馬洪巖

摘 要：腐蝕和污垢是影響循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行的常見問題，在循環(huán)水系統(tǒng)的任意一個(gè)部位都有可能發(fā)生。因此為了有效地保障換熱器的運(yùn)行效率，使其可以高質(zhì)量地順利運(yùn)行，就必須要對(duì)其運(yùn)行當(dāng)中的腐蝕以及污垢問題進(jìn)行全面詳細(xì)的檢查與研究，并且在這一基礎(chǔ)之上對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)，采取措施預(yù)防其出現(xiàn)腐蝕以及污垢的問題，為設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行提供全面的保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：煉油廠循環(huán)水;換熱器;結(jié)垢腐蝕

前言：目前在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)換熱器結(jié)垢的問題，這一問題也對(duì)我國化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了非常重大的影響。因此當(dāng)下國內(nèi)外的研究人員都非常重視對(duì)換熱器效率的研究問題。同時(shí)在化工行業(yè)中設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問題還會(huì)導(dǎo)致其部件出現(xiàn)裂縫，影響其使用年限，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致生產(chǎn)事故等危害發(fā)生。筆者對(duì)煉油廠循環(huán)水換熱器結(jié)垢腐蝕現(xiàn)狀及其原因進(jìn)行了研究，提出了以下觀點(diǎn)，僅供參考。

一、循環(huán)水換熱器結(jié)垢腐蝕原因

大多數(shù)煉油廠都會(huì)使用循環(huán)水系統(tǒng)，其主要是使用換熱器來進(jìn)行熱交換，將產(chǎn)品加熱或者冷卻。由于水本身的特性，因此往往將水資源作為換熱的介質(zhì)。但是由于長期運(yùn)行的循環(huán)水極其容易出現(xiàn)腐蝕的問題，導(dǎo)致設(shè)備的使用以及運(yùn)行受到嚴(yán)重的影響，同時(shí)也會(huì)影響到煉油產(chǎn)的安全生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)收益。

（一）電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致腐蝕問題

以鋼鐵為主材料的循環(huán)水設(shè)備，往往會(huì)由于電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致腐蝕問題出現(xiàn)。金屬元素相對(duì)較活潑，因此鐵原子極其容易形成鐵離子，鐵離子在接觸到水之后就會(huì)溶于水中，這就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備被腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)由于電子和水又可以發(fā)生作用，這就導(dǎo)致設(shè)備被腐蝕的問題不斷加重。在宏觀的主要現(xiàn)象就是設(shè)備出現(xiàn)鐵銹導(dǎo)致其自身的質(zhì)量變薄，強(qiáng)度受到明顯的影響導(dǎo)致其強(qiáng)度降低，在不斷出現(xiàn)的鐵銹腐蝕作用下，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的質(zhì)量不斷變薄，強(qiáng)度不斷降低，在嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備被銹穿，從而導(dǎo)致生產(chǎn)事故發(fā)生。同時(shí)水中溶解的其他陽離子也會(huì)與其他元素發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致水垢問題出現(xiàn)，在水垢出現(xiàn)的同時(shí)還存在鐵銹，就會(huì)導(dǎo)致垢下腐蝕的問題出現(xiàn)，從而導(dǎo)致整體的管道堵塞。同時(shí)，如果水垢出現(xiàn)在設(shè)備的表面，還會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的工作效率受到嚴(yán)重影響，從而導(dǎo)致資源浪費(fèi)的問題出現(xiàn)。

（二）微生物

在系統(tǒng)中，微生物過多也會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的腐蝕。在循環(huán)水系統(tǒng)中，金屬微生物的腐蝕不僅相對(duì)均勻，而且應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕也較為普遍，其中電氣腐蝕最為普遍。在實(shí)際運(yùn)行中，硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌和硫氧化菌對(duì)低碳鋼和鐵具有較強(qiáng)的腐蝕作用。鐵精菌是耗氧菌，在其耗氧過程中，當(dāng)生銹時(shí)，氧氣的擴(kuò)散產(chǎn)生抑制作用，使金屬在銹蝕狀態(tài)下長期處于缺氧狀態(tài)，并在形成氧濃度差分電池時(shí)引起腐蝕。微生物活動(dòng)會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生重要的影響。換熱器中的水質(zhì)經(jīng)過較長的周期循環(huán)運(yùn)行之后，會(huì)含有非常高濃度的礦物質(zhì)以及有機(jī)物，同時(shí)由于換熱器中的水溫合適，滿足這些微生物的生長要求，就會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)微生物的生長。這些微生物會(huì)與設(shè)備表面的金屬發(fā)生作用，從而參與到電化學(xué)的腐蝕反應(yīng)當(dāng)中，從而進(jìn)一步加劇電化學(xué)腐蝕的進(jìn)度。同時(shí)微生物的體液還會(huì)與塵土等方面的雜質(zhì)相結(jié)合形成粘泥，粘在金屬的表面上，同時(shí)由于粘泥導(dǎo)致金屬的上下表面的氧氣濃度含量不同，導(dǎo)致其形成氧濃差電池。垢下腐蝕是一種縫隙腐蝕，只有粘泥的形式，才會(huì)發(fā)生腐蝕。同時(shí)水垢的規(guī)模的形成對(duì)換熱器的換熱效率有很大的影響。

（三）換熱器流速過低

對(duì)于換熱器而言，由于流速較慢，使得異物不易在管束和管束流入口部位積聚，在罐體介質(zhì)高溫的影響下固化，從而產(chǎn)生污垢和堵塞問題。針對(duì)這一問題，需要優(yōu)化今后生產(chǎn)中的各種工藝常數(shù)，并在保證裝置總循環(huán)恒定的基礎(chǔ)上，控制不同循環(huán)水換熱器的冷卻后溫度，實(shí)現(xiàn)不同熱交換器水循環(huán)流速的控制。同時(shí)，應(yīng)盡可能提高換熱器的壓力，降低結(jié)垢和堵塞的可能性。為了使機(jī)械設(shè)備的工作效率提升，就必須要保障換熱器的流速，從而使工作效率以及工作質(zhì)量得到全面的保障。

二、腐蝕防護(hù)對(duì)策

目前對(duì)于腐蝕問題有著兩種防護(hù)途徑，第一種是使用藥劑將水質(zhì)優(yōu)化，將水質(zhì)提純，從而減少腐蝕問題的出現(xiàn)。目前在循環(huán)水中的添加藥劑主要有緩蝕劑、阻垢劑等方面的藥劑;第二種則是對(duì)設(shè)備本身進(jìn)行有效的防腐處理，在設(shè)備的表面添加涂層，從而有效地提高金屬表面的耐腐蝕的性能。

（一）緩蝕劑

使用緩蝕劑可以有效地通過兩種方式來達(dá)到防腐蝕的要求。第一種是緩蝕劑與金屬表面發(fā)生鈍化反應(yīng)，之后在金屬表面形成一層保護(hù)膜，將電化學(xué)反應(yīng)等方面阻擋在外，避免由于金屬表面受到腐蝕。目前緩蝕劑主要分為有機(jī)類或者無機(jī)類。有機(jī)類的緩蝕劑主要包括氨類、醛類等方面，這一部分緩蝕劑通常具有極性基團(tuán)以及非極性基團(tuán)。無機(jī)鹽類化合物是無機(jī)緩蝕劑，通過使用這類緩蝕劑，可以使金屬表面的陰極區(qū)出現(xiàn)一層沉淀膜，可以有效地壓制腐蝕反應(yīng)。同時(shí)這類緩蝕劑還可以在金屬表面形成一層鈍化膜，從而使金屬腐蝕進(jìn)程得到有效的控制。為了使緩蝕效果可以滿足相關(guān)的需求可以通過對(duì)緩蝕劑進(jìn)行復(fù)配，從而使其可以滿足使用的要求。

（二）阻垢劑

目前的阻垢劑大多由高分子類物質(zhì)構(gòu)成，主要分為天然高分子以及合成高分子。目前的阻垢劑中一般都會(huì)添加酚羥基和羧基，這兩類物質(zhì)可以有效地抑制晶體形成。但是由于天然高分子容易降解同時(shí)需要大量使用的缺點(diǎn)，在使用這一物質(zhì)時(shí)，必須要對(duì)其進(jìn)行接枝等方式有效地提高其阻垢效果。通過大量的試驗(yàn)可以了解到，對(duì)阻垢劑進(jìn)行復(fù)配可以有效地提高其阻垢效果，進(jìn)一步降低出現(xiàn)污垢的幾率。

（三）涂層

目前對(duì)于金屬表面進(jìn)行涂層的處理手段有以下幾種。在金屬表面涂上惰性金屬，從而保證金屬表面的防腐性能得到有效的提高。目前這方面的金屬主要選擇鍍銅等材料?；蛘哌€可以在金屬表面上使用防腐涂料，同時(shí)在使用之前還要將涂料的性能進(jìn)行全面的加工，提高其防腐性能。目前大都是用納米技術(shù)對(duì)涂層上的防腐材料進(jìn)行改性操作，從而使其綜合性能得到有效的提高。通過改善涂層的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、附著力等方面的性能，可以有效地提高機(jī)械設(shè)備的抗老化性以及使用壽命，使機(jī)械設(shè)備的防腐能力得到有效的提高。目前還存在著使用微弧氧化等方面的方法，通過大量的試驗(yàn)之后都得到了較為良好的效果。但是目前對(duì)于生產(chǎn)成本等方面的內(nèi)容還沒有進(jìn)行詳細(xì)的研究，還需要相關(guān)人員進(jìn)行進(jìn)一步的探索研究，從而有效地得到相關(guān)的結(jié)果。

結(jié)語：換熱器是化工生產(chǎn)過程中不可缺少的設(shè)備。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，對(duì)石油、天然氣等資源需求量也在增加，而這些資源都不能滿足人們發(fā)展需要時(shí)就會(huì)用到換熱器了;因此要節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境成為現(xiàn)在重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象之一。循環(huán)水在工業(yè)領(lǐng)域中有效地回收利用可再生能源并能為其他產(chǎn)業(yè)帶來良好效益從而促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長以及環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)的作用。換熱器是石油化工工程中的重要組成部分，在石化行業(yè)中有著舉足輕重地位，換熱設(shè)備運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。通過對(duì)該工藝流程特點(diǎn)、腐蝕狀況以及原因做了分析并提出相應(yīng)解決措施;能夠促進(jìn)我國化工企業(yè)的發(fā)展，從而可以有效的減少環(huán)境污染問題帶來的影響，從而進(jìn)一步推動(dòng)我國化工行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

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