热交换器的腐蚀及防腐技术 （北京联合大学化工学院） （北京化工学院ｌ０ｏｏ２。） （摘＂－Ｆ Ｋ、７乙 要］ 热交换器是化工装置中的主要设备之一．其腐蚀问厘十分普遍．本文介绍各童热交撩器的腐 【关键词） 热措 蒹 变换器‘腐蚀；应力腐蚀裂差纹· 止措防止措 ．块 窭 ，ｐ施．子 ０ｂ ， ｒ ，方膺 简 求．热交换器通常采甩薄壁壤构。教易产生 ｌ 前 言 热交换器是化工装置中的主要设备之 应胃十分广泛，但园各种因素影响．也 极易产生备类腐蚀问题。由于使用性能的要 轻度腐蚀甚至泄漏等问题，从而影响设备或 整个系统的正常运转。 笔者对热交换器的腐蚀损伤等问题作过 有益的探讨Ｆ．１．２）。本文就各类热交换器常 见的腐蚀现象厦其防止措施作一综合介绍． 隶ｌ 热交接■囊蚀棼 况 锕 多管式 求＾Ⅱ处的气馏【 递珏 Ｊ 沉积腐蚀（流速过小）ｌ 应力寰绌裂疲（氍管齄甜嚣） 不糖钢 多管式 管扳法兰部分的问醇腐蚀． 应力腐蚀裂纹（胀管处附近）．点蚀 板 式 应力腐蚀裂致（密封面的弯曲加工部分）， 间醇腐蚀（密封面．。）点蚀 螺旋式 主体焊接邬位的应力庸蚀裂纹 套管式 捍接部位的应力庸蚀裂霉（永．空气滞留部）． 焊接热影响的晶界庸蚀（高碳类） 应力腐蚀裂纹（弯曲部．焊接鄙）． 焊接影响区向区的晶界腐蚀（高碳童） 盘营式 １６ 热交换器有各种型式，所产生的腐蚀损 伤形态也各异．现按材料及型式分类归纳如 表１． ２．１ 多蕾式基变换■的膏蚀豆囊謦｜．｝■ 多管式热交换器中发生的缺陷受其检查 方法，维修检查情况分别如袭２ 袭３所示。 ２．２多蕾式热交接■的膏蚀宴髑 ２．２．１水冷却器的腐蚀 碳钢制多管式冷却器大多用于水冷却 ２碳钢制热交换胡的腐蚀与防 腐 囊２ 分 类 名 称 热变换一ｔ发生的 盛部位和羞童方法 材 料 检鸯法 评价的可靠性 瞥板附近 （１）进出口腐蚀 铜．铜台盒粪 （管内表面） （冷却器） 耳视、确定内 径 耳规．渗透探 伤检童（Ｆ＂ｒ） 通过目税和卡尺硼定内径．较并捡薷和 盎打评价 剃用ＰＴ易拴测表面轶陷．但无摇拴甜发 生的裂鲠 ＜２）裂纹．点蚀 铜 不锈锕焊 （管板表面） 接角缝 ＜３）应力腐蚀裂 铜粪．奥氏体 纹 不锈钢 祸流挥伤检查 （ＢＴ） 樘铡Ａ娃裂纹－内井表面均困难， Ｂ，Ｃ处：内卦表面的检剥．判断有时行． 有时不可能 ＜４）振动应力 （管井表面） ＜５）氟致腐蚀 ＜管外表面） 折溉板部分 （６）氨敦腐蚀 ＜管外表面） 锕 类 涡流挥伤检查 （需特殊技术） 可谢拴．评定某种程度扩展的裂纹。但 视裂证所在位带．有对不可能检测 当产生壁幕的２Ｏ 以上的侵蚀时．大致 可控谢．评定 同 上 铜 类 涡流撵伤（需 特璩技术） 同 上 同 上 （Ｔ）振动磨损 ＜管扑袤面） （ｅ）温差腐蚀 （管内表面） 管 柬 铜麦，钍类 （加热器） 铜粪（冷却器） 涡流挥伤检查 较易检测．评定 同 上 同上，但日评价基准不同，故嚣与＜７） 区分开 ＜０）气蚀（管内 铜类（永砖却 表面） 器） 同 上 散布时易拴潮．评定，当群粜时评窟精 崖下降 ＜１０）沉积腐蚀 铜粪不错锕奥 阿 上 需收集表现的面积，数量罐盅等因素 教据．并通过管内镰挂盔方匏 证评定精 ＜ｌ１）点蚀 不错锕麦 祸流探伤樯鸯 （但需在舢以上） 度． 以下的点蚀．即使散布耐一般也堆 橙曩Ｉ 通过统计方法估计最大凹面 其结果误 差大 ＜】２）镑蚀 铣 类 抽管检查 （Ｉｓ）盘面腐蚀 和局部腐蚀 锔妻辱 特殊涡流棵伤 楂查．用超声 设铡定壁厚 能检弼复台蚨陪．但评定困难．需使用 管内铸．超声渡涮 ［，特殊羁流撂伤捡 丧，积累更多敢稿．并需按形态制订评定 基堆 Ｉ · 寰ｊ 热交换器蕾的肇 撞生 ｌ检查顺序 检查对象 身 诖 内容和结果 解体后立即进行 亮体内部 管． 封头．管道，接管等解体后立 儿污垢的色．量．附着部位推 目视桂查 管道 管板 即视察 谢腐蚀损伤部位．程度 原因 清扫后曲目视榱查 晦ｔ 解体矗经刷洗或喷水冼 后捌 除垢后的问隙腐蚀．堂面腐蚀 察 厦大裂纹的定性状况 管泄翮检查 换热器 盎休侧用空气或氮 加压后营 通过是否起也进行珂断 内用水或肥皂水 抽管检查 换热管 抽出敬报管子甜纵向割开．观 定量估计内外表面的局部赢蚀 察．铡定彗内外袤面 全面 蚀（檐值分析） 涡流撺伤橙查 换热管 在昔内插入传感器．樘测缺陷 定置地估计昔内外表局部腐蚀 （腐蚀．裂纹） 或裂纹槔度误差为壁厚的±５啊 抽出Ｕ型管束． 外侧管为对 根据瞳片赓｛丧定量地恬 剩余 象拍摄透射盟片，测定腔片敢度 壁厚（误差为壁厚的士ｌ０嘶） 础定壁厚 ：ｌ：Ｉ 换 一热铝 通过管 外表面均定 用超声 尘面腐蚀所致的剩亲壁厚（粘发 披侧厚仪测定壁厚 ｌ／１００ｒａｍ－不适甩于局部腐 蚀） 体．皆通 用超市谴测尊倥定点测定 蛆装后的挫蝌检查 三 ｌ一 — 品 一 视起泡与否判断足否泄 整体 暑】．托肥皂东往＾加压侧的诖兰面 渗逢．磁粉锑伤拉壹 督板，竞体 检查镑的密封焊接部位及壳津 ≈嘶有无裂瘦或其它缺陷 【．。搔部位的裂腔 器 管壁厚为２毫米时 使用工业用水经几 对于蒸汽入口或进口管的损伤．可在该 年后发生腐蚀泄漏。为延长使刖寿命 可用 部从管内部用小型浸水式超声波测厚仪测 厚壁管或进行水处理。 定 鼬易确认流速高时壁厚严重减薄这一倾 最近，由ｊ：锈斑引起的着色问题．碳钢 向 的使用逐渐减少。 ２．２．２蒸汽加热器的腐蚀 ３ 不锈钢制多管式热交换器的 碳银不易被蒸汽或冷凝水腐蚀 如接触 介质一侧腐蚀不严重 则可长期使用２０年左 腐蚀与防腐 右。 常见的不锈钢制多管式热交换器的腐蚀 加热器的腐蚀实侧有，当蒸汽中台冷凝 形态和部位如图１所示。应力腐蚀裂纹多发 水时，蒸汽入口往往困气蚀造成管子损伤， 于管板附近。 作为防止措施需除去蒸汽中的冷凝水。 ５．１水，争部翟的腐蚀 对于大直径的加热器，由于排出冷凝水 不锈钢制多管式玲却器发生的腐蚀是点 和蒸汽导致排出管及附近管子产生点蚀．其 蚀 应力腐蚀裂纹。如预先控制钳内流速在 防止措施可设援两根蒸汽排出箭 ：诈降低排 ２—３米／秒 上，则可抑制部分点蚀。应力 出时的流速。 腐蚀裂纹非常多，这是碳钢材料所没有的一 图ｌ 不锈钢制多管式热交换器的腐蚀和发生部位 丈缺点，应觅分注意． 壳体侧＜管外）流动的如果是水，若为 卧式刚不易发生礴蚀；但若为立式，则困高 温常发生应力腐蚀裂纹。傲对于立式冷却 器，一旦管内介质温度超过８０＂Ｃ需注意，如 超过１２０ｌ℃，则无有效的防腐方法，３年内将 问题较少。 加热器也有卧式、立式之分。立鸯所产 生的应力腐蚀裂纹较多，这是因为蒸汽中的 应力腐蚀裂纹诱发物移动至冷凝水中，长期 使用时在下管板附近发生浓缩。其防范措施 是下管板采用不锈钢和碳钢的复合板。 ５．５应力腐蚀裂绞的防止方法 产生应力ｌ莳蚀裂纹。之所以立式冷却器易产 生应力荫蚀裂纹，是因为紧挨上管板的下部 空气滞留，在冷却水位俯进因反复地受千湿 作用形成虚 腐蚀裂纹韵诱发物，并易浓 ｌ为防止不锈钢产生虚力腐蚀裂纹，应从 加工和使用两方面来考虑，但除更换材料以 外并没有良策，有关内容览表４。（见１５页） 参考文越 缩： 作为防止应力艏蚀裂纹的措施，尽可能 栗用卧式结构，但罔精洗等问题，如无棱改 变型式时， 可改变管板下部前错构，尽量减 少空气滞留，其结果相当有效。 ｊ．２燕抵 的直蚀 （１］ 陈广异．棘鸡等．压力窖器．换热器首束 成力腐蚀开弛失效分析．Ｖ０１．６．Ｎｏ．５ ＰＰ．７２ （１０８９）． （２） 馀鸿，障广异，中日第４届化工设备技术 交谶会论文集．换热器管束失效耜提高管束寿命 加热器也往往是在管外侧通蒸汽，因不 的选径．化学工业出版社．Ｐ Ｐ．４５（ｉ９８８） 锈钢｛时点像，故除应力腐蚀裂纹之外，腐蚀
