溶液L1_l腐蝕產(chǎn)物多為鐵的氧化物及氫氧
化物。據(jù)表2分析結(jié)果，脫硫凈化水中含有大量
H2S，NH。等物質(zhì)，濃度分別為108mg／I，、77．3mg／
I。，pH值為9．8，早期研究結(jié)果表明[4。，碳鋼在含
H。S堿性溶液中，陽極生成的腐蝕產(chǎn)物Fe2。，能與
HzS溶液中的HS一、S2一生成硫化物膜，但在pH值

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