防腐论文.docVIP

换热器设备腐蚀与防护 一、换热器分类 按照传统方式的不同，换热设备可分为三类： 混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器。混合式换热器利用冷、热流体直接能与混合的作用进行热能量的交换这类换热器的结构较为简单且廉价、常做成塔状例如：凉水塔、造粒塔、流花床等；蓄热式换热器中首先让热物料通过，把热量积聚在蓄在蓄热体中，然后使冷物料通过，把能量带走，由于这两种流体交换输入，所以不可避免的存在相互污染；间壁式换热器安装其结构可分为：管式换热器、板面式换热器、扩展表面式换热器。 大庆油田化工有限公司轻烃分馏分公司轻烃分馏车间主要选用列管式换热器，其中卧式换热器有U型管换热器、固定管板式换热器、浮头式换热器；立式换热器选用夹套换热器。主要是列管式换热器结构简单、紧凑、耐温、耐压，由于属于多管程且在管外侧加装折流挡板，这样增大管内、外流体在其中的停留时间，提高了换热效果。固定换热器其特点是两端管板和壳体连接在一起，因而其结构简单，造价低廉的优点，由于壳程清洗和检修困难，管外部应清洁、不易结垢但对于轻烃分馏装置来讲原料中所含有的炭黑较多很容易对壳程造成堵塞，另外对温差稍大时可在壳体的适当部位焊上补偿圈（或称为膨胀节），通过补偿圈发生弹性形变来适应外壳和管束不同的膨胀程度，但这种补偿方法只能适应于两种流体温差小于70℃，壳程流体压强小于0.6MPa的场合；U型管换热器它是将每根管子都弯成U型状，两端固定在同一管板的两侧，管板用隔板分成两室，这种结构使得每根管子可以自由伸缩，与其他管子和壳体无关，从而解决了补偿问题，它可适用于高温高压，但管程不容易进行清洗；浮头式换热器其特点由于管程有小浮头的存在能够完全消除热应力，便于清洗和检修，但其结构较为复杂，造价较高。 但在化工生产单位，每个换热器同时也都具有腐蚀的特点，并且换热器的腐蚀会根据自身的材质和外界的一些因素影响，导致换热器腐蚀并且失灵，带来巨大的危害。 轻烃分馏车间这几种换热器存在常见的几种腐蚀形式： 疲劳腐蚀：当冷、热物料接触时管束会发生弹性变形，如果在一个较为稳定的温度下对于管束是一个理想的状态，但由于物料组分、环境温度和其他外界因素造成换热器管束的频繁拉伸和恢复，这样长时间的作用或材质本身缺陷的作用下管子会发生开裂，造成换热器内漏。 应力腐蚀：它指的是金属构件在拉伸应力和腐蚀环境共同作用下引起的破坏。在换热器的制造过程中的一些结构的不合理或运行过程中的长时间拉伸很容易使管束于管板的焊接点产生应力集中，造成焊接的失效。 磨损腐蚀：由于腐蚀性流体和金属表面间相对运动的而引起金属的加速破坏，冬季的轻烃原料中时常含有炭黑和机械杂质等物质，在轻烃原料通过换热器管束时会发生摩擦，进而造成磨损腐蚀使换热管泄露。另外由于换热管是于管束上的折流板直接接触，那么当换热管束发生拉伸变形或收缩时管子会个折流板发生摩擦，如此状态频繁发生就会使换热管发生泄露。 腐蚀损坏的类型 腐蚀损坏的类型是多种多样的，据统计目前已有五十多种。 一般可分为均匀腐蚀和局部腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点腐蚀和晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、冲刷腐蚀、空泡腐蚀、摩擦腐蚀、磨损腐蚀等。 腐蚀损坏在化工企业广泛存在，在设备损坏中占有相当大的比列。据多家化学工业公司对近十多年中发生的腐蚀多起事故的统计，腐蚀损坏占54%。 腐蚀带来的危害性 消耗大量的钢材：据统计全世界每年因腐蚀损耗的金属至少有一亿吨。占全世界钢产量的20~40%。 污染环境：设备管道腐蚀造成腐蚀介质的跑冒滴漏，轻者引起中毒与烧伤，影响职工的人身健康和生物成长；重者引起火灾与爆炸，破坏生产。 污染产品：设备管道的跑冒滴漏或腐蚀产物的生成与脱落，进入产品降低产品质量。 损失巨大：据统计，以火灾、水灾、风灾、地震与腐蚀损失相比，腐蚀居于首位。全世界每年至少损失280亿美元，占各国国民经济收入总值的1.25%。一个工业发达的国家每年由于金属腐蚀造成的经济损失占全年国民经济总产值的4%，在我国，每年腐蚀损失估计可能达二、三百亿元。 腐蚀预防及措施： 轻烃分馏车间原料预热换热器E215曾发生多次内漏，E215属于浮头式换热器，由于流体的不稳定性和流体的冲刷造成管束与管板的焊接点发生应力开裂致使换热器发生内漏，造成车间多次停工维修，带来巨大的金额损失。如稍有不慎，油物质漏出会造成大量人员的伤亡。 设计工艺避免应力集中许多应力腐蚀事故发生在构件受力最大的部位，而这些危险处除加工质量外，常常是由于设计不合理所造成的， 因此在压力容器的结构设计中应尽量避免造成应力集中。在设计时可在换热管外侧加装套管防止管子与折流板发生直接摩擦。 运行控制中所采取平稳运行的方法保证流体的稳定防止频繁发生拉伸和收缩所造成的疲劳腐蚀，例如：E215管程蒸汽回水的是靠蒸汽扩容器供给，在运行中尽量平稳控制蒸汽回水流量，防止发生