一、腐蚀的普遍性与危害
腐蚀是指材料(通常为金属)在环境介质作用下发生的化学或电化学反应,导致材料性能下降甚至失效的过程,在换热器中,腐蚀不仅会造成管壁变薄、穿孔泄漏,还可能引发介质污染、系统停机甚至安全事故,据行业统计,换热器故障中超过60%与腐蚀直接相关,因此识别并控制腐蚀因素,是保障换热系统长期稳定运行的前提。
二、管壳式换热器腐蚀的主要因素
管壳式换热器由壳体、管束、管板、折流板等组成,结构复杂,流体分布不均,易产生局部腐蚀,主要腐蚀因素包括:
介质化学性质
换热介质中的氯离子、硫化物、酸性气体(如H₂S、CO₂)、溶解氧等是强腐蚀性物质,例如在海水冷却系统中,高浓度氯离子极易引发不锈钢管束的点蚀和应力腐蚀开裂(SCC)。
流速与流体分布不均
流速过低易导致污垢沉积,形成垢下腐蚀;流速过高则可能引发冲刷腐蚀,特别是在管口、折流板缺口处,此外壳程流体分布不均会导致局部流速差异,加剧腐蚀。
电偶腐蚀
当不同金属材料(如碳钢管与不锈钢管板)在电解质中接触时,会形成电偶电池,电位较负的金属加速腐蚀,这是管壳式换热器管板与管子连接处常见的问题。
缝隙腐蚀
在管板与管子的胀接或焊接处、垫片密封面等存在微小缝隙的区域,介质滞留,氧浓度差异形成浓差电池,导致局部腐蚀加剧。
温度影响
高温会加速化学反应速率,提升腐蚀速度,同时温度变化可能导致热应力,诱发应力腐蚀开裂,尤其在含氯环境中对奥氏体不锈钢危害极大。
三、板式换热器腐蚀的主要因素
板式换热器由一系列波纹金属板片叠加而成,具有传热效率高、结构紧凑等优点,但耐腐蚀性受多种因素影响:
板片材料选择不当
板片通常采用不锈钢(如304、316L)、钛材或镍基合金,若在含氯介质中选用304不锈钢,极易发生点蚀和晶间腐蚀,艾克森建议在高腐蚀环境下优先选用316L或钛材。
密封垫片老化与泄漏
垫片老化或安装不当会导致介质泄漏,形成局部浓缩环境,加剧腐蚀,尤其在高温或化学性质活泼的介质中,垫片材料需耐腐蚀、耐老化。
流道狭窄,易堵塞与沉积
板式换热器流道狭窄,易被颗粒物或微生物堵塞,形成沉积物下腐蚀(如微生物腐蚀MIC),定期清洗与过滤是预防关键。
焊接区域腐蚀
部分板片采用激光焊接,焊缝区域组织变化,易成为腐蚀起始点,高质量焊接工艺与材料匹配非常重要。
启停频繁与热冲击
频繁启停导致温度剧烈变化,可能引起热疲劳与腐蚀协同作用,缩短板片寿命。
四、艾克森换热器的防腐解决方案
针对上述腐蚀问题,艾克森换热器提供全生命周期防腐支持:
科学选材:根据介质成分、温度、压力等参数,推荐优材料组合。
优化设计:采用CFD流体模拟,优化流道设计,减少死区与湍流腐蚀。
表面处理:提供涂层、钝化、喷砂等表面防护处理。
智能监控:集成在线腐蚀监测系统,实现早期预警。
维护建议:提供清洗、保养、更换周期指导,降低运行风险。
腐蚀虽不可避免,但可通过科学设计与规范管理有效控制,艾克森换热器主要为客户提供高效、耐用、安全的换热解决方案,了解腐蚀成因,选择专业厂家,是您设备长久稳定运行的第一步,如需技术咨询或定制化服务,欢迎联系艾克森技术团队,我们将为您量身打造防腐方案,助力工业系统高效运行。
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