霍銀龍

摘 要：作為化工機械設備運維管理的核心內(nèi)容，腐蝕問題會對化工機械設備的質(zhì)量產(chǎn)生嚴重破壞，會逐步使其喪失原有的運行功能，甚至可能會引發(fā)比較嚴重的化工生產(chǎn)安全事故，加強化工機械設備的防腐設計和維護力度具有重要現(xiàn)實意義。本文以換熱器為例，著重就其防腐優(yōu)化設計與維護策略進行了探討，希望為新時期我國化工機械設備的優(yōu)化設計和運行維護管理提供參考。

關鍵詞：化工機械設備；換熱器；防腐設計；維護方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.046

在我國化工產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，化工企業(yè)所配備的化工機械設備越來越多的同時，對設備運維管理提出了越來越高的要求與標準。換熱器作為化工行業(yè)中普遍采用的一種熱能交換熱備，在調(diào)節(jié)化工生產(chǎn)環(huán)境溫度方面發(fā)揮著至關重要的作用，但是其自身的工作條件比較惡劣，工作介質(zhì)構(gòu)成也比較繁雜，致使其常常出現(xiàn)比較嚴重的腐蝕問題。因此，如何才能有效地提升換熱器等化工機械設備的防腐性能值得進行深入探究。

1 換熱器腐蝕的成因分析

換熱器又稱熱交換器，其通過冷流體和熱流體之間對流的熱量傳遞來達到平衡化工機械設備內(nèi)部環(huán)境溫度的目的，但是其自身性質(zhì)和工作環(huán)境決定了其容易出現(xiàn)腐蝕問題。從成因角度來看，換熱器腐蝕的成因主要包括如下幾個方面，即：（1）換熱器金屬構(gòu)件出現(xiàn)比較嚴重的局部腐蝕損壞，這主要是由于固體、液體或氣態(tài)的腐蝕媒介在換熱器構(gòu)件的表面具有相對較快的流動性，這時候高速流體會對換熱器局部表面產(chǎn)生沖刷和腐蝕破壞；（2）電化學腐蝕。在換熱器使用的過程中，其換熱管表面會隨著使用時間的延長而堆積比較多的化學物質(zhì)沉淀，此時如果沉積物本身存在間隙或裂縫，那么就可能會因縫隙內(nèi)外部氧的差異性而發(fā)生電化學腐蝕，這時候陰極產(chǎn)物為具有腐蝕性的酸性溶液，這進一步加劇了沉積物縫隙內(nèi)外部的電化學反應，進而產(chǎn)生了比較嚴重的連鎖腐蝕問題。（3）水質(zhì)引發(fā)的腐蝕問題。在換熱器中，水是比較常用的一種工作介質(zhì)，其對換熱器造成的腐蝕問題同樣不容忽視，具體表現(xiàn)在如果水質(zhì)具有很高的溶解氧含量，相應的PH值偏低，或者含有比較高的氯離子含量，那么在其應用于換熱器換熱管的過程中，就容易和換熱器發(fā)生化學腐蝕或電化學腐蝕反應而引發(fā)腐蝕問題。

2 換熱器腐蝕的優(yōu)化設計與維護策略

2.1 換熱器腐蝕的優(yōu)化設計

基于上述分析，可知換熱器出現(xiàn)腐蝕的成因，但是歸根結(jié)底在于換熱器的元件和外部介質(zhì)之間發(fā)生了引發(fā)腐蝕問題的化學反應或電化學反應，所以為了有效地增強換熱器的防腐性能，在對其進行設計過程中，要立足于隔絕換熱器和外界環(huán)境發(fā)生化學或電化學反應，具體優(yōu)化設計對策可以從如下幾個方面入手：

（1）增設防腐涂料層。為了避免換熱器的金屬構(gòu)件和各種腐蝕介質(zhì)出現(xiàn)直接接觸的情況，可以在換熱器金屬構(gòu)件的表面增設一層防腐保護層來提升其抗腐蝕性。在當前的防腐涂料層設計過程中，主要采用防溶劑涂料、高溫涂料等，但是考慮到滲鋁和鍍鋅涂料層本身質(zhì)量的差異性，必須要結(jié)合實際的情況來選擇符合防腐規(guī)定和要求的材料。一般無機涂料層和換熱器金屬構(gòu)件直接可以形成一層避免腐蝕的保護屏障，具體施工工藝主要包括包鍍、電鍍、蒸汽鍍、熱浸和火焰噴涂等；而無機涂層施工工藝主要包括噴涂、滲鍍和化學轉(zhuǎn)化等。但是需要注意的是，無論是無機涂層還是金屬涂層，均需要確保其涂層整體的完整性，避免存在微孔等缺陷，否則可能會加劇金屬局部的腐蝕速度。因此，在涂層設計和施工中，必須要確保其表面的光滑性和平整性，不可存在針孔、裂紋或麻點；涂抹次數(shù)要結(jié)合實際的涂層厚度來綜合考慮，一般底漆和面漆的層數(shù)以2和4為宜。

（2）提高循環(huán)水的PH值?？紤]到換熱器中過低PH值的水容易加劇陰極溶解氧的反應，所以適當提升循環(huán)水的PH值，那么可以降低換熱器金屬部件出現(xiàn)腐蝕的速率，但是過大堿性會使其在過高溫度下和兩性金屬發(fā)生反應，比如鐵可能會生成鐵酸鹽，此時同樣會使金屬出現(xiàn)腐蝕，所以必要在設計換熱器循環(huán)水的時候，對其PH值進行合理設計。

（3）考慮到換熱器中的沉積物堆積也會引發(fā)腐蝕問題，所以可以在換熱器中適當添加一些緩蝕劑來控制換熱器的腐蝕速率，必要的時候可以結(jié)合阻垢劑來在阻垢的同時達到防腐的目的，比如磷酸鹽、聚磷酸鹽、水玻璃和有機多元磷酸等均是比較常見的緩蝕劑。

2.2 換熱器腐蝕的維護策略

除了從設計角度來對換熱器等化工機械設備腐蝕問題進行防控之外，還要注意強化相關設備的運行維護管理，具體就是要使換熱器始終處于正常運行工況下，避免其出現(xiàn)偏離預定設計規(guī)定和使用要求的情況，比如過高流速或溫度均可能會加劇換熱器設備的腐蝕，所以加強其運行維護管理具有重要意義。為了避免換熱器出現(xiàn)過多沉積物而堵塞管路，或者存在微生物的聚集而引發(fā)腐蝕問題，相關人員需要結(jié)合換熱器的實際工作條件來對相關換熱管等管路進行反復沖洗，具體可以采用機械清洗或化學清洗等施工工藝，及時處理那些因污垢或微生物繁殖所造成的腐蝕問題；要定期檢修和維護關鍵的換熱器部件，及時更換那些出現(xiàn)破損的部件，避免誘發(fā)比較嚴重的腐蝕問題。

總之，換熱器等化工機械設備是我國化學產(chǎn)業(yè)得以穩(wěn)步發(fā)展的物質(zhì)基礎，其運行質(zhì)量直接決定化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度。考慮到其在使用過程中容易出現(xiàn)腐蝕問題，所以必須要在防腐優(yōu)化設計的基礎上，合理設計防腐保護層，選擇恰當?shù)乃|(zhì)、緩蝕劑和阻垢劑，同時還要做好其定期檢修和維護管理，從而全面提升換熱器等化工機械設備的防腐性能。

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