浅谈炼油厂换热器的腐蚀与防护

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摘 要：石油作为能源行业的重要组成部分，对于国民经济的重要作用是显而易见的，石油工业的发展也经历了很长一段时间，形成了完整的产业链，炼油厂即为其中一项十分重要的构成部分。在炼油厂中，换热器是常用的设备，损耗较大，其也极易受到腐蚀，给炼油厂的正常运转带来较大的影响，因此需要实时一系列有效的防护措施，预防或者治理该类问题，保障炼油厂的正常工作。本文简单阐述了炼油厂换热器腐蚀的种类，如缝隙腐蚀、空蚀、电化学腐蚀、氯化物的循环腐蚀、应力腐蚀等，并提出了几点防护措施，包括防腐蚀涂层、异种镀层防腐、电化学防腐蚀法、选用防腐材料、强化公益防腐管理等，为从事炼油厂换热器维护与保养的人员提供一定的参考与借鉴。

关键词：炼油厂 换热器 腐蚀 防护措施 研究

换热器的功能较为特殊，其在个各个类型的工业部门，在炼油工业中的使用也较为广泛，其对于炼油厂的运转有着重要的作用。换热设备的利用是否有着较高的效率，对于炼油长炼油工艺的生产效率及成本的控制有着较大的限制作用。而换热器在化工建设的投资中占有较大的比例，但是在实践的工业生产中，换热器极易出现腐蚀问题，极大的影响了换热器的正常运转及工作效率，情况严重的甚至会直接损害设备，使之报废，因此为了提高其利用率，延长使用寿命，使之能够高效的运转，分析造成腐蚀的原因，并有针对性的进行腐蚀的防护工作，是设备保养及管理人员的重要工作内容。

一、腐蚀的各种类型

换热器由于工作性质较为特殊，其需要直接接触原油，而原油中所含有的某些元素会对其造成不同程度的腐蚀，或者由于其他原因造成腐蚀，使之受到损害，影响其正常运转，根据造成腐蚀的原因的不同，基本上可以将其分为电化学腐蚀、氯化物的循环腐蚀、应力腐蚀，具体情况如下：①电化学腐蚀 电化学腐蚀在所有腐蚀种类中的占比极大。由于碳素钢处于电解质溶液中即会构成微电池，而碳素钢主要构成元素为铁素体和渗碳体，在电解质溶液的环境中，会形成腐蚀电池，其阳极为低电位的铁素体为阳极，阴极为高电位的渗碳体，将钢材进行缓慢的腐蚀；②氯化物的循环腐蚀 该腐蚀类型也属于较为常见的一种，如果换热器的低温系统中负一价的氯离子，且达不到露点，进而产生水冷凝现象。处于气体状态的氯化氢及硫化氢溶水性较为良好，而二者还能够相互促进、互相强化，形成腐蚀性极强的环境。换热器中的铁元素先与硫化氢反应，形成硫化铁膜，其对设备有一定的保护作用，而氯化物则会将其破坏，互相作用下形成了循环腐蚀；③应力腐蚀 金属材料在拉应力的条件下，加之特定腐蚀介质作用，机会出现应力腐蚀。该腐蚀会造成金属产生裂纹。造成应力腐蚀的拉应力，包括容器部件在运行过是自然产生的拉应力及容器在制造加工过程中遗留的应力，该类不均匀应力即导致了应力腐蚀。换热器中最常见的应力腐蚀可以分为三种不同的类型，即氯离子应力腐蚀、氢腐蚀、硫化物应力腐蚀。

二、相关防护措施

腐蚀出现后，会直接的影响到换热器工作的安全性及稳定性，情况严重的甚至会出现原油泄漏等重大安全事故。根据上述腐蚀类型及产生的原因分析可见，电解质溶液、氯化物、硫化物等物质在一定温度的水、氧等条件中，即会在换热器表面发生化学反应生成酸性液，其是导致腐蚀出现的直接原因，因此需要有针对采取措施，防止或者控制酸性液的形成。在换热器设备投产使用之前或者检修的过程中实施不同类型的钝化处理，将金属的活化状态变为钝化状态，避免湖综合延缓腐蚀的发生速度，避免出现意外情况，影响炼油厂的正常运转具体措施可以分为以下几点：

1.合理选择防腐材料

为了使换热器具有一定的抗腐蚀能力，在该设备的设计阶段及制造阶段均需充分考虑材料的问题，将传统的普通碳钢改换为耐蚀材料。如果换热器使用的环境中，氯离子含量较低，则应该尽量使用不锈钢换热器，而尽量不用碳钢换热器。现代科学技术的发展，对各类新型材料的研究逐步深入，高性能耐蚀材料不断出现，在数量及种类上均十分丰富，也得到了广泛的应用，如双相不锈钢、超低碳不锈钢等材料，其抗腐蚀的性能较好，但是由于该类材料价格昂贵，不利于成本的控制，因此合理选择换热器材料应全面考虑各个方面的因素，包括材料性能、防腐手段、加工性、实用性、经济性等，合理选择。

2.喷涂防腐层

采用喷涂防腐层的方式对换热器进行腐蚀防护，盛行于上个世纪90年代初期。该方式主要是针对催化装置顶循系统的腐蚀问题，使用CH848及CH784型防腐涂料对设备进行防护，该有机涂层的优势在于可以反复进行多次的喷涂，但是其缺陷也十分明显，即涂层换热器对于厚度的要求较高，需要经过多次的涂装，并利用高温进行烧烤，工艺流程十分复杂，耐温性及附着性也十分有限。如果属于油品换热器，在进行检修时需要使用高压蒸汽进行吹扫，涂层会受到不同程度的破坏，防腐效果不稳定。

3.异种镀层防腐措施

在该防腐措施中，较为典型是即为化学镀镍磷技术。化学镀镍磷发挥防腐作用的原理是充分利用还原剂，溶液中的镍离子即会有选择地在催化活化的表面还原并析出，近而在接触腐蚀源的表面形成特殊的金属镀层。化学镀镍磷镀层换热器属于非晶态合金，也称为金属玻璃，其主要优势在于可以在380摄氏度的高温下正常使用，且对于硫化氢及氯离子的耐受性较好，且强度较高，抗冲刷与磨蚀性能良好，且导热性极强，能够达到较为良好的抗结垢效果，因而受到了较多的关注，在石化企业中的应用也十分广泛。

4.电化学防腐蚀法

根据方式的不同，电化学防蚀法可以分为两个不同的类型，即外加电源法和牺牲阳极保护法。由于牺牲阳极保护法的性质较为特殊，其在管道及换热器防腐蚀中均有十分广泛的应用。换热器出现电化学腐蚀时，阴极与阳极会出现腐蚀电流，而利用电极电位相较被防腐体更低的金属与被腐体相连接，低电位金属的腐蚀电流即能够成为高电位被防腐体的防腐蚀电流。该方式也被成为牺牲阳极保护法，牺牲阳极材料一般为锌材料，防腐蚀效果较为理想。

5.优化工艺防腐管理

工艺防腐也是较为有效的防腐方式，种类较为丰富，其中常压系统的“一脱三注”方式以其诸多优势及良好的效果，应用十分广泛。其能够有效的控制换热器等设备腐蚀的速率，效果十分显著。另外，对原油实施预处理，除去原油中的腐蚀物质及杂质，包括硫化氢、氯元素等及其他腐蚀源，降低换热器等设备腐蚀出现的概率，或者缓解腐蚀严重程度。

三、总结

换热器对于炼油厂的正常运转及工作效率的重要意义是十分明显的。由于各种因素的影响，包括原油的质量、生产工艺、设备管理等，其腐蚀问题也是普遍存在的，因此需要积极的实施相应的防护措施。本文仅从一般的角度分析了各种腐蚀的类型及相应的防护措施，但是在实践中还需要管理维护人员全面分析各项影响因素，探索出适应于实际情况的防护措施，达到良好的防护效果，保障换热器的运转效率，提高炼油厂的生产效率，提高经济效益及社会效益。

参考文献

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