關(guān)于對空冷器的防腐技術(shù)主要有以下兩個(gè)方向的思路:其一是做好石化生產(chǎn)過程中對腐蝕物質(zhì)的監(jiān)測工作,并同時(shí)采用科學(xué)的預(yù)防方法,控制氯離子、硫化氫、pH值等指標(biāo)使之處于正常的范圍之內(nèi),防止腐蝕物質(zhì)濃度過高造成對空冷器的破壞;其二是在空冷器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)期采用科學(xué)的防腐技術(shù),提高設(shè)備的抗腐蝕能力,本文主要討論后者。
1防腐涂層的使用
理論上來說,采用超級不銹鋼、鎳鉻合金、及復(fù)合材料等代替普通碳鋼和低合金鋼材料作為空冷器的制造基材可提高空冷器的防腐質(zhì)量,但同時(shí)也極大增加了設(shè)備制造成本,為了達(dá)到既能夠滿足防腐效果又能盡量降低費(fèi)用的雙重目的,在普通材料基體上涂覆一層防腐涂層的技術(shù)得到了快速發(fā)展,常用的防腐涂層有有機(jī)涂層、Ni-P合金涂層等。
1.1有機(jī)涂層
在冷凝器運(yùn)行時(shí),由于裂解等反應(yīng)產(chǎn)生的H2S和HCl等一般是以氣態(tài)的形式出現(xiàn),當(dāng)這些氣態(tài)物質(zhì)到達(dá)冷凝區(qū)域的話就會轉(zhuǎn)化為液態(tài),從而具有強(qiáng)烈的腐蝕性,對傳統(tǒng)的碳鋼結(jié)構(gòu)會造成嚴(yán)重的腐蝕,即便是采用不銹鋼材料也會造成點(diǎn)腐蝕的現(xiàn)象,鑒于此,國際上普遍采用在空冷器管道內(nèi)表面涂覆有機(jī)涂層的方法,取得了很好的防腐效果。我國的空冷器有機(jī)涂層防腐技術(shù)最早是從德國引進(jìn)的,隨著科技水平提升,我國已經(jīng)出現(xiàn)了自主研發(fā)的有機(jī)涂料,標(biāo)志著我國在石化空冷器防腐領(lǐng)域的巨大進(jìn)步。
空冷器有機(jī)涂層的制備工藝流程為:酸洗-中和-磷化-烘干-底漆-烘烤-面漆-烘烤,底漆和面漆的涂覆層數(shù)不得低于6層,總厚度在200-250mm,烘烤的目的是要材料充分固化,使之在基體上面形成致密的涂層,有效隔離金屬基體與各種流體之間的接觸。有機(jī)涂層具有抗腐蝕性好、傳熱性能好、對基體的附著力強(qiáng)、造價(jià)低等優(yōu)勢,尤其是對于空冷器低溫區(qū)域的輕油氣側(cè)使用有機(jī)涂層是目前公認(rèn)最為有效和最為經(jīng)濟(jì)的防腐措施。
1.2化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層
化學(xué)鍍是通過將基體置于鍍液中,通過化學(xué)反應(yīng)將鍍液中的金屬還原出來并沉積到基體表面形成均勻致密的鍍層的表面處理方法,然而由于空冷器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,如果直接采用傳統(tǒng)的浸鍍工藝在技術(shù)上不易實(shí)現(xiàn),在施鍍過程中的排液、排氣、排渣等問題不好解決,而且效果也不夠理想,容易出現(xiàn)鍍層不均勻等問題。針對這樣的問題,人們在對空冷器進(jìn)行制備Ni-P鍍層時(shí)采用了內(nèi)腔循環(huán)流鍍的工藝,通過封閉的循環(huán)系統(tǒng)施鍍很好地解決了上述問題,其工藝流程為:堿洗-熱水洗-酸洗-水洗-活化-化學(xué)鍍-水洗-鈍化,將鍍層厚度控制在30-50um左右,鍍層形成之后通過銼刀試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)證實(shí)鍍層與基體的結(jié)合力很好,且鍍層表面均勻致密,能夠?qū)⒒w與外界環(huán)境形成很好的隔離。
化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層具有耐高溫、硬度強(qiáng)、耐磨性好、傳熱性良好、抗結(jié)垢能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),并且鍍膜可對硫、氯離子等的腐蝕作用形成良好的阻隔,據(jù)統(tǒng)計(jì),經(jīng)過化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層表面處理后的空冷器使用壽命可以比普通碳鋼空冷器延長四倍以上,具有比表面涂覆工藝更好的防腐蝕效果,但成本更高,因此比較適合那些對防腐性能具有高要求的領(lǐng)域中。
2制造工藝中的防腐技術(shù)
2.1焊接工藝的優(yōu)化
空冷器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,因此在制造過程中會涉及數(shù)量眾多的焊縫,而焊接工藝之間的差異也會導(dǎo)致焊縫的性質(zhì)存在很大不同,為確??绽淦鞯倪\(yùn)行壽命,一方面要保證焊縫具有優(yōu)異的力學(xué)性能,使其能夠抵抗各種負(fù)荷的沖擊作用;另一方面還要保證焊縫處的防腐蝕性能,而要想獲得防腐蝕性能優(yōu)異的焊縫組織,一是要保證焊接材料本身具備良好的抗腐蝕性能,二是要結(jié)合科學(xué)合理的焊接工藝對焊縫處進(jìn)行施焊。在焊接前后均要做好熱處理工作,最大程度地降低或消除由于熱焊接而產(chǎn)生的焊接應(yīng)力,降低由于焊接應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕破壞,從而獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。
2.2做好管端防護(hù)
在空冷器進(jìn)口端的換熱管與管板連接之處是承受各類介質(zhì)沖刷作用最為顯著的區(qū)域,因此也成為空冷器防腐蝕工作的重點(diǎn)關(guān)注部位,如果只采用傳統(tǒng)的焊接工藝往往達(dá)不到空冷器的設(shè)計(jì)使用壽命,這就要求在空冷器的設(shè)計(jì)和制造過程中除了對結(jié)合處采用更加先進(jìn)的連接方式。當(dāng)前普遍認(rèn)為采用脹-焊結(jié)合的連接方法是比較有效的,具體工作中,在進(jìn)口端首先要加裝襯管,襯管長度宜大于300mm,在端部做翻邊處理將焊縫包起來,襯管與換熱管之間的空隙處可采用耐高溫耐腐蝕密封膠密封,然后進(jìn)行脹接處理。
2.3保證與介質(zhì)直接接觸的表面的質(zhì)量
在空冷器中,與介質(zhì)直接接觸的表面質(zhì)量直接關(guān)乎設(shè)備的使用壽命,也是防腐蝕工作的重點(diǎn)。因此,應(yīng)當(dāng)保證這些表面的質(zhì)量優(yōu)良,防止在表面處理后發(fā)生劃傷和碰傷,以免在運(yùn)行過程中發(fā)生點(diǎn)腐蝕,另外與介質(zhì)直接接觸的焊縫表面也容易成為防腐蝕的薄弱環(huán)節(jié),因此對于焊縫表面除了要打磨光滑、均勻外,還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行局部的酸洗鈍化處理,使其表面上生成一層致密的氧化物薄膜,有利于抵抗介質(zhì)的沖刷和腐蝕。
結(jié)語
綜上所述,實(shí)際工作中可從采用先進(jìn)的制造材料、表面處理以及采用科學(xué)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)等諸多方面來提升空冷器的防腐蝕性能??茖W(xué)有效的防腐蝕技術(shù)對于提高石化空冷器的使用壽命,促進(jìn)其安全、高效運(yùn)行具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。