電脫鹽切水換熱器聯合保護的研究與設計

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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分析，提出采用涂層與犧
牲陽極聯合保護的防腐方案對該設備進行保護。采用極化曲線對犧牲陽極材料、選用涂料的防腐
性能以及陰極保護參數進行了研究，并對聯合保護進行了簡單工藝計算，為該保護法在電脫鹽切水
換熱器上的應用提供了參考和指導。為驗證該保護方案的合理性和保護效果，在換熱器模型上進
行了模擬試驗，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。
關鍵詞：換熱器涂層犧牲陽極聯合保護
1前言
換熱器作為重要的換熱設備，在煉油企業中應
用廣泛。目前國內煉油廠換熱器所用材質多數為碳
鋼，I j于換熱器運行環境苛刻，接觸介質常具有強腐
蝕性且溫度高，碳鋼管束極易發生腐蝕穿孔，給企業
生產造成了很大的經濟損失和安全隱患，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、化學鍍Ni—P、涂層防護等11~3]，目前
在水相介質中應用較多的防腐措施為犧牲陽極保
護、涂層一犧牲陽極聯合保護等，均取得了較好的防
腐效果。采用涂層與犧牲陽極的聯合保護，能減少
犧牲陽極用量，犧牲陽極能保護涂層被破壞區域，兩
者起到協同作用，且該保護法施工及安裝維護簡單，
保護費用低，因此將該聯合保護法應用于電脫鹽切
水換熱器經濟合理，可行性高。
由于換熱器運行環境苛刻，對其進行聯合保護
應用前的研究顯得尤為重要，而許多工程往往在應
用涂層與犧牲陽極聯合保護前都缺乏系統的研究和
設計。聯合保護法的核心內容是對犧牲陽極材料和
涂料的選擇，許多工程應用前容易忽視這兩方面研
究，通常根據經驗和相關標準進行選擇，不注重實際
運行情況，使聯合保護達不到預期的保護效果，從而
縮短了保護壽命，增加了保護成本。
極化曲線測量是研究金屬腐蝕重要的電化學手
·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，
選擇了適合該聯合保護方案的犧牲陽極材料和高溫
耐蝕阻垢涂料，并對陰極保護參數及犧牲陽極工藝
進行了相關研究和計算，且模擬試驗表明，該防腐方
案合理可行。
2腐蝕分析及防腐方案
2．1工況條件及介質分析
換熱器工況條件和介質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
介質溫度(℃) 介質溫度(℃)
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合裝置1#、2#常壓單元
萬方數據
32 四川1匕工
現有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，采用材質為】0號碳鋼。
該裝置運行一年左右，即出現腐蝕穿孑L現象，抽芯檢
查時發現在其管束表面結垢和腐蝕比較嚴重，有大
量紅棕色銹垢，且垢層疏松．銹垢分布密集，將管柬
喪而進行高壓清洗，除去銹垢后呈現明顯的點蝕特
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
腐蝕，由于碳鋼組織結構不均一，易在表面形成腐蝕
原電池，陽極反應為鐵的溶解，陰極反應為氧的去極
化，在堿性溶液L1_l腐蝕產物多為鐵的氧化物及氫氧
化物。據表2分析結果，脫硫凈化水中含有大量
H2S，NH。等物質，濃度分別為108mg／I，、77．3mg／
I。，pH值為9．8，早期研究結果表明[4。，碳鋼在含
H。S堿性溶液中，陽極生成的腐蝕產物Fe2。，能與
HzS溶液中的HS一、S2一生成硫化物膜，但在pH值

wanglifeng_1989

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