一文读懂合成氨冰机换热器管板腐蚀如何保护

一、冰机泠凝器

列管式换热器是目前化工及其他行业生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、管箱、折流挡板等组成。所需材质可分别采用普通碳钢、紫铜、不锈钢及特殊材质制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入在管内流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另一种流体由壳体接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。冰机的工作过程中，气氨经冰机压缩提压后，进入冷凝器，由于高温高压过热氨气的温度高于其环境介质的温度，使氨气在常温下冷凝成液体状态，因而排至冷凝器时，经冷却、冷凝成高压常温的氨液，节流膨胀后的氨，在氨冷器中蒸发吸收被冷却水的热量，此时液氨又变为气氨送入冰机进口。如此构成一个循环，这个循环周而复始的进行，被冷却的物质的温度便于降低达到工艺要求。

二、合成氨、尿素生产企业存在问题

列管式冷凝器为合成氨生产企业中非常重要的设备，在工艺设备生产中占比很高，管程中介质为40-50℃冷却水，壳程中介质为冷凝氨，随着换热设备的长期应用，因其构造、材质、使用条件和循环水水质等因素的不同，经常导致管束与管板处的腐蚀渗漏等问题，严重影响企业安全生产，串液后泄漏物进入到水循环系统既污染环境又造成物料的浪费，严重时可能导致恶性事故。长期以来因管板腐蚀渗漏问题一直困扰着企业设备管理者。

1）设备参数

设备名称：E-B换热器管程介质：冷却水

壳程介质：氨气（冷凝）温度：40-50℃

管束直径：19mm换热器长度：9m

材质：低碳钢管板直径：2m

管束数量：左右

2）问题分析

A化学腐蚀。水中含一定氯离子，会造成金属腐蚀；

B应力腐蚀。因为管束和管板采用焊接的连接方式，会存在焊接缺陷，受应力影响导致焊接部位出现破裂、点蚀或缝隙渗漏。

C管板位置出现渗漏后，壳程中的氨与循环水反应后，对管板造成二次腐蚀。

D温度的影响。腐蚀是一种化学反应，每升高10℃，腐蚀速率会增加3--5倍，介质的工作温度略高于常温，加快了管板的腐蚀速度，进而造成渗漏。

3）传统应对方法

传统修复需要对设备进行拆卸后，投入大量的人工成本，运输返厂后修复，或者对渗漏位置进行补焊，而在补焊过程中受到高温的影响，极易造成应力集中，而且焊缝位置材质发生变化，后期使用过程中极易受到二次腐蚀，导致渗漏。

三、高分子材料涂层保护

采用高分子材料实施表面有机涂层防腐是目前行之有效的防腐蚀措施之一。表面粘涂保护可广泛应用于磨蚀、气蚀、腐蚀部位的修复和预保护涂层。其具有良好的耐化学性能及优异的力学性能和粘接性能。与传统的焊接修补相比，防腐涂层保护技术具有施工简便、成本低、安全性高、修复效果好的特点。此方面应用较为成熟的有F高分子复合材料和防腐材料。使用F高分子复合材料对管板表面进行渗漏治理和整体强化，然后使用防腐材料进行覆盖保护。

涂抹示意图

四、应用工艺

1对管板打压试漏，看管板管口结合处是否有漏点（漏点处可采用高分子复合材料F治理，该材料也可对管板面的坑洞进行填补处理）；

2再对待保护部件进行干燥处理，确保部件表面干燥，无水迹；

3内管口处先进行打磨，再用喷砂机将待保护管板表面进行喷砂，参照Sa2.5标准；

4用压缩空气（无水无杂质）将灰尘吹干，立即用丙酮或无水乙醇清洗喷砂后的表面，要求清洗彻底；

5处理后的表面需喷预处理剂，晾干，避免再次生成氧化层；

6将调和均匀的F材料均匀涂抹在管板表面，保证厚度不低于0.5mm，管口内也涂抹材料，深度不低于1cm；

7材料固化。24℃时固化24小时，温度每提高11℃固化时间缩短一半；

8材料固化后，分别调和适量的底漆和面漆，先后对管板进行覆盖；

9企业使用宣纸配合酚酞进行测试，确认是否存在漏点，如有漏点需进行修复；

10使用电火花检测仪对涂层进行缺陷检测，并对缺陷部位进行修补；