石化厂水冷器腐蚀与综合防护_余存烨

文章编号:1671-8909(2009)07-0001-08石化厂水冷器腐蚀与综合防护余存烨(上海石化股分有限公司,上海200540)摘要:根据对上海石化等厂的调研,介绍了水冷器腐蚀原因及综合防护对策,对水处理、耐蚀材料、涂镀层、阴极保护和清洗等作了分析。关键词:水冷器;腐蚀;防护;水处理;耐蚀材料;涂镀层;清洗中图分类号:TG174文献标识码:BCorrosionandcomprehesiveprotectiononwatercoolerinpetrochemicalplantYUCunye(ShanghaiPetrochemicalCo.,Shanghai200540,China)Abstract:Onthebasisofinvestigationforshanghaipetrochemicalcompanyetc,corrosioncauseonwatercoolerandcomprehensiveprotectioncountermeasuresareintroduced.Watertreatment,anticor-rosionmaterial,coating,cathodicprotectionandcleaningetc.areanalyzed.Keywords:watercooler;corrosion;protection;watertreatment;anticorrosionmaterial;cathodicpro-tection;cleaning石化企业中换热器占设备总重量的40%以上,换热器中尤以水冷器占多数,主要用于降低生产装置中工艺介质温度,以使水冷器介质温度满足工艺要求。水冷器虽是辅助设备,但也不能忽视。如果水冷器的性能降低或发生故障,会影响工艺生产效率,甚至引起装置停转,造成经济损失。水冷器的故障绝大多数源自腐蚀,主要是水侧腐蚀,也可能是壳程含H2S、含氯离子油气腐蚀。如管壁点蚀穿孔,壳程油品漏入水侧,轻则容易造成微生物滋生结污、结垢,重则导致停车事故发生。腐蚀再加重,则将频繁穿孔,使水冷器过早报废。为了节水与环保,石化企业均采用循环冷却水系统,但随着浓缩倍数的提高,水中盐类及腐蚀性离子成倍增加,造成结垢。此外,微生物也将引起腐蚀与结垢。腐蚀、结垢与微生物三位一体,互相促进,加速了水冷器失效。因此,水冷器的管理重心是控制腐蚀,特别应进行综合防护或联合保护。1腐蚀方式与部位根据多年来对石化企业各生产装置停车检修现场腐蚀调查,以水走管程的管壳式水冷器为例,管程腐蚀方式与部位主要有:(1)焊接与胀接的管口端收稿日期:2009-05-31作者简介:余存烨(1941-),男,高级工程师,长期从事化工与石化设备材料应用与腐蚀及防护科研、防腐与清洗工程服务工作。现从事设备腐蚀与防护工程监测工作。专题报告清洗世界CleaningWorld第25卷第7期2009年7月150mm部位及管板受冷却水湍流冲刷部位;(2)经长期运行,循环水质较差,造成管束内结垢;(3)封头及水箱沉积部位与冲刷部位;(4)管子与管板材质不同的接触部位造成电偶腐蚀;(5)法兰密封面造成缝隙腐蚀;(6)U形管弯由于介质流向改变造成冲蚀等。壳程腐蚀方式与部位主要有:(1)工艺流体入口部位与出口部位;(2)管束外表面的沉积部位,造成垢下腐蚀;(3)壳程管板缝隙部位造成缝隙腐蚀;(4)管子与支承板及壳体材质不同造成电偶腐蚀;(5)支承板与管孔接触面造成震动磨损;(6)管束膨胀变形,由操作不当如超温造成;(7)折流板处壳体流向改变造成冲蚀等。因此,对水冷器进行腐蚀检查时,应重点对上述部位,通过目视并借助内窥镜、照相机、超声测厚仪等,对腐蚀状况、表面污垢与管子厚度等检查与记录。必要时要作着色或磁粉探伤,检查裂纹与缺陷;进行水压或气密性试验,检查泄漏;对腐蚀产物取样,作能谱分析与X衍射分析等。2腐蚀原因2.1管程腐蚀绝大多数水冷器冷却水走管程,而冷却水系统常采用敞开式循环水系统。该系统均经水质稳定处理。这样,冷却水系统往往会发生溶解氧腐蚀、垢下腐蚀、微生物腐蚀等。2.1.1溶解氧导致的腐蚀溶解在水中的氧会造成腐蚀,形成铁锈。溶解氧浓度越大,钢的腐蚀速度越大。其反应式为;阳极铁素体:FeFe2++2e,阴极渗碳体:1/2O2+H2O+2e2OH-。进一步发生反应,内层:Fe+H2O+1/2O2Fe(OH)2↑,Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O,2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,Fe(OH)3FeOOH+H2O,脱水形成腐蚀产物。2.1.2沉积物结垢引起的垢下腐蚀循环水中含有钙、镁离子与碳酸盐,当其流经传热管表面时,会发生如下反应:Mg2++2HCO3-Mg(OH)2↑+2CO2,Ca2++2HCO3-H2O+CO2+CaCO3↑。