Quelles sont les causes de la corrosion des échangeurs de chaleur ?

Il existe de nombreux types d’échangeurs de chaleur largement utilisés dans la production chimique et jouant un rôle important. Ce sont des équipements couramment utilisés dans de nombreux secteurs industriels. Lors de l'utilisation d'échangeurs de chaleur, une corrosion se produit souvent. Quelles sont les raisons de cette situation ? Vous trouverez ci-dessous une brève introduction.

1. Sélection des matériaux pour les échangeurs de chaleur : Le facteur déterminant pour choisir le matériau à utiliser est son économie. Les matériaux des tubes comprennent l'acier inoxydable, l'alliage cuivre-nickel, l'alliage à base de nickel, le titane et le zirconium, etc. Les tubes soudés sont utilisés sauf dans les situations où ils ne peuvent pas être utilisés dans l'industrie. Des matériaux résistants à la corrosion ne sont utilisés que pour le côté tube et de l'acier au carbone pour le côté coque.

2. Corrosion métallique des échangeurs de chaleur

1) Le principe de la corrosion des métaux : La corrosion des métaux fait référence à la destruction des métaux sous l'action chimique ou électrochimique du milieu environnant, et souvent sous l'action combinée de facteurs physiques, mécaniques ou biologiques, c'est-à-dire la destruction des métaux sous l'action l'influence de leur environnement.

2) Plusieurs types courants de dommages dus à la corrosion sur les échangeurs de chaleur :

un. Corrosion uniforme : Les dommages macroscopiques de corrosion uniforme qui se produisent sur toute la surface exposée au milieu ou sur une grande surface sont appelés corrosion uniforme.

b. Corrosion de contact : Deux métaux ou alliages de potentiels différents entrent en contact l'un avec l'autre et sont immergés dans une solution électrolytique, provoquant la circulation du courant entre eux. Le taux de corrosion du métal à potentiel positif diminue, tandis que le taux de corrosion du métal à potentiel négatif augmente.

c. Corrosion sélective : le phénomène dans lequel un certain élément d'un alliage pénètre préférentiellement dans le milieu en raison de la corrosion est appelé corrosion sélective.

d. Corrosion des pores : la corrosion qui se concentre sur de petits points individuels de la surface métallique et qui a une plus grande profondeur est appelée corrosion par piqûres, également connue sous le nom de corrosion par petits trous ou corrosion par piqûres.

e. Corrosion des interstices : une corrosion des interstices sévère se produit dans les interstices et les zones couvertes des surfaces métalliques.

f. Corrosion par érosion : La corrosion par érosion est un type de corrosion qui accélère le processus de corrosion en raison du mouvement relatif entre le milieu et la surface métallique.

g. Corrosion intergranulaire : la corrosion intergranulaire est un type de corrosion qui corrode préférentiellement les joints de grains et les zones adjacentes des métaux ou alliages, tandis que la corrosion des grains eux-mêmes est relativement faible.

h. La fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) et la fatigue par corrosion SCC sont des fractures de matériaux causées par l'action combinée de la corrosion et des contraintes de traction dans un certain système diélectrique métallique.

je. Dommages causés par l'hydrogène : le métal présent dans une solution électrolytique peut subir des dommages causés par la perméation de l'hydrogène en raison de la corrosion, du lavage à l'acide, de la protection cathodique ou de la galvanoplastie.

3. L'influence du fluide de refroidissement sur la corrosion des métaux, le fluide de refroidissement le plus couramment utilisé dans l'industrie est diverses eaux naturelles. De nombreux facteurs affectent la corrosion des métaux, dont les principaux et leurs effets sur plusieurs métaux couramment utilisés :

1) Oxygène dissous : L’oxygène dissous dans l’eau est un oxydant qui participe au processus cathodique, il favorise donc généralement la corrosion. Lorsque la concentration d'oxygène dans l'eau est inégale, une cellule de concentration d'oxygène se forme, provoquant une corrosion locale. Pour l’acier au carbone, l’acier faiblement allié, les alliages de cuivre et certaines qualités d’acier inoxydable, l’oxygène dissous est le facteur le plus important affectant leur comportement à la corrosion dans l’eau.

2) Autres gaz dissous : Lorsqu’il n’y a pas d’oxygène dans l’eau, le CO2 provoque la corrosion du cuivre et de l’acier, mais il ne favorise pas la corrosion de l’aluminium. Des traces d'ammoniac corrodent les alliages de cuivre, mais n'ont aucun effet sur l'aluminium et l'acier. Le H2S favorise la corrosion du cuivre et de l’acier, mais n’a aucun effet sur l’aluminium. Le SO2 réduit le pH de l’eau et augmente sa corrosivité pour les métaux.

3) Dureté : De manière générale, l’augmentation de la dureté de l’eau douce réduit la corrosion des métaux comme le cuivre, le zinc, le plomb et l’acier. L’eau très douce est très corrosive et le cuivre, le plomb et le zinc ne doivent pas être utilisés dans ce type d’eau. Au contraire, le plomb résiste à la corrosion dans l’eau douce et produit une corrosion par piqûre dans l’eau très dure.

4) Valeur du PH : L'acier se corrode moins dans l'eau avec un pH>11 et se corrode davantage lorsque le pH

5) L'influence des ions : Les ions chlorure peuvent endommager la surface des métaux passivés tels que l'acier inoxydable, provoquant une corrosion par piqûre ou SCC.

6) L'impact du tartre : tartre CaCO3 dans l'eau douce. La couche de tartre CaCO3 n'est pas propice au transfert de chaleur, mais elle est bénéfique pour prévenir la corrosion.

4. L'influence du processus de transfert de chaleur sur la corrosion : Le comportement à la corrosion des métaux est différent dans des conditions de transfert de chaleur et sans transfert de chaleur. D'une manière générale, le transfert de chaleur exacerbe la corrosion des métaux, notamment dans des conditions d'ébullition, de vaporisation ou de surchauffe. L'impact du transfert de chaleur varie selon les milieux ou les différents métaux.

5. Méthodes anticorrosion : Connaître les causes de diverses corrosions dans les échangeurs de chaleur et sélectionner des mesures anticorrosion appropriées peuvent atteindre l’objectif d’une utilisation efficace de l’équipement.