換熱器在化工生產(chǎn)中占有重要地位，而換熱器機組結(jié)垢腐蝕，導致傳熱不夠而被迫停車清洗或者換熱器的更換，嚴重時會影響安全生產(chǎn)的進行，更會增加企業(yè)運行的成本。

　　結(jié)垢原因

　　1顆粒污垢

　　懸浮于流體的固體微粒在換熱表面上的積聚，一般是由顆粒細小的泥沙、塵土、不溶性鹽類、膠狀物、油污等組成。

　　當含有這些物質(zhì)的水流經(jīng)換熱器表面時，容易形成污垢沉積物，形成垢下腐蝕，為某些細菌生存和繁殖提供溫床。當防腐措施不當時，最終導致?lián)Q熱表面腐蝕穿孔而泄漏。

　　2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。循環(huán)水系統(tǒng)中最常見的微生物主要是鐵細菌、真菌和藻類。

　　鐵細菌能把溶于水中的Fe2+ 轉(zhuǎn)化為不溶于水的Fe2O3 的水合物，在水中產(chǎn)生大量鐵氧化物沉淀以及建立氧濃差腐蝕電池，腐蝕金屬。

　　且循環(huán)水系統(tǒng)中的藻類常在水中形成金屬表面差異腐蝕電池而導致沉積物下腐蝕。塊狀的還會堵塞換熱器中的管路，減少水的流量，從而降低換熱效率。

　　3結(jié)晶污垢

　　在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，隨著水分的蒸發(fā)，水中溶解的鹽類(如重碳酸鹽)的濃度增高，部分鹽類因過飽和而析出，而某些鹽類則因通過換熱器傳熱表面時受熱分解產(chǎn)生沉淀。這些水垢由無機鹽組成、結(jié)晶致密，被稱為結(jié)晶水垢。

　　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)對換熱表面腐蝕而產(chǎn)生的污垢。腐蝕程度取決于流體中的成分、溫度及被處理流體的 pH 值等因素。

　　通常，冷卻管中的污垢冷卻管一般為紫銅管和黃銅管，金屬腐蝕主要是較高溫度下(40～50℃)的氧腐蝕，污垢以銅或銅合金腐蝕產(chǎn)物和鈣鎂沉淀物為主，從而造成大量腐蝕污垢。

　　5凝固污垢

　　流體在過冷的換熱面上凝固而形成的污垢。例如當水低于冰點而在換熱表面上凝固成冰。溫度分布的均勻與否對這種污垢影響很大。

　　金屬腐蝕

　　換熱器大多數(shù)是金屬質(zhì)地，而在自然界中大多數(shù)金屬常以礦石的形式，即金屬化合物的形式存在，而腐蝕則是一種金屬回復(fù)到自然狀態(tài)的過程。

　　換熱器的腐蝕主要是指板片的腐蝕。與水質(zhì)不純、大氣對水的污染、管內(nèi)壁面狀況以及水流速大小等因素均有著密切關(guān)系。

　　1化學腐蝕

　　金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被氧化損耗的過程。

　　2電化學腐蝕

　　金屬表面與電解質(zhì)溶液因發(fā)生電化學作用而產(chǎn)生的電化學腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕。電化學腐蝕通常又以應(yīng)力腐蝕破裂、點蝕(小孔腐蝕)、縫隙腐蝕等局部腐蝕的形式出現(xiàn)。

　　3應(yīng)力腐蝕

　　產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕必須具備特定的腐蝕環(huán)境和足夠大的拉伸應(yīng)力。CL-是造成應(yīng)力腐蝕的另一個主要因素。 Cl- 半徑小，穿透力極強，很容易穿透保護膜內(nèi)極小的孔隙，破壞局部鈍化膜而進入裂縫尖端生成HCl，產(chǎn)生自加速催化加速腐蝕過程，同時 H+ 在尖端析出，滲入裂縫前緣，可使金屬脆化。

　　溫度是引起應(yīng)力腐蝕破裂的重要因素，溫度愈高時引起腐蝕的 Cl- 濃度越低，也就愈易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。

　　4生物腐蝕

　　主要是與冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水等介質(zhì)接觸的金屬表面上易引起生物腐蝕。生物腐蝕的原因是由于生物體會以有機緩蝕劑為食物，生物代謝產(chǎn)生酸，破壞金屬耐腐蝕保護層，生物新陳代謝耗氧，造成金屬表面 O2 濃度不均而引起氧濃差腐蝕。

　　換熱器防腐蝕的六項措施

　　1合理的工藝設(shè)計

　　設(shè)計時，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，可以設(shè)計多個殼程入口，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，焊接時盡量采用雙面對接焊和連續(xù)焊，避免搭接焊和點焊。在焊接工藝中應(yīng)根據(jù)實際經(jīng)驗，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。

　　對冷加工件和焊接件進行熱處理，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、振動時效及錘擊等。

　　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。

　　2耐腐蝕材料

　　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，可以提高換熱器的使用壽命，但這些高耐腐蝕性的材料價格昂貴，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。

　　3電化學保護法

　　電化學保護方法不但可以防止應(yīng)力腐蝕斷裂, 而且在保護參數(shù)選用得當?shù)臈l件下即使產(chǎn)生了裂紋仍可使其停止擴展?？刹捎脿奚?陽極保護或表面噴涂耐蝕金屬的方法。

　　陰極保護：

　　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。這種方法消耗電量大，費用高，采用極少。

　　陽極保護法：

　　把被保護的設(shè)備接以外加電源的陽極，使金屬表面生成鈍化膜，從而達到保護。碳鋼換熱器的造價低，但耐腐蝕性差。

　　通過采用犧牲陽極保護技術(shù)可以提 高換熱器的使用壽命，但這一技術(shù)的保護作用僅限于管子入口處的有限長度內(nèi), 管內(nèi)深處難以實現(xiàn)陰極保護，所以犧牲陽極保護法在換熱器上的應(yīng)用受到了很大限制。

　　4添加緩蝕劑法

　　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。我們蘭州格瑞緩蝕技術(shù)研究所研發(fā)生產(chǎn)的緩蝕阻垢劑GR-946具有良好的防垢性能，有效保護金屬材質(zhì)，對換熱設(shè)備無損傷。緩蝕劑的加入不影響生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　5換熱器運行

　　換熱器開車時，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。