电脱盐切水换热器联合保护的研究与设计

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通过对中石化长岭分公司电脱盐切水换热器的腐蚀原因和工作介质分析，提出采用涂层与牺
牲阳极联合保护的防腐方案对该设备进行保护。采用极化曲线对牺牲阳极材料、选用涂料的防腐
性能以及阴极保护参数进行了研究，并对联合保护进行了简单工艺计算，为该保护法在电脱盐切水
换热器上的应用提供了参考和指导。为验证该保护方案的合理性和保护效果，在换热器模型上进
行了模拟试验，牺牲阳极溶解特征和换热管的腐蚀情况表明该防腐方案合理可行。
关键词：换热器涂层牺牲阳极联合保护
1前言
换热器作为重要的换热设备，在炼油企业中应
用广泛。目前国内炼油厂换热器所用材质多数为碳
钢，I j于换热器运行环境苛刻，接触介质常具有强腐
蚀性且温度高，碳钢管束极易发生腐蚀穿孔，给企业
生产造成了很大的经济损失和安全隐患，因此炼油
厂换热器腐蚀问题引起防腐工作者的高度关注。针
对换热器腐蚀问题目前采取了一系列防腐措施，如：
牺牲阳极保护、化学镀Ni—P、涂层防护等11~3]，目前
在水相介质中应用较多的防腐措施为牺牲阳极保
护、涂层一牺牲阳极联合保护等，均取得了较好的防
腐效果。采用涂层与牺牲阳极的联合保护，能减少
牺牲阳极用量，牺牲阳极能保护涂层被破坏区域，两
者起到协同作用，且该保护法施工及安装维护简单，
保护费用低，因此将该联合保护法应用于电脱盐切
水换热器经济合理，可行性高。
由于换热器运行环境苛刻，对其进行联合保护
应用前的研究显得尤为重要，而许多工程往往在应
用涂层与牺牲阳极联合保护前都缺乏系统的研究和
设计。联合保护法的核心内容是对牺牲阳极材料和
涂料的选择，许多工程应用前容易忽视这两方面研
究，通常根据经验和相关标准进行选择，不注重实际
运行情况，使联合保护达不到预期的保护效果，从而
缩短了保护寿命，增加了保护成本。
极化曲线测量是研究金属腐蚀重要的电化学手
·段，由极化曲线可以获得金属材料的自腐蚀电位和
自腐蚀电流、极化性能等信息，本文利用极化曲线，
选择了适合该联合保护方案的牺牲阳极材料和高温
耐蚀阻垢涂料，并对阴极保护参数及牺牲阳极工艺
进行了相关研究和计算，且模拟试验表明，该防腐方
案合理可行。
2腐蚀分析及防腐方案
2．1工况条件及介质分析
换热器工况条件和介质成分决定换热器管束的
腐蚀情况，并对牺牲阳极材料和涂料的选择有决定
作用，换热器工况条件和脱硫净化水的理化性质分
别见表1和表2。
表1 电脱盐切水换热器工况条件
装置名称
壳程管程
介质温度(℃) 介质温度(℃)
分析项目(mFge3／+I。)(mH州2S(mgNH／3L)(f电l阻率-cm)pH值
2．2腐蚀概况
中石化长岭分公司联合装置1#、2#常压单元
万方数据
32 四川1匕工
现有6台电脱盐l：7]水换热器，换热器管程走电脱盐
切水，壳程j￡脱硫净化水，采用材质为】0号碳钢。
该装置运行一年左右，即出现腐蚀穿孑L现象，抽芯检
查时发现在其管束表面结垢和腐蚀比较严重，有大
量红棕色锈垢，且垢层疏松．锈垢分布密集，将管柬
丧而进行高压清洗，除去锈垢后呈现明显的点蚀特
征，在管束多处地方有针孑L及微小裂纹，图1为换热
器管束腐蚀形貌，
图】电脱盐切水换热器管束腐蚀形貌图
2．3腐蚀分析
碳钢在含氧的水溶液中主要腐蚀形式为电化学
腐蚀，由于碳钢组织结构不均一，易在表面形成腐蚀
原电池，阳极反应为铁的溶解，阴极反应为氧的去极
化，在碱性溶液L1_l腐蚀产物多为铁的氧化物及氢氧
化物。据表2分析结果，脱硫净化水中含有大量
H2S，NH。等物质，浓度分别为108mg／I，、77．3mg／
I。，pH值为9．8，早期研究结果表明[4。，碳钢在含
H。S碱性溶液中，阳极生成的腐蚀产物Fe2。，能与
HzS溶液中的HS一、S2一生成硫化物膜，但在pH值

wanglifeng_1989

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