换热器防腐措施有哪些?

固定管板式换热器防腐

换热器在工业系统中广泛用于热量交换,运行环境常涉及高温、高压、腐蚀性介质(如酸、碱、盐、水、油、蒸汽等),极易发生化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀、微生物腐蚀等问题,易引发设备失效、介质泄漏等安全事故。为延长设备寿命、保障安全运行和维持换热效率,需采取系统性的防腐措施。防腐需贯穿设计、选材、运行、维护全流程,结合设备结构与工况精准施策,以下是换热器常见的防腐措施分类及具体方法:

一、 设计与选材

优化结构设计,消除腐蚀死角:管壳式换热器采用胀焊结合连接管板与管束,加装防冲板分散流体冲击力,避免局部冲刷;板式换热器选用高贴合度密封垫,减少介质滞留形成的缝隙腐蚀。控制流体流速在1~3m/s,保证流体均匀分布,既防积垢又避冲刷,同时设置排液、排气口,停车彻底排空残液。

精准匹配材质:中性清洁介质选Q235碳钢、304/316L不锈钢;高氯、中强酸工况优先钛合金、双相钢;强腐蚀介质用哈氏合金、石墨材质;食品医药行业选用316L卫生级不锈钢,杜绝氯离子引发的点蚀与应力腐蚀。

二、 表面防护

金属镀层适配核心部件:管壳式换热器换热管采用高磷镍磷化学镀,形成非晶态耐蚀层,兼具抗结垢性;翅片管可热浸镀锌/铝,提升耐大气腐蚀能力。

涂层与衬里防护:壳体、管板外壁喷涂抗紫外线、耐候性好的环氧树脂、氟碳漆;强腐蚀工况采用PTFE衬塑、玻璃钢衬里,石墨衬里适配强强酸场景。不锈钢部件经硝酸钝化处理,形成致密氧化膜,增强抗蚀性。

电化学保护:在壳程或水侧安装锌、镁、铝合金阳极块,这种牺牲阳极法适用于埋地或水下换热器。也可以采用外加电流法,即通过直流电源提供保护电流,常用于大型海水冷却系统。

三、 运行管控

介质预处理:进口加装0.5~1mm精密过滤器,去除固体颗粒;安装软化装置,防止结垢和沉积物下腐蚀;高氯介质经脱氯处理,含氧介质投加除氧剂消除氧腐蚀。严控运行参数,将介质pH值维持在7.0~8.5,避免超温超压,启停机采用低流速暖机,抵消热应力;对锅炉给水或高压系统,采用除氧器、离子交换树脂等降低腐蚀性离子含量。

循环水系统投加药剂:在循环冷却水中投加磷酸盐、钼酸盐、硅酸盐或有机缓蚀剂,缓蚀剂形成保护膜抑制电化学腐蚀,阻垢剂防结垢避免垢下腐蚀,杀生剂杀灭细菌藻类,防止生物粘泥引发腐蚀。

四、 日常维护:延长防腐寿命

定期监测与清洗:采用超声波、内窥镜检测腐蚀缺陷,悬挂金属挂片监测腐蚀速率;每3~6个月结合物理清洗(高压水射流、超声波)与化学清洗(酸洗+缓蚀剂),彻底清除污垢和生物膜,防止垢下腐蚀和微生物腐蚀。

在线监测:安装腐蚀探针、电阻探针、超声波测厚仪,实时监控腐蚀速率;定期取样分析介质成分变化。

局部修复与封存:及时修补涂层脱落部位,更换老化密封垫,腐蚀严重的换热管按需更换或堵管;长期停车排空干燥后,用防锈剂封存,防止闲置腐蚀。

换热器防腐应遵循“预防为主、综合治理”的原则,结合材料、涂层、电化学、介质控制、运维管理等多维度手段,形成系统化防护体系。实际应用中需根据介质性质、温度压力、经济性、环保要求等因素,选择适宜的组合方案,并建立全生命周期的腐蚀管理机制。

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