化工换热器常见腐蚀问题及防控措施分析

摘要：化工设备的换热器是确保我国化工生产安全性和生产效率最关键的设备之一。而考虑到在化学生产过程中，采用的化学原料以及通过换热器设备的介质，大多数具有一定的腐蚀性，在长期的服役条件下，换热器设备在运行过程中极有可能会受到这些化学原料的影响而出现腐蚀问题，严重地影响到生产的安全性。而通过有效的防腐处理措施，则能够保障换热器设备的使用寿命，同时也确保了生产环节的整体效率，为化工企业的发展提供了有效的助力。本篇文章主要分析了化工设备换热器在运行过程中常见的腐蚀问题，并且就换热器设备的防腐处理措施进行了探讨，希望能够为确保换热器设备的运行安全性提供参考意见。

关键词：化工设备；换热器；防腐对策

近年来，随着我国化工领域发展规模的持续扩大，化工产品在市场中的需求量在不断地提升。而化工产品的生产，依赖于化工生产设备的运行安全性和整体使用寿命，尤其是在市场中，化工产品需求量不断增加的情况下，许多化工设备往往出现了高负荷运转的问题，在这种情况下，受到化学药品或介质特性所带来的影响容易出现腐蚀现象。因此，进一步探究化工换热器设备的防腐处理措施更显得意义重大。

一、化工设备换热器在运行过程中常见的腐蚀问题

（一）物理性的腐蚀问题

物理腐蚀是最普遍的腐蚀现象，化工产品在加工过程中，很多原料本身就具有一定的腐蚀特性，而换热器设备的表面是金属材质，在设备长期与化工原材料表面摩擦接触的情况下，就容易受到物理性的腐蚀风险。尤其是在高负荷运转的压力下，长期在高温条件下也会导致换热器设备的表层与原材料之间发生长期的摩擦，这些原材料中蕴含着的颗粒或高流速的气体，都会对换热器的表层产生一定的冲击，甚至还会影响到换热器设备内部的保护层[1]。

（二）电化学腐蚀

在化工换热器设备长期运转的条件下，换热器设备的表层可能会有诸多介质沉淀在其中，尤其是在换热器的末端位置，还可能会在流体介质的高流速影响作用下，导致管道内部的沉积物不断地增多。而由于管道内部沉积颗粒物和流速之间的相互作用，也会导致换热器表层沉积或附着的化工原材料分布极不均匀，在长期作用下，会导致换热器出现粘连性减弱或产生裂缝的情况，而由于沉积物的间隙存在一定的差异，这也导致化工换热器设备不同的沉积部分之间产生了电化学的腐蚀现象。这种腐蚀现象主要包括不同区域的还原腐蚀现象、阳极金属腐蚀现象等等。

（三）换热器管道水侧腐蚀

在化工设备的换热器运行过程中，水是换热器设备表层最常接触的介质。但考虑到在很多化工产品生产加工过程中，需水量是极大的，如果水质中碱性较大或酸性过高，都有可能会由于换热器表层与水流长期接触而产生换热器管道水侧的腐蚀问题[2]。

（四）换热器的应力腐蚀

所谓应力腐蚀主要是指换热器在运行过程中由于内部应力以及外部应力之间的相互作用，在应力差不均匀的情况下而产生的一种腐蚀问题。在应力腐蚀的影响作用下，换热器表层的材料抗力将会不断地降低，甚至表层材料还会出现缝隙或破损等现象。目前，在化工设备的换热器应力腐蚀现象中，主要是以阳极的溶解应力腐蚀问题最为严峻。这种情况都是由于受到了内外应力的影响，导致换热器设备的表层氧化膜遭到了抗力上的破坏。

二、化工设备热交换器常见的防腐处理方法

（一）利用防腐涂料提升性能

作为针对金属腐蚀的一种特种防护材料，防腐涂料能够赋予金属材质一道高效的抗腐蚀屏障，从而延长其耐用时间并增强其抵抗腐蚀的能力。如今，在化工厂中的换热器的运用场景下，防腐涂料的使用已经开始普及，尤其是它的防腐特性表现得尤为显著，成为了一项切实可行的防止腐蚀的方法。从实施的角度看，主要是通过在换热器的金属外表覆上一层涂膜来达到隔离化学物质和减少化学溶剂对其影响的目的。一般情况下，这种方法可以通过电镀、包镀、火焰喷涂、热浸等手段来完成，并在经过高温烘焙之后确保涂层能牢固地粘贴到金属上。相比普通的涂层，金属防腐涂层具有更强的适应性和韧度，但无机涂层却较为脆弱，所以我们在实际操作过程中需要避免出现空隙或者裂缝，以免无法充分发挥涂层的防腐作用[3]。

（二）牺牲阳极的阴极保护法

根据对化工设备换热器金属材料的分析，通常是由碳钢构成的，其中包括渗碳体和铁素体，前者的电子电位比后者低，极易形成原电池。分析腐蚀机理可知，渗碳体成为微电池的阴极，铁素体则为阳极，在电化学腐蚀作用下，铁元素会流失，产生腐蚀电流。为了防止电化学腐蚀问题，采用牺牲阳极和阴极保护法，并广泛应用于化工设备维护中。这种电化学防腐方式主要依据电化学原理对阴极材料实施保护，例如连接电位更低的金属如镁、铝、镁铝合金等材料，从而保护金属铁元素，避免损坏和腐蚀[4]。

（三）强化设备检测与修复管理

在化工设备的管理规范中，对于换热器设备有效地监控和维修管理起着关键作用，这是确保设备高性能运转的关键策略。因为换热器经常暴露于腐蚀的环境下，容易遭受各种化学腐蚀性的侵害，因此必须对其进行及时的监控和修理以维持其良好状况。首先，为了满足换热器设备的使用特性，我们需要建立一套与其相适应的监控、维修等管理的方案，通过定期的或随机的方法来进行全面的检查和保养。其次，我们要完善换热器设备的维护记录和详细的数据记录，可以通过运用现代化的高科技遥控系统，实现对设备运作全过程的实时监控，当发现有异样数据或是规律性数据的变化时，我们可以集中精力去调查设备的腐蚀情况，并且迅速地执行解决措施。此外，我们还需要重视设备常规化管理和技术改进，让专业技术人员进行日常化的巡视检查，以便尽早排除可能存在的安全故障，并对出现的任何问题立即报告并加以修复。同样重要的是，我们应该关注防腐修补工艺的技术进步，用定时排放气体检查、取样分析、涡流测试、壁厚测量等多种方法，全面搜集换热器的腐蚀信息。另外，除了严格执行设备防腐蚀预防控制外，还要注意防止过大压力、防止泄漏、防止生锈等问题，从而从多方面提高设备的安全性和效能，延长大规模生产的时间和减少开支。

（四）及时开展清洗及保养工作

所有机器的使用并非一次性的任务完成后就结束了，它们必须通过精确且合理的方式来维持其良好运作的状态。特别是对于化工厂的产品制造过程来说，因为各种有毒元素会对器械造成影响，因此我们必须立即采取清洁并保护措施以避免可能引起侵害或损坏的风险因素出现，从而降低发生损害的可能性。一般来说，我们可以采用两种方式：一是使用化学方法（如用泡沫颗粒）或者物理手段去清理加热交换机；二是利用高压力的水冲洗技术清除掉内壁上的污垢和其他污染物等有害成分，这样可以有效提高它的性能效率[5]。

结语：在化工生产过程中，换热器设备是保障化工生产效率最关键的设备之一。为了有效地避免由于腐蚀问题引发的生产安全问题，更应当通过采用防腐涂层保护技术、牺牲阳极的阴极保护法、重视设备的清洗以及保养工作等多措并举的方式，确保换热器设备的运行使用寿命和安全性。

参考文献：

[1]欧阳伟媛. 化工换热器常见腐蚀问题及防控措施的研究[J]. 石化技术， 2023， 30 （12）： 21-23.

[2]刘小磊. 化工设备换热器的常见腐蚀问题与防腐措施研究[J]. 中国设备工程， 2023， （15）： 147-149.

[3]李旭升. 化工设备换热器运营期常见腐蚀问题及防控措施[J]. 化学工程与装备， 2023， （05）： 170-172.

[4]胡东爽. 换热器常见腐蚀问题及防范措施[J]. 当代化工研究， 2021， （04）： 30-31.

[5]程晓燕. 化工换热器的腐蚀问题及防腐措施[J]. 化工管理， 2019， （25）： 155-156.