Каковы причины коррозии теплообменников?

Существует множество типов теплообменников, которые широко используются в химическом производстве и играют важную роль. Они широко используются во многих отраслях промышленности. В процессе эксплуатации теплообменников часто возникает коррозия. Каковы причины такой ситуации? Ниже приводится краткое введение.

1. Выбор материалов для теплообменников. Определяющим фактором, какой материал использовать, является его экономичность. К материалам труб относятся нержавеющая сталь, медно-никелевые сплавы, сплавы на основе никеля, титан и цирконий и т. д. Сварные трубы применяются за исключением ситуаций, когда их невозможно использовать в промышленности. Коррозионностойкие материалы используются только со стороны трубы, а со стороны корпуса — углеродистая сталь.

2. Коррозия металла теплообменников.

1) Принцип коррозии металлов: Коррозией металлов называют разрушение металлов под химическим или электрохимическим действием окружающей среды, а зачастую и при совместном действии физических, механических или биологических факторов, то есть разрушение металлов под действием влияние их окружения.

2) Несколько распространенных видов коррозионного повреждения теплообменников:

а. Равномерная коррозия. Макроскопическое равномерное коррозионное повреждение, возникающее на всей поверхности, подвергающейся воздействию среды, или на большой площади, называется равномерной коррозией.

б. Контактная коррозия: два металла или сплава с разными потенциалами вступают в контакт друг с другом и погружаются в раствор электролита, в результате чего между ними течет ток. Скорость коррозии металла с положительным потенциалом снижается, а скорость коррозии металла с отрицательным потенциалом увеличивается.

в. Селективная коррозия. Явление, при котором определенный элемент сплава преимущественно попадает в среду из-за коррозии, называется селективной коррозией.

д. Пористая коррозия: Коррозия, которая концентрируется в отдельных небольших точках на поверхности металла и имеет большую глубину, называется питтинговой коррозией, также известной как коррозия мелких отверстий или питтинговая коррозия.

е. Щелевая коррозия: Сильная щелевая коррозия возникает в зазорах и закрытых участках металлических поверхностей.

ф. Эрозионная коррозия: Эрозионная коррозия — это тип коррозии, который ускоряет процесс коррозии из-за относительного движения между средой и поверхностью металла.

г. Межкристаллитная коррозия: межкристаллитная коррозия — это тип коррозии, который преимущественно разъедает границы зерен и прилегающие участки металлов или сплавов, при этом коррозия самих зерен относительно невелика.

час Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) и коррозионная усталость SCC представляют собой разрушения материала, вызванные совместным действием коррозии и растягивающего напряжения в определенной металлической диэлектрической системе.

я. Повреждение водородом. Металл в растворе электролита может подвергнуться повреждению, вызванному проникновением водорода из-за коррозии, промывки кислотой, катодной защиты или гальваники.

3. Влияние охлаждающей среды на коррозию металлов. Наиболее часто используемой охлаждающей средой в промышленности являются различные природные воды. Существует множество факторов, влияющих на коррозию металлов, включая основные из них и их влияние на некоторые часто используемые металлы:

1) Растворенный кислород. Растворенный кислород в воде является окислителем, который участвует в катодном процессе, поэтому обычно способствует коррозии. Когда концентрация кислорода в воде неравномерна, образуется ячейка концентрации кислорода, вызывающая местную коррозию. Для углеродистой стали, низколегированной стали, медного сплава и некоторых марок нержавеющей стали растворенный кислород является наиболее важным фактором, влияющим на их коррозионное поведение в воде.

2) Другие растворенные газы: при отсутствии кислорода в воде CO2 вызывает коррозию меди и стали, но не способствует коррозии алюминия. Незначительные количества аммиака разъедают медные сплавы, но не оказывают никакого влияния на алюминий и сталь. H2S способствует коррозии меди и стали, но не влияет на алюминий. SO2 снижает значение pH воды и увеличивает ее коррозионную активность по отношению к металлам.

3) Жесткость. Вообще говоря, увеличение жесткости пресной воды снижает коррозию таких металлов, как медь, цинк, свинец и сталь. Очень мягкая вода обладает сильной коррозионной активностью, поэтому в воде такого типа нельзя использовать медь, свинец и цинк. Напротив, свинец устойчив к коррозии в мягкой воде и вызывает питтинговую коррозию в воде с высокой жесткостью.

4) Значение pH: сталь меньше корродирует в воде с pH>11 и сильнее корродирует при pH

5) Влияние ионов: ионы хлорида могут повредить поверхность пассивированных металлов, таких как нержавеющая сталь, вызывая точечную коррозию или SCC.

6) Влияние накипи: накипь CaCO3 в пресной воде. Слой накипи CaCO3 не способствует теплопередаче, но полезен для предотвращения коррозии.

4. Влияние процесса теплопередачи на коррозию. Коррозионное поведение металлов различно в условиях теплопередачи и отсутствия теплопередачи. Вообще говоря, теплообмен усугубляет коррозию металлов, особенно в условиях кипения, испарения или перегрева. Влияние теплопередачи различно в разных средах или для разных металлов.

5. Методы защиты от коррозии. Знание причин различных видов коррозии в теплообменниках и выбор соответствующих антикоррозионных мер позволяют достичь цели эффективного использования оборудования.