Was sind die Ursachen für Korrosion in Wärmetauschern?
Es gibt viele Arten von Wärmetauschern, die in der chemischen Produktion weit verbreitet sind und eine wichtige Rolle spielen. Sie sind in vielen Industriezweigen weit verbreitete Geräte. Beim Einsatz von Wärmetauschern kommt es häufig zu Korrosion. Was sind die Gründe für diese Situation? Nachfolgend finden Sie eine kurze Einführung.
1. Auswahl der Materialien für Wärmetauscher: Der entscheidende Faktor für die Wahl des Materials ist seine Wirtschaftlichkeit. Zu den Rohrmaterialien gehören Edelstahl, Kupfer-Nickel-Legierungen, Legierungen auf Nickelbasis, Titan und Zirkonium usw. Geschweißte Rohre werden verwendet, außer in Situationen, in denen sie in der Industrie nicht verwendet werden können. Nur für die Rohrseite werden korrosionsbeständige Materialien verwendet, für die Mantelseite kommt Kohlenstoffstahl zum Einsatz.
2. Metallkorrosion von Wärmetauschern
1) Das Prinzip der Metallkorrosion: Unter Metallkorrosion versteht man die Zerstörung von Metallen unter der chemischen oder elektrochemischen Einwirkung des umgebenden Mediums und häufig unter der kombinierten Einwirkung physikalischer, mechanischer oder biologischer Faktoren, d. h. der Zerstörung von Metallen unter den Einfluss ihrer Umgebung.
2) Mehrere häufige Arten von Korrosionsschäden an Wärmetauschern:
A. Gleichmäßige Korrosion: Der makroskopisch gleichmäßige Korrosionsschaden, der auf der gesamten dem Medium ausgesetzten Oberfläche oder über einen großen Bereich auftritt, wird als gleichmäßige Korrosion bezeichnet.
B. Kontaktkorrosion: Zwei Metalle oder Legierungen mit unterschiedlichem Potential kommen miteinander in Kontakt und werden in eine Elektrolytlösung getaucht, wodurch zwischen ihnen Strom fließt. Die Korrosionsrate des Metalls mit positivem Potenzial nimmt ab, während die Korrosionsrate des Metalls mit negativem Potenzial zunimmt.
C. Selektive Korrosion: Das Phänomen, bei dem ein bestimmtes Element einer Legierung durch Korrosion bevorzugt in das Medium gelangt, wird als selektive Korrosion bezeichnet.
D. Porenkorrosion: Korrosion, die sich auf einzelne kleine Punkte der Metalloberfläche konzentriert und eine größere Tiefe aufweist, wird als Lochfraßkorrosion, auch Kleinlochkorrosion oder Lochfraßkorrosion genannt, bezeichnet.
e. Spaltkorrosion: In den Spalten und abgedeckten Bereichen von Metalloberflächen kommt es zu starker Spaltkorrosion.
F. Erosionskorrosion: Erosionskorrosion ist eine Korrosionsart, die den Korrosionsprozess aufgrund der Relativbewegung zwischen Medium und Metalloberfläche beschleunigt.
G. Interkristalline Korrosion: Interkristalline Korrosion ist eine Korrosionsart, die bevorzugt die Korngrenzen und angrenzende Bereiche von Metallen oder Legierungen korrodiert, während die Korrosion der Körner selbst relativ gering ist.
H. Spannungsrisskorrosion (SCC) und Korrosionsermüdungsriss (SCC) sind Materialbrüche, die durch die kombinierte Wirkung von Korrosion und Zugspannung in einem bestimmten dielektrischen Metallsystem verursacht werden.
ich. Wasserstoffschäden: Metall in der Elektrolytlösung kann durch Wasserstoffpermeation aufgrund von Korrosion, Säurewäsche, kathodischem Schutz oder Galvanisierung beschädigt werden.
3. Der Einfluss des Kühlmediums auf die Metallkorrosion. Das in der Industrie am häufigsten verwendete Kühlmedium ist verschiedenes natürliches Wasser. Es gibt viele Faktoren, die die Metallkorrosion beeinflussen, darunter die wichtigsten und ihre Auswirkungen auf mehrere häufig verwendete Metalle:
1) Gelöster Sauerstoff: Gelöster Sauerstoff in Wasser ist ein Oxidationsmittel, das am kathodischen Prozess beteiligt ist und daher im Allgemeinen die Korrosion fördert. Wenn die Sauerstoffkonzentration im Wasser ungleichmäßig ist, bildet sich eine Sauerstoffkonzentrationszelle, die lokale Korrosion verursacht. Bei Kohlenstoffstahl, niedriglegiertem Stahl, Kupferlegierung und bestimmten Edelstahlsorten ist gelöster Sauerstoff der wichtigste Faktor, der das Korrosionsverhalten in Wasser beeinflusst.
2) Andere gelöste Gase: Wenn im Wasser kein Sauerstoff vorhanden ist, führt CO2 zur Korrosion von Kupfer und Stahl, fördert jedoch nicht die Korrosion von Aluminium. Spuren von Ammoniak korrodieren Kupferlegierungen, haben jedoch keine Auswirkungen auf Aluminium und Stahl. H2S fördert die Korrosion von Kupfer und Stahl, hat jedoch keine Wirkung auf Aluminium. SO2 senkt den pH-Wert des Wassers und erhöht dessen Korrosivität gegenüber Metallen.
3) Härte: Im Allgemeinen verringert die Erhöhung der Härte von Süßwasser die Korrosion von Metallen wie Kupfer, Zink, Blei und Stahl. Sehr weiches Wasser ist stark ätzend und Kupfer, Blei und Zink sollten in dieser Art von Wasser nicht verwendet werden. Im Gegensatz dazu ist Blei in weichem Wasser korrosionsbeständig und führt in Wasser mit hoher Härte zu Lochfraß.
4) PH-Wert: Stahl korrodiert in Wasser mit einem pH-Wert von >11 weniger und stärker, wenn der pH-Wert
5) Der Einfluss von Ionen: Chloridionen können die Oberfläche passivierter Metalle wie Edelstahl beschädigen und Lochfraß oder SCC auslösen.
6) Die Auswirkung von Ablagerungen: CaCO3-Ablagerungen im Süßwasser. Die CaCO3-Zunderschicht ist nicht förderlich für die Wärmeübertragung, trägt jedoch zur Korrosionsverhinderung bei.
4. Der Einfluss des Wärmeübertragungsprozesses auf die Korrosion: Das Korrosionsverhalten von Metallen ist unter Bedingungen der Wärmeübertragung und ohne Wärmeübertragung unterschiedlich. Im Allgemeinen verstärkt die Wärmeübertragung die Korrosion von Metallen, insbesondere unter Bedingungen des Siedens, Verdampfens oder Überhitzens. Die Auswirkungen der Wärmeübertragung variieren je nach Medium oder Metall.
5. Korrosionsschutzmethoden: Durch die Kenntnis der Ursachen verschiedener Korrosion in Wärmetauschern und die Auswahl geeigneter Korrosionsschutzmaßnahmen kann das Ziel einer effizienten Anlagennutzung erreicht werden.