1.4 传热设备的防腐蚀
传热设备的目的是为了传热,经常与腐蚀性介质接触的传热设备表面积很大,为了保护金属不遭受腐蚀,最根本的方法是选择耐腐蚀的金属或非金属材料,但同时对应用最广泛的钢铁材料设备采用防腐蚀措施也是十分必要的。有时在设计传热设备时,根据所处理介质的腐蚀性,已考虑到选用合适的耐腐蚀材料,但如制造时焊接方法不当,则在焊缝及其附近亦易发生腐蚀。另外,在入口端的管端,由于介质的涡流磨损与腐蚀共存而经常发生管端腐蚀;管子内侧存在异物沉积或粘着产生点腐蚀等。这样也要求采用一些必要的防腐蚀措施。关于金属材料的防腐蚀措施,对传热设备来说,一般有以下几种方法。
(1)防腐蚀涂层
在金属材料表面,通过一定的涂覆方法,覆盖上一层耐腐蚀的涂料保护层,以避免金属表面与腐蚀介质直接接触。这是一种最经济和有效的方法,一般多用于防止气体介质(特别是大气)腐蚀。所用涂料大部分为有机高分子胶体的混合物溶液,如红丹防锈漆和清漆等,以及聚三氟氯乙烯和氯化聚醚等涂料。
(2)金属保护层
在金属材料表面,通过一定的方法覆盖上一层耐腐蚀性较强的金属或合金。常见的有衬里、金属堆焊和金属喷镀等。如加氢裂解装置中的管壳式换热器,壳体内表面为了防止氢的腐蚀,都必须采用奥氏体不锈钢进行衬里或大面积堆焊或使用同样材料的复合钢板等。而高压管板,通常用带状焊丝进行不锈钢堆焊。又如在制氢换热器中管束的每一根管子的管端,采用了保护衬里,即插入一个带有圆弧翻边的耐热保护套,并焊在管板上。
(3)电化学保护
这种方法可分为阴极保护和阳极保护。阴极保护是利用外加直流电源,使金属表面上的阳极变为阴极而达到保护作用。此法耗电量大,费用高,用得不多。阳极保护是把被保护的设备接以外加电源的阳极,使金属表面生成钝化膜,从而达到保护。这种方法只有当金属在该介质中能钝化时才能应用,而且技术复杂,因此也用得不多。
(4) 添加缓蚀剂
在腐蚀性介质中,加入少量的某些物质,而这些物质能使金属的腐蚀大为降低,甚至停止。这类物质称为缓蚀剂。缓蚀剂加入后,以不影响生产工艺和产品质量为原则。