浅谈石化空冷器的防腐蚀技术

（哈尔滨空调股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150078）

浅谈石化空冷器的防腐蚀技术

林宝森

（哈尔滨空调股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150078）

空冷器对于石化行业来说是一种十分重要的设备，在运行过程中，在多种因素的作用下，空冷器的腐蚀问题极为常见，严重影响了石化空冷器的安全、经济、可靠运行。鉴于此，本文讨论了针对石化空冷器的防腐蚀技术，为石化空冷器的制造提供参考。

空冷器；石化；防腐蚀；表明涂覆；生产工艺

前言

空冷器在石化设备中占有很高的比例，因此其运行状态的好坏会直接对整个生产过程产生重大影响。空冷器的运行环境较为复杂，不但要经受热量传递、流体冲刷、物料结垢等的考验，而且还要承受由于石油产品的高温分解、裂解等反应产生的腐蚀性物质（如硫化氢、盐酸、氨等）的侵蚀作用，近年来随着高硫分原油的增多，使得空冷器中发生腐蚀现象越来越频繁，必须采取有效的措施进行预防和治理。

关于对空冷器的防腐技术主要有以下两个方向的思路：其一是做好石化生产过程中对腐蚀物质的监测工作，并同时采用科学的预防方法，控制氯离子、硫化氢、pH值等指标使之处于正常的范围之内，防止腐蚀物质浓度过高造成对空冷器的破坏；其二是在空冷器的设计和生产时期采用科学的防腐技术，提高设备的抗腐蚀能力，本文主要讨论后者。

1 防腐涂层的使用

理论上来说，采用超级不锈钢、镍铬合金、及复合材料等代替普通碳钢和低合金钢材料作为空冷器的制造基材可提高空冷器的防腐质量，但同时也极大增加了设备制造成本，为了达到既能够满足防腐效果又能尽量降低费用的双重目的，在普通材料基体上涂覆一层防腐涂层的技术得到了快速发展，常用的防腐涂层有有机涂层、Ni-P合金涂层等。

1.1 有机涂层

在冷凝器运行时，由于裂解等反应产生的H2S和HCl等一般是以气态的形式出现，当这些气态物质到达冷凝区域的话就会转化为液态，从而具有强烈的腐蚀性，对传统的碳钢结构会造成严重的腐蚀，即便是采用不锈钢材料也会造成点腐蚀的现象，鉴于此，国际上普遍采用在空冷器管道内表面涂覆有机涂层的方法，取得了很好的防腐效果。我国的空冷器有机涂层防腐技术最早是从德国引进的，随着科技水平提升，我国已经出现了自主研发的有机涂料，标志着我国在石化空冷器防腐领域的巨大进步。

空冷器有机涂层的制备工艺流程为：酸洗-中和-磷化-烘干-底漆-烘烤-面漆-烘烤，底漆和面漆的涂覆层数不得低于6层，总厚度在200-250mm，烘烤的目的是要材料充分固化，使之在基体上面形成致密的涂层，有效隔离金属基体与各种流体之间的接触。有机涂层具有抗腐蚀性好、传热性能好、对基体的附着力强、造价低等优势，尤其是对于空冷器低温区域的轻油气侧使用有机涂层是目前公认最为有效和最为经济的防腐措施。

1.2 化学镀Ni-P合金镀层

化学镀是通过将基体置于镀液中，通过化学反应将镀液中的金属还原出来并沉积到基体表面形成均匀致密的镀层的表面处理方法，然而由于空冷器的结构较为复杂，如果直接采用传统的浸镀工艺在技术上不易实现，在施镀过程中的排液、排气、排渣等问题不好解决，而且效果也不够理想，容易出现镀层不均匀等问题。针对这样的问题，人们在对空冷器进行制备Ni-P镀层时采用了内腔循环流镀的工艺，通过封闭的循环系统施镀很好地解决了上述问题，其工艺流程为：碱洗-热水洗-酸洗-水洗-活化-化学镀-水洗-钝化，将镀层厚度控制在30-50um左右，镀层形成之后通过锉刀试验和弯曲试验证实镀层与基体的结合力很好，且镀层表面均匀致密，能够将基体与外界环境形成很好的隔离。

化学镀Ni-P合金镀层具有耐高温、硬度强、耐磨性好、传热性良好、抗结垢能力强等优点，并且镀膜可对硫、氯离子等的腐蚀作用形成良好的阻隔，据统计，经过化学镀Ni-P合金镀层表面处理后的空冷器使用寿命可以比普通碳钢空冷器延长四倍以上，具有比表面涂覆工艺更好的防腐蚀效果，但成本更高，因此比较适合那些对防腐性能具有高要求的领域中。

2 制造工艺中的防腐技术

2.1 焊接工艺的优化

空冷器的结构较为复杂，因此在制造过程中会涉及数量众多的焊缝，而焊接工艺之间的差异也会导致焊缝的性质存在很大不同，为确保空冷器的运行寿命，一方面要保证焊缝具有优异的力学性能，使其能够抵抗各种负荷的冲击作用；另一方面还要保证焊缝处的防腐蚀性能，而要想获得防腐蚀性能优异的焊缝组织，一是要保证焊接材料本身具备良好的抗腐蚀性能，二是要结合科学合理的焊接工艺对焊缝处进行施焊。在焊接前后均要做好热处理工作，最大程度地降低或消除由于热焊接而产生的焊接应力，降低由于焊接应力导致的应力腐蚀破坏，从而获得优质焊缝。

2.2 做好管端防护

在空冷器进口端的换热管与管板连接之处是承受各类介质冲刷作用最为显著的区域，因此也成为空冷器防腐蚀工作的重点关注部位，如果只采用传统的焊接工艺往往达不到空冷器的设计使用寿命，这就要求在空冷器的设计和制造过程中除了对结合处采用更加先进的连接方式。当前普遍认为采用胀-焊结合的连接方法是比较有效的，具体工作中，在进口端首先要加装衬管，衬管长度宜大于300mm，在端部做翻边处理将焊缝包起来，衬管与换热管之间的空隙处可采用耐高温耐腐蚀密封胶密封，然后进行胀接处理。

2.3 保证与介质直接接触的表面的质量

在空冷器中，与介质直接接触的表面质量直接关乎设备的使用寿命，也是防腐蚀工作的重点。因此，应当保证这些表面的质量优良，防止在表面处理后发生划伤和碰伤，以免在运行过程中发生点腐蚀，另外与介质直接接触的焊缝表面也容易成为防腐蚀的薄弱环节，因此对于焊缝表面除了要打磨光滑、均匀外，还应当进行局部的酸洗钝化处理，使其表面上生成一层致密的氧化物薄膜，有利于抵抗介质的冲刷和腐蚀。

结语

综上所述，实际工作中可从采用先进的制造材料、表面处理以及采用科学的设计制造技术等诸多方面来提升空冷器的防腐蚀性能。科学有效的防腐蚀技术对于提高石化空冷器的使用寿命，促进其安全、高效运行具有十分重要的现实意义。

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