Quali sono le cause della corrosione negli scambiatori di calore?

Esistono molti tipi di scambiatori di calore, ampiamente utilizzati nella produzione chimica e che svolgono un ruolo importante. Sono apparecchiature comunemente utilizzate in molti settori industriali. Durante l'utilizzo degli scambiatori di calore si verifica spesso la corrosione. Quali sono le ragioni di questa situazione? Di seguito una breve introduzione.

1. Selezione dei materiali per gli scambiatori di calore: il fattore determinante per quale materiale utilizzare è la sua economia. I materiali dei tubi includono acciaio inossidabile, leghe di rame e nichel, leghe a base di nichel, titanio e zirconio, ecc. I tubi saldati vengono utilizzati tranne nelle situazioni in cui non possono essere utilizzati nell'industria. I materiali resistenti alla corrosione vengono utilizzati solo per il lato del tubo, mentre l'acciaio al carbonio viene utilizzato per il lato del guscio.

2. Corrosione dei metalli negli scambiatori di calore

1) Il principio della corrosione dei metalli: La corrosione dei metalli si riferisce alla distruzione dei metalli sotto l'azione chimica o elettrochimica del mezzo circostante, e spesso sotto l'azione combinata di fattori fisici, meccanici o biologici, cioè la distruzione dei metalli sotto l’influenza del loro ambiente.

2) Diversi tipi comuni di danni da corrosione agli scambiatori di calore:

UN. Corrosione uniforme: Il danno macroscopico da corrosione uniforme che si verifica su tutta la superficie esposta al mezzo o su una vasta area è chiamato corrosione uniforme.

B. Corrosione da contatto: due metalli o leghe con potenziale diverso entrano in contatto tra loro e sono immersi in una soluzione elettrolitica, provocando un flusso di corrente tra loro. La velocità di corrosione del metallo con potenziale positivo diminuisce, mentre la velocità di corrosione del metallo con potenziale negativo aumenta.

C. Corrosione selettiva: il fenomeno in cui un determinato elemento di una lega entra preferenzialmente nel mezzo a causa della corrosione è chiamato corrosione selettiva.

D. Corrosione dei pori: la corrosione che si concentra su singoli piccoli punti della superficie metallica e ha una maggiore profondità è chiamata corrosione per vaiolatura, nota anche come corrosione per piccoli fori o corrosione per vaiolatura.

e. Corrosione tra spazi: una grave corrosione tra spazi si verifica negli spazi vuoti e nelle aree coperte delle superfici metalliche.

F. Corrosione per erosione: la corrosione per erosione è un tipo di corrosione che accelera il processo di corrosione a causa del movimento relativo tra il mezzo e la superficie metallica.

G. Corrosione intergranulare: la corrosione intergranulare è un tipo di corrosione che corrode preferenzialmente i bordi dei grani e le aree adiacenti di metalli o leghe, mentre la corrosione dei grani stessi è relativamente piccola.

H. La tensocorrosione (SCC) e la fatica da corrosione SCC sono fratture materiali causate dall'azione combinata di corrosione e sollecitazione di trazione in un determinato sistema dielettrico metallico.

io. Danni da idrogeno: il metallo nella soluzione elettrolitica può subire danni causati dalla permeazione di idrogeno a causa di corrosione, lavaggio acido, protezione catodica o galvanica.

3. L'influenza del mezzo di raffreddamento sulla corrosione dei metalli, il mezzo di raffreddamento più comunemente usato nell'industria è l'acqua naturale. Sono molti i fattori che influenzano la corrosione dei metalli, compresi i principali e i loro effetti su diversi metalli di uso comune:

1) Ossigeno disciolto: L'ossigeno disciolto nell'acqua è un ossidante che partecipa al processo catodico, quindi generalmente favorisce la corrosione. Quando la concentrazione di ossigeno nell'acqua non è uniforme, si formerà una cella di concentrazione di ossigeno, causando corrosione locale. Per l'acciaio al carbonio, l'acciaio bassolegato, le leghe di rame e alcuni tipi di acciaio inossidabile, l'ossigeno disciolto è il fattore più importante che influenza il loro comportamento alla corrosione in acqua.

2) Altri gas disciolti: quando non c'è ossigeno nell'acqua, la CO2 provoca la corrosione del rame e dell'acciaio, ma non favorisce la corrosione dell'alluminio. Tracce di ammoniaca corrodono le leghe di rame, ma non hanno alcun effetto su alluminio e acciaio. L'H2S favorisce la corrosione del rame e dell'acciaio, ma non ha alcun effetto sull'alluminio. L'SO2 riduce il valore del pH dell'acqua e ne aumenta la corrosività nei confronti dei metalli.

3) Durezza: in generale, l'aumento della durezza dell'acqua dolce riduce la corrosione di metalli come rame, zinco, piombo e acciaio. L'acqua molto dolce ha un forte potere corrosivo e rame, piombo e zinco non devono essere utilizzati in questo tipo di acqua. Al contrario, il piombo è resistente alla corrosione in acqua dolce e produce corrosione per vaiolatura in acqua con elevata durezza.

4) Valore PH: l'acciaio si corrode meno in acqua con pH>11 e si corrode di più quando pH

5) L'influenza degli ioni: gli ioni cloruro possono danneggiare la superficie dei metalli passivati ​​come l'acciaio inossidabile, inducendo corrosione per vaiolatura o SCC.

6) L'impatto delle incrostazioni: incrostazioni di CaCO3 nell'acqua dolce. Lo strato di incrostazioni di CaCO3 non favorisce il trasferimento di calore, ma è utile per prevenire la corrosione.

4. L'influenza del processo di trasferimento di calore sulla corrosione: il comportamento alla corrosione dei metalli è diverso in condizioni di trasferimento di calore e in condizioni di assenza di trasferimento di calore. In generale, il trasferimento di calore aggrava la corrosione dei metalli, soprattutto in condizioni di ebollizione, vaporizzazione o surriscaldamento. L'impatto del trasferimento di calore varia a seconda dei diversi mezzi o dei diversi metalli.

5. Metodi anticorrosione: conoscere le cause della corrosione negli scambiatori di calore e selezionare le misure anticorrosione appropriate può raggiungere l'obiettivo di un utilizzo efficiente delle apparecchiature.