換熱器發(fā)生阻垢的原因及防腐蝕措施
換熱器發(fā)生阻垢的原因
1、顆粒污垢：懸浮于流體的固體微粒在換熱表面上的積聚。這種污垢也包括較大固態(tài)微粒在水平換熱面上因重力作用的沉淀層，即所謂沉淀污垢和其他膠體微粒的沉積。
2、結(jié)晶污垢：溶解于流體中的無機(jī)鹽在換熱表面上結(jié)晶而形成的沉積物，通常發(fā)生在過飽和或冷卻時(shí)。典型的污垢如冷卻水側(cè)的碳酸鈣、硫酸鈣和二氧化硅結(jié)垢層。
3、化學(xué)反應(yīng)污垢：在傳熱表面上進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的污垢，傳熱面材料不參加反應(yīng)，但可作為化學(xué)反應(yīng)的一種催化劑。
4、腐蝕污垢：具有腐蝕性的流體或者流體中含有腐蝕性的雜質(zhì)對(duì)換熱表面腐蝕而產(chǎn)生的污垢。通常，腐蝕程度取決于流體中的成分、溫度及被處理流體的pH值。
5、生物污垢：除海水冷卻裝置外，一般生物污垢均指微生物污垢。其可能產(chǎn)生粘泥，而粘泥反過來又為生物污垢的繁殖提供了條件，這種污垢對(duì)溫度很敏感，在適宜的溫度條件下，生物污垢可生成可觀厚度的污垢層。
6、凝固污垢：流體在過冷的換熱面上凝固而形成的污垢。例如當(dāng)水低于冰點(diǎn)而在換熱表面上凝固成冰。溫度分布的均勻與否對(duì)這種污垢影響很大。
換熱器防腐蝕措施
換熱器設(shè)計(jì)時(shí)，將蒸汽放在管程側(cè)，避免高速氣體流經(jīng)殼程。殼程有較大流量介質(zhì)時(shí)，可以設(shè)計(jì)多個(gè)殼程入口，緩沖壓力，另外應(yīng)設(shè)置防沖板，減少高速流體對(duì)設(shè)備造成的沖刷腐蝕。
為避免殘留液和沉積物的滯留，焊接時(shí)盡量采用雙面對(duì)接焊和連續(xù)焊，避免搭接焊和點(diǎn)焊。在焊接工藝中應(yīng)根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，引起應(yīng)力腐蝕破裂的應(yīng)力主要是殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力主要是由冷加工以及焊接引起的內(nèi)應(yīng)力所構(gòu)成。
對(duì)冷加工件和焊接件進(jìn)行熱處理，有助于消除殘余應(yīng)力，從而也有助于防止應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生。常采用應(yīng)力退火熱處理消除殘余應(yīng)力或其他消除殘余應(yīng)力的方法，如水壓試驗(yàn)、振動(dòng)時(shí)效及錘擊等。
另外，管束起吊必須采用尼龍帶，保證金屬表面平整、無劃痕、能夠順利入殼。
采用耐蝕材料(如雙目不銹鋼、哈氏合金、鈦、鈦合金、銅等)，這些材料耐腐蝕性強(qiáng)，可以提高換熱器的使用壽命，但這些高耐腐蝕性的材料價(jià)格昂貴，制造成本高，一次性投入的成本大，企業(yè)一般難以接受，推廣困難。
電化學(xué)保護(hù)方法不但可以防止應(yīng)力腐蝕斷裂, 而且在保護(hù)參數(shù)選用得當(dāng)?shù)臈l件下即使產(chǎn)生了裂紋仍可使其停止擴(kuò)展?？刹捎脿奚?陽極保護(hù)或表面噴涂耐蝕金屬的方法。
陰極保護(hù)：
利用外加直流電源，使金屬表面上的陽極變?yōu)殛帢O而受到保護(hù)。這種方法消耗電量大，費(fèi)用高，采用極少。
把被保護(hù)的設(shè)備接以外加電源的陽極，使金屬表面生成鈍化膜，從而達(dá)到保護(hù)。碳鋼換熱器的造價(jià)低，但耐腐蝕性差。
陽極保護(hù)法：
通過采用犧牲陽極保護(hù)技術(shù)可以提 高換熱器的使用壽命，但這一技術(shù)的保護(hù)作用僅限于管子入口處的有限長度內(nèi), 管內(nèi)深處難以實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)，所以犧牲陽極保護(hù)法在換熱器上的應(yīng)用受到了很大限制。
在腐蝕性介質(zhì)中，加入少量的某些物質(zhì)，而這些物質(zhì)能使金屬的腐蝕大大降低，甚至停止，這類物質(zhì)稱為緩蝕劑。圖6是使用緩蝕劑前后的對(duì)比，緩蝕劑的加入應(yīng)以不影響生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量為原則。
可以通過除去介質(zhì)中的溶解氧和氧化劑以控制應(yīng)力腐蝕。降低介質(zhì)中 Cl- 的質(zhì)量濃度，嚴(yán)格控制介質(zhì)中硫的質(zhì)量濃度也是控制應(yīng)力腐蝕的有效措施。
在金屬表面，通過一定的涂覆方法，覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護(hù)層，以避免金屬表面與腐蝕介質(zhì)的直接接觸。
這種技術(shù)方法最為經(jīng)濟(jì)有效，最初用于防止氣體介質(zhì) 腐蝕，所用涂料大部分為有機(jī)高分子混合物溶液?，F(xiàn)在人們逐漸向防油及防溶劑涂料、高溫涂料、重防腐涂料及特殊環(huán)境用涂料方向發(fā)展。
換熱器開車時(shí)，現(xiàn)將冷流體充滿容器，關(guān)閉入口，再將熱流體題緩慢注入，盡量使導(dǎo)入流體而形成的管子與殼體之間的熱膨脹差為最小。
停車后，用干燥壓縮空氣將換熱器中所有的流體排除，這樣可以將應(yīng)力降到最小，避免應(yīng)力腐蝕。在開車過程中，上下水閥保持全開狀態(tài)，避免流速減慢，介質(zhì)中雜質(zhì)沉淀在管式表面造成結(jié)垢后腐蝕。
