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摘要：据目前行业分析，换热器的使用比例大约占到行业总投资的百分之三十以上。如此大的投入比例，急需国家提高研发力度，加大资金投入，为换热器腐蚀问题的有效避免提供更多支持。在本文中，笔者就从换热器在使用过程中常出现的腐蚀问题与防腐措施作为理论出发点，展开了深入讨论，并根据实际情况提出相应的补救措施。
关键词：化工设备；换热器；常见腐蚀与防腐
引言：换热器是能源、化工、石油及制药等众多行业中不可，或缺的设备，对炼油工厂或者海水淡化工艺等装置地位显著。随着我国科技水平提高的同时也提高了人们对换热器的要求。
1.化工设备换热器概述
热换器从热量传送的方法分类可以分为蓄热式、间壁式以及混合式。从冷热流体方向的分类来看，可以分为保 护错流式、顺流式、逆流式以及混流式。在制造业和工业领域用热交换器来控制温度天气，如锅炉或冷却系统。空冷式热交换器，用于冷却工业液体，尤其是当其温度降至给定水平以下时有形成沉积物的倾向，包括多个外肋中空冷却段，其布置在多个平行行中，每一行包括多个冷却段，以及多个连接部分，其使得所述冷却部分彼此连通以形成至少两组相互连接的部分，所述冷却部分在每一行中彼此交替。各部分相互连接，使待冷却的液体以蜿蜒的路径流过每一排中的每一组，并以相互交叉的逆流流动，该逆流是由鼓风机横向推进并经过冷却段的。鼓风机的流量可根据冷却液体的出口温度进行控制。连接部分优选为弯曲管状元件，其曲率半径对应于相应排内同一组的两个冷却段之间间距的一半。这些行之间的间隔可以比每行的各个冷却部分之间的距离更大。由于温度输出很容易受到噪声和环境温度等干扰，系统不稳定。[1]
为了提高换热器系统的性能，需要建立维修和保护的机制。在这种情况下，换热器的定期维护是根据换热器的实际参数建立的动态机制。工业换热器网络综合（HENS）问题是一个非常复杂的问题，它涉及到热流和冷流之间的“匹配”以提高热回收率、与温度相关的物理和传输特性、热交换器的流量配置和结构材料的选择、组合“硬”和“软”问题数据（某些目标温度必须满足，而其他温度可能在限制范围内变化，前提是这有利于整个工艺经济性）、各种约束（禁止和强制匹配）和不同类型的流（液体、蒸汽和混合相）。压降限制和管道成本也很重要。设计目标包括定量部分（换热设备和外部设施）和定性部分（安全性、可操作性、灵活性和可控性）。这使得很难建立一个单一的目标来评估设计。由于拓扑效应（服务增加或删除），表现出不连续性。
2.化工设备换热器的常见腐蚀
换热器广泛应用于工业、电站、化工、冶金、船舶等领域。许多正在使用的热交换器安装于1960年-1980年，现在已磨损很严重或处于关闭状态。换热器的工作方式是传递给定的热流，而不混合产品的物质流动冷却或加热载体。通过使壁面厚度尽可能小，增加传热面面积，并使用高导热系数的材料，使传热性能最大化。典型的热交换器设计通常采用双金属结构，其工作受到化学物质中高梯度的影响。CAL电位和温度是造成局部腐蚀损伤的主要原因。[2]
许多研究表明，加热介质渗入产品可以区分三个基本的腐蚀区。在压力为2.6 MPa、温度为385–395 K的条件下，脱盐原油形成壳侧流，导致换热器管局部严重损坏。锅炉钢管温度比换热器入口处的原油温度高97 K。两种类型的扇形挡板影响交叉涡型流动，在损伤最严重的位置降低到几乎停止。在损伤最大的挡板附近，流动与窗口流完全不同。这些都是从分析流动和穿孔位置发现的。管表面大部分无损伤，表面覆盖有保护性有机无机物沉积物。电化学研究表明，沉积膜对裸钢具有阴极性质。对钢的金相检验表明，典型的组织对损伤影响不大。在高温下进行腐蚀试验时，发现含水率低的原油没有腐蚀性。试验排除了保护层去除后表面出现高电化学腐蚀的可能性。造成损坏的唯一原因可能是原油慢涡流方式下的空化腐蚀，在这种情况下，温度足够高，足以使低挥发性成分爆炸。
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3.化工设备换热器的常见腐蚀与防腐
3.1轧制接头区，有接触或缝隙腐蚀
在具有钢管网格的热交换器中用铜合金制成的管子（冷却水在管子内流动），腐蚀主要是由于钢管周围的钢管安装板的环形失效所致。这种腐蚀伴随着大量冷却水的渗透。METAKOR-Vikor材料，提供了有效的防腐。用这种腐蚀方式进行腐蚀和修复，在工业的各个领域都得到了广泛的应用。
3.2长度达250毫米的热交换器管的入口和出口部分的内表面
从管板到500毫米。黄铜管腐蚀以均匀变薄（有时为300~350 um）的形式发生，而MNZh 5-1合金管材则以局部延伸薄的形式腐蚀，残余壁厚小于500μm。在后一种情况下，导致腐蚀的主要因素是可能增加的水流速度（由于进水口和出口处的湍流）超过该合金2.5米/秒的临界值。为受损进出口零件的可靠维修提供技术和材料。外套Ings在这个工作条件下是耐磨的和抗冲击的。这种保护换热器管接头及进口部件的方法，可使冷却水的穿透率降低80~95%。[4]
3.3在管子长度内点蚀
主要原因是在结垢和生物活性作用下的腐蚀。这种损害不仅发生在硬质碳酸盐矿床中，而且还发生在粘土矿床和贝壳附着在管道上的地区。传热管的定性状态监测是非常困难和昂贵的（因此没有执行），在使用一段时间后，可能会出现意外的大规模穿孔。
3.4 整个传热管的内部表面的保护和修复
数据表明，腐蚀损伤的总面积为1%~3%。腐蚀缺陷，包括钢笔腐蚀缺陷，是随机分布在管道和初步诊断可能是非常昂贵和冗长。另一方面，管道表面的其余部分是完全可行的。传统的油漆管道内部表面的方法是毫无价值的，而且，其中一些方法包括点滴喷施方法，只会加速点蚀。一项新的技术和装置，用于在换热管内表面。这一新技术为一定厚度的高粘保护聚合物涂层提供了均匀的沉积。（在15-50 um范围内）在未损坏的传热管内表面，但同时，所有的腐蚀坑和堵塞的所有通过缺陷（直径高达2毫米）与聚合物塞的形成。这一技术延长了工作管的使用寿命，也使90%以前废弃的管子恢复了使用寿命。利用这些聚合物涂层具有较高的热导率，不降低传热性能，同时与铜和黄铜表面结合良好，防止结垢。[5]
结束语：本文对腐蚀的相关原因进行了简要的分析，列举了几种防腐措施，希望为以后的研究提供相关理论依据。同时，研究人员也应在防腐工作上加大投入，探索出更安全、更可靠，且实际有效的防腐措施，为保障经济建设稳步发展，实现高效率、高质量、高效益 的生产奠定基础。
参考文献：
[1]邓庆龙.化工设备换热器的常见腐蚀与防腐研究[J].化工设计通讯，2020，46（2）：58-59.
[2]谢伟丽.化工设备换热器的常见腐蚀与防腐研究[J].建筑工程技术与设计，2020，（23）：3107.DOI：10.12159/j.issn.2095-6630.2020.23.3006.
[3]吴优.炼油化工设备换热器的密封泄漏问题及处理措施分析[J].建筑工程技术与设计，2019，（32）：3574.DOI：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.32.3460.
[4]李跃春.化工生产必备设备换热器的防腐蚀方法研究[J].化工管理，2019，（1）：151-152.DOI：10.3969/j.issn.1008-4800.2019.01.097.
[5]杨宏宏.化工设备换热器的密封泄露问题与对策研究[J].中国化工贸易，2019，11（27）：206.