换热器在炼油工业中的应用是十分广泛的,其重要性也是显而宜见的,换热设备利用率的高低直接影响到炼油工艺的效率以及成本的费用问题。据统计换热器在化工建设中约占投资的1/5,因此,换热器的利用率及寿命是值得研究的重要问题。由换热器的损坏原因来看,腐蚀是一个十分重要的原因,而且换热器的腐蚀是大量的普遍存在的,能够解决好腐蚀问题,就等于解决了换热器损坏的根本。要想防止换热器的腐蚀,就得弄清楚腐蚀的根源,现就换热器的腐蚀的原因从以下几方面进行讨论。

腐蚀

1·换热器的用材的选择

使用何种材料的决定因素是其经济性,管子材料有不锈钢,铜镍合金,镍基合金,钛和锆等,除了工业上不能使用焊接管的情况以外都使用了焊接管,耐蚀材料仅用于管程,壳程材料是碳钢。

2·换热器的金属腐蚀

2.1 金属腐蚀的原理 金属腐蚀是指在周围介质的化学或电化学的作用下,并且经常是在和物理、机械或生物学因素的共同作用下金属产生的破坏,也即金属在它所处环境的作用下所产生破坏。

2.2 换热器几种常见的腐蚀破坏类型

2.2.1 均匀腐蚀 在整个暴露于介质的表面上,或者在较大的面积上产生的,宏观上均匀的腐蚀破坏叫均匀腐蚀。 2.2.2 接触腐蚀 两种电位不同的金属或合金互相接触,并浸于电解质溶解质溶液中,它们之间就有电流通过,电位正的金属腐蚀速度降低,电位负的金属腐蚀速度增加。

2.2.3 选择性腐蚀 合金中某一元素由于腐蚀,优先进入介质的现象称为选择性腐蚀。

2.2.4 孔蚀 集中在金属表面个别小点上深度较大的腐蚀称为孔蚀,或称小孔腐蚀、点蚀。

2.2.5 缝隙腐蚀 在金属表面的缝隙和被覆盖的部位会产生剧烈的缝隙腐蚀。

2.2.6 冲刷腐蚀 冲刷腐蚀是由于介质和金属表面之间的相对运动而使腐蚀过程加速的一种腐蚀。

2.2.7 晶间腐蚀 晶间腐蚀是优先腐蚀金属或合金的晶界和晶界附近区域,而晶粒本身腐蚀比较小的一种腐蚀。 2.2.8 应力腐蚀破裂(SCC)和腐蚀疲劳SCC是在一定的金属一介质体系内,由于腐蚀和拉应力的共同作用造成的材料断裂。

2.2.9 氢破坏 金属在电解质溶液中,由于腐蚀、酸洗、阴极保护或电镀,可以产生因渗氢而引起的破坏。

3·冷却介质对金属腐蚀的影响 工业上使用最多的冷却介质是各种天然水。影响金属腐蚀的因素很多,主要的几个因素及其对几种常用金属的影响:

3.1 溶解氧 水中的溶解氧是参加阴极过程的氧化剂,因此它一般促进腐蚀。当水中氧的浓度不均匀时,将形成氧的浓差电池,造成局部腐蚀。对碳钢、低合金钢、铜合金和某些牌号的不锈钢而言,熔解氧是影响它们在水中腐蚀行为的最重要因素。

3.2 其他溶解气体 在水中无氧时CO2将导致铜和钢的腐蚀,但不促进铝的腐蚀。微量的氨腐蚀铜合金,但对铝和钢没有影响。H2S促进铜和钢的腐蚀,但对铝无影响。SO2降低了水的pH值,增加了水对金属的腐蚀性。

3.3 硬度 一般说来,淡水的硬度增高对铜、锌、铅和钢等金属的腐蚀减小。非常软的水腐蚀性很强,在这种水中,不宜用铜、铅、锌。相反,铅在软水中耐蚀,在硬度高的水中产生孔蚀。

3.4 pH值 钢在pH>11的水中腐蚀较小,pH<7时腐蚀增大。

3.5 离子的影响 氯离子可以破坏不锈钢等钝化金属的表面,诱发孔蚀或SCC。

3.6 垢的影响 淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢层对传热不利,但是有利于防止腐蚀。

4·传热过程对腐蚀的影响 金属在有传热和没有传热的条件下,腐蚀行为是不相同的。一般说来,传热使金属的腐蚀加剧,特别是在有沸腾、汽化或过热的条件下更明显。在不同介质中,或对不同的金属,传热的影响也不相同。

5·防腐方法 知道了换热器各种腐蚀的原因,合理的选择防腐措施,才能达到高效利用设备的目的。

防护

针对以上讨论的有关腐蚀情况,提出以下防腐方法:

这里主要介绍缓蚀剂,电化学保护。

①缓蚀剂 以铬酸盐为主要成分的缓蚀剂是冷却水系统常用的,铬酸根离子是一种阳极(过程)抑制剂,当它与合适的阴极抑制剂组合时,能得到令人满意而又经济的防腐蚀效果。 铬酸盐-锌--聚磷酸盐:聚磷酸盐的使用是由于它是具有清洁金属表面的作用,有缓蚀能力,聚磷酸盐可以部分转成正磷酸盐,它们也可以同钙生成大的胶体阳离子,抑制阴极过程。 铬酸盐-锌--膦酸盐:这种方法用膦酸钠代替聚磷酸盐外与上一种方法相似,氨基甲叉磷酸盐也可以用于比为聚磷酸盐所规定的pH值要高的场合。氨基甲叉膦酸盐可以防止水垢,即使pH值为9也能控制钙盐的沉淀。 铬酸盐-锌--水解的聚丙烯酰胺:由于阳离子型共聚物水解的聚丙烯酰胺的分散作用,能够防止或抑制水垢成污垢的产生。

②电化学保护 采用阴极保护和阳极保护。阴极保护是利用外加直流电源,使金属表面变为阴极而达到保护,此法耗电量大,费用高。阳极保护是把保护的换热器接以外加电源的阳极,使金属表面生成钝化膜,从而得到保护。

清洗

长期以来传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗(酸洗)等在对换热器清洗时出现很多问题：不能彻底清除水垢等沉积物，酸液对设备造成腐蚀形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，最终导致更换设备，此外，清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理。新研发出的对设备无腐蚀清洗剂，其中应有技术较好的有福世泰克清洗剂，其高效、环保、安全、无腐蚀，不但清洗效果良好而且对设备没有腐蚀，能够保证换热器的长期使用。清洗剂（特有的添加湿润剂和穿透剂，可以有效清除用水设备中所产生的最顽固的水垢（碳酸钙）、锈垢、油垢、粘泥等沉淀物，同时不会对人体造成伤害，不会对钢铁、紫铜、镍、钛、橡胶、塑料、纤维、玻璃、陶瓷等材质产生侵蚀、点蚀、氧化等其他有害的反应，可大大延长设备的使用寿命。

在工业生产的过程中，有的时候会因为操作不当引起的突发情况造成个别设备或者局部管道线路结垢、堵塞，影响生产的正常运行。对于这时的情况，主要是快速的清除污垢，保证生产装置可以正常的运转，恢复正常生产状态。恢复装置生产效率。比如化工设备结垢造成换热器等设备传递热量热系数减少，管道流通面积的减少或者流通阻力增大，使能、物等消耗增加，生产效率明显下降。这时通过清洗除垢来恢复生产设备的生产效率。

由于很多方面的原因，换热器设备等和管道线路线中都会产生很多如结焦、油污垢、水垢、沉积物、腐蚀产物、聚合物、菌类、藻类、粘泥等污垢。然而工作时产生的这些污垢会使设备和管道线路失效，装置系统会发生生产下降，能耗、物耗增加等不良情况，污垢腐蚀性特别严重时还会使流程中断，装置系统被迫停产，直接造成各种经济损失，甚至还有可能发生恶性生产事故。在科学发展的今天要想完全的避免污垢的产生是几乎不可能的，所以，换热器等设备的清洗便成为工业(如:石油、化工、电力、冶金各行业)生产中所不可缺少的一个重要环节。

高压水射流清洗换热器属于物理清洗方法，与传统的人工、机械清洗及化学清洗相比，有诸多优点：清洗成本低、清洗质量好、清洗速度快，而且不产生环境污染，对设备没有腐蚀。我国高压水射流清洗技术发展比较迅速，水射流工业清洗的比重在大中型城市及企业已接近20%，并且以每年10%左右的速度增长，可谓方兴未艾。预计6—7年时间，在中国工业清洗行业中，高压水射流清洗技术将要占绝对优势，是我国工业清洗的必由之路。

系统检验

对于一些新系统来说，不能马上与换热器进行交替使用，首先把新的系统在指定的时间段运行，让它有了一个运行模式后，这个时候方可以把换热器并入系统中使用，这样做的目的完全是为了避免管网中的杂质破坏换热器设备；

防除垢

防除垢机理图防除垢机理图声波防、除垢技术已在石油化工、冶金电力、制糖制药等诸多工业领域得以广泛应用超。

超声波防除垢技术是利用超声高频脉冲震荡波在换热器金属面与内部物料液体液面产生的一系列作用而达到防除垢目的的。

具体机理是超声震荡波垂直作用在换热器金属表面，使其在金属中快速传播，受到震动的金属壁面与相邻液面产生了推斥力，使液体远离壁面，而后恢复原位，过程中产生了一个时间差，出现一个狭小的真空区域，周围液体会迅速填充，产生了微涡，周而复始，就产生了这种高速微涡效应，高速微涡效应阻断了液体中垢质成分附着在金属管壁的条件，从而达到了防垢效果。

而高速微涡使液体不断冲刷着金属壁面上的软垢，使软垢随液体流走，从而解决软垢问题，同样高速微涡可以带走金属周边的气泡，达到防止金属氧化的目的。

对于已附着在金属壁上的硬垢质，在高频振动的作用下，由于金属和垢质的弹性阻抗不同，频率响应也不一致，是两者间产生不同振动，硬垢比金属的弹性阻抗差很多，会在内部形成多方向性的微冲性剪切力，使垢质疲劳、裂纹、疏松、脱落。而在产生裂缝的同时，就会有毛细作用的出现，液体通过裂缝迅速进入到垢层当中，接触高温金属管时受热体积急速膨胀，加速垢质的脱离。这就达到了除垢的效果。

该技术已申请三项国家专利技术，并被发改委评委国家级科技成果重点推广项目。

管网清洁
无论是在工作前还是工作完成后，我们都必须要对管网中进行清洁处理，效率相当。

因冷却水大多数含有钙、镁离子和酸式碳酸盐。当冷却水流经金属表面时，有碳酸盐的生成。另外，溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀，形成铁锈。由于锈垢的产生，换热效果下降。严重时不得不在壳体外喷淋冷却水，结垢严重时会堵塞管子，使换热效果失去作用。采用福世泰克清洗剂清洗凝汽器，福世泰克的高效、环保、安全、无腐蚀，不但清洗效果良好而且对设备没有腐蚀，能够保证凝汽器的长期使用。