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循环冷却水中氯离子对板式换热器材料选择的影响

温度 在石油化工厂的设计过程中,设备材料的选择往往需要考虑各种因素,其中腐蚀是需要考虑的因素之一,特别是考虑到设备长期连续运行以保证内部泄漏设备并选择合适的电阻。设备材料的腐蚀更为重要。

作者分析了可能的腐蚀性 镍钎焊板式换热器 讨论了循环冷却水氯离子含量对以循环水为冷却介质的镍钎焊板式换热器选材的影响。我们知道,镍钎焊板式换热器因其传热效率高、结构紧凑、拆装方便、占地面积小、适用范围广而被广泛使用。板式换热器由两侧压板、多块内板、冷热介质进出口、紧固螺钉等组成。用于冷介质不腐蚀的镍钎焊板式换热器,侧压板和两端进出料口的材质为碳钢,内板通常为0.5~0.8百万厚不锈钢或合金板压制。由于水中的氯离子会对不锈钢和合金钢产生不同程度的腐蚀,所以对于不受冷介质腐蚀的镍钎焊板式换热器,内板材料的选择取决于水中氯离子的含量。循环冷却水。当然,温度也是决定内板氯离子腐蚀程度的主要因素。

1.腐蚀分析

腐蚀的种类很多,金属腐蚀的形式可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。前者更均匀地出现在金属的整个表面,而后者只出现在局部。典型的局部腐蚀有:晶间腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀、侵蚀腐蚀、腐蚀疲劳、分层腐蚀。在氯离子存在下循环冷却水对镍钎焊板式换热器的破坏和腐蚀主要有点蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀。点蚀又称孔蚀,是一种高度局部化的腐蚀形式,腐蚀成金属表面的凹坑,进一步形成穿透金属板的深孔。在板式换热器中,内板表面一般覆盖有保护性钝化膜,腐蚀轻微,但由于板表面缺陷(如:划痕、碰撞点、非金属夹杂物等) .),微破 暴露的金属成为电池的阳极,扩大区域周围的膜成为阴极,阳极电流高度集中,使腐蚀迅速向内发展,继而产生局部严重腐蚀点。应力腐蚀是金属板受到拉应力,腐蚀使金属板开裂,又称应力腐蚀开裂。对于板式换热器,内板受压时会产生应力。因此,如果内板为奥氏体不锈钢,在有氯离子的环境中会产生典型的应力腐蚀。缝隙腐蚀是一种特殊的点蚀形式,发生在缝隙中,破坏形式为沟状,严重时可穿透。对于板式换热器,内板被由板压缩的密封垫包围。在两块板之间,一侧有密封槽,另一侧一般是平的。压缩后,垫片和板会有缝隙。此外,板片交替排列和夹紧,使相邻板片的波纹尖端相互交叉形成大量的接触点,并且在触点周围也会形成间隙。间隙为缺氧区,也处于闭塞状态。间隙中的pH值降低,氯离子浓度升高,从而加速腐蚀。因此,缝隙腐蚀也是奥氏体不锈钢板式换热器的典型腐蚀。

2、温度对腐蚀的影响

腐蚀是一种化学反应。温度每升高10°C,腐蚀速率大约增加1-3倍。一般来说,腐蚀速率总是随着温度的升高而加快,温度升高,扩散速率增大,电解液电阻降低,加速了腐蚀电池。当然,也有例外。当温度升高可以减少其他因素的影响时,腐蚀可能会减少;但此例外不适用于镍钎焊板式换热器。

3、循环水中氯离子的来源及含量

循环水中的氯离子来自循环冷却水补给水中的氯离子和补充水中氯的处理加氯,循环冷却水中氯的处理加氯。氯离子的量主要取决于循环水的浓度。对于补充水处理和循环冷却水处理中添加的氯,氯离子不是主要的。根据国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》)GBS0050-95,补水和余氯处理的游离度是免费的,氯的用量需要控制在0.1-0.2mg/L,开式循环冷却水氯处理余氯量控制在0.5-1.0mg/Ll1J。主要是补充水中的氯离子,所以补充水的来源不同,使循环冷却水中氯离子的含量不同。

(1)对于开式循环冷却水系统,在循环水塔冷却过程中,水会不断蒸发。蒸发的水相当于蒸馏水。原部分水中所含的杂质、盐分和氯离子留在循环水中,盐分和氯离子的浓度增加。根据GB 50050-95。开式循环冷却水的设计浓度不应小于3.Ol2],因此设计时浓度倍数往往大于3,一般为4甚至5,这样循环冷却水中的氯离子含量就会成倍增加随着浓度因子的增加,补充水中的氯离子含量增加。

(2)根据国家标准《生活饮用水源水质标准》CJ3O2O-93和《地表水环境质量标准》GB 3838-2OO2,水质标准中氯含量(以氯离子计)为250毫克/L 这是标准,再考虑循环冷却水的设计浓度不低于3.0的要求,则表示按国家标准补充水分,最低氯离子含量为循环冷却水将达到750毫克/升。实际上,无论是地表水、地下水,还是自来水,补充水源的氯离子含量都不多,250毫克/升,循环冷却水未达到750 mg/L。 根据GB 50050-95的规定,对于碳钢换热设备,循环冷却水氯离子含量≤1 000mg/L,对于不锈钢换热设备设备循环冷却水氯离子含量≤300mg/LE。如果将水的比重考虑为大约 1 000 g/L,300 mg/L 相当于 3X10I4 (300 ppm) [wt,质量分数]。因此,循环冷却水的最大氯离子含量可视为3×10~(3OO ppm.)。

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