สาเหตุของการกัดกร่อนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนคืออะไร?

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีหลายประเภทซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสารเคมีและมีบทบาทสำคัญใน เป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปในภาคอุตสาหกรรมต่างๆ ในระหว่างการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมักเกิดการกัดกร่อน อะไรคือสาเหตุของสถานการณ์นี้? ด้านล่างนี้เป็นการแนะนำโดยย่อ

1. การเลือกใช้วัสดุสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน: ปัจจัยกำหนดว่าจะใช้วัสดุชนิดใดคือความประหยัด วัสดุท่อประกอบด้วยสแตนเลส โลหะผสมทองแดงนิกเกิล โลหะผสมนิกเกิล ไทเทเนียม และเซอร์โคเนียม ฯลฯ ท่อเชื่อมถูกนำมาใช้ยกเว้นในสถานการณ์ที่ไม่สามารถนำมาใช้ในอุตสาหกรรมได้ · วัสดุ ทนต่อการกัดกร่อน ใช้สำหรับด้าน สายยาง เท่านั้น และใช้ เหล็กกล้าคาร์บอน สำหรับด้านเปลือก

2. การกัดกร่อนของโลหะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

1) หลักการกัดกร่อนของโลหะ: การกัดกร่อนของโลหะหมายถึงการทำลายของโลหะภายใต้การกระทำทางเคมีหรือไฟฟ้าเคมีของตัวกลางที่อยู่โดยรอบ และบ่อยครั้งภายใต้การกระทำร่วมกันของปัจจัยทางกายภาพ เครื่องกล หรือชีวภาพ กล่าวคือ การทำลายของโลหะภายใต้ อิทธิพลของสภาพแวดล้อมของพวกเขา

2) ความเสียหายจากการกัดกร่อนที่พบบ่อยต่อตัวแลกเปลี่ยนความร้อนหลายประเภท:

ก. การกัดกร่อนที่สม่ำเสมอ: ความเสียหายจากการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอในระดับมหภาคที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวทั้งหมดที่สัมผัสกับตัวกลางหรือบนพื้นที่ขนาดใหญ่เรียกว่าการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอ

ข. การกัดกร่อนจากการสัมผัส: โลหะหรือโลหะผสมสองชนิดที่มีศักยภาพต่างกันจะสัมผัสกันและถูกจุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เกิดกระแสไหลระหว่างทั้งสอง อัตราการกัดกร่อนของโลหะที่มีศักยภาพเชิงบวกจะลดลง ในขณะที่อัตราการกัดกร่อนของโลหะที่มีศักยภาพเชิงลบจะเพิ่มขึ้น

ค. การกัดกร่อนแบบเลือกสรร: ปรากฏการณ์ที่องค์ประกอบบางอย่างในโลหะผสมเข้าไปในตัวกลางเป็นพิเศษเนื่องจากการกัดกร่อน เรียกว่าการกัดกร่อนแบบเลือกสรร

ง. การกัดกร่อนของรูพรุน: การกัดกร่อนที่มีความเข้มข้นที่จุดเล็กๆ แต่ละจุดบนพื้นผิวโลหะและมีความลึกมากกว่า เรียกว่าการกัดกร่อนแบบรูพรุน หรือที่เรียกว่าการกัดกร่อนของรูขนาดเล็กหรือการกัดกร่อนแบบรูพรุน

จ. การกัดกร่อนของช่องว่าง: การกัดกร่อนของช่องว่างอย่างรุนแรงเกิดขึ้นในช่องว่างและบริเวณที่ปกคลุมของพื้นผิวโลหะ

ฉ. การกัดกร่อนจากการกัดเซาะ: การกัดกร่อนของการกัดเซาะเป็นการกัดกร่อนประเภทหนึ่งที่เร่งกระบวนการกัดกร่อนเนื่องจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างตัวกลางและพื้นผิวโลหะ

ก. การกัดกร่อนตามขอบเกรน: การกัดกร่อนตามขอบเกรนเป็นการกัดกร่อนประเภทหนึ่งที่กัดกร่อนขอบเขตของเกรนและพื้นที่ที่อยู่ติดกันของโลหะหรือโลหะผสมเป็นพิเศษ ในขณะที่การกัดกร่อนของเกรนเองก็ค่อนข้างน้อย

ชม. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) และความล้าจากการกัดกร่อน SCC คือการแตกหักของวัสดุที่เกิดจากการกระทำร่วมกันของการกัดกร่อนและความเค้นดึงในระบบอิเล็กทริกของโลหะบางชนิด

ฉัน. ความเสียหายของไฮโดรเจน: โลหะในสารละลายอิเล็กโทรไลต์อาจได้รับความเสียหายที่เกิดจากการซึมผ่านของไฮโดรเจนอันเนื่องมาจากการกัดกร่อน การชะล้างของกรด การป้องกันแคโทด หรือการชุบด้วยไฟฟ้า

3. อิทธิพลของสารทำความเย็นต่อการกัดกร่อนของโลหะ สารทำความเย็นที่ใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรมคือน้ำธรรมชาติต่างๆ มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของโลหะ รวมถึงปัจจัยหลักและผลกระทบต่อโลหะที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิด:

1) ออกซิเจนที่ละลายน้ำ: ออกซิเจนที่ละลายในน้ำเป็นสารออกซิแดนท์ที่มีส่วนร่วมในกระบวนการแคโทดิก ดังนั้นโดยทั่วไปจะส่งเสริมการกัดกร่อน เมื่อความเข้มข้นของออกซิเจนในน้ำไม่สม่ำเสมอ จะเกิดเซลล์ความเข้มข้นของออกซิเจน ทำให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะที่ สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ โลหะผสมทองแดง และเหล็กกล้าไร้สนิมบางเกรด ออกซิเจนที่ละลายน้ำเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อพฤติกรรมการกัดกร่อนในน้ำ

2) ก๊าซละลายอื่นๆ: เมื่อไม่มีออกซิเจนในน้ำ CO2 จะทำให้เกิดการกัดกร่อนของทองแดงและเหล็ก แต่ไม่ส่งเสริมการกัดกร่อนของอลูมิเนียม ปริมาณแอมโมเนียกัดกร่อนโลหะผสมทองแดง แต่ไม่มีผลกระทบกับอลูมิเนียมและเหล็กกล้า H2S ส่งเสริมการกัดกร่อนของทองแดงและเหล็กกล้า แต่ไม่มีผลกระทบต่ออะลูมิเนียม SO2 ช่วยลดค่า pH ของน้ำและเพิ่มการกัดกร่อนของโลหะ

3) ความแข็ง: โดยทั่วไป การเพิ่มขึ้นของความกระด้างของน้ำจืดจะช่วยลดการกัดกร่อนของโลหะ เช่น ทองแดง สังกะสี ตะกั่ว และเหล็ก น้ำอ่อนมากมีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง และไม่ควรใช้ทองแดง ตะกั่ว และสังกะสีในน้ำประเภทนี้ ในทางตรงกันข้าม ตะกั่วมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในน้ำอ่อนและทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนในน้ำที่มีความกระด้างสูง

4) ค่า pH: เหล็กจะกัดกร่อนในน้ำที่มีค่า pH>11 น้อยลง และจะกัดกร่อนได้มากขึ้นเมื่อ pH

5) อิทธิพลของไอออน: ไอออนคลอไรด์สามารถทำลายพื้นผิวของโลหะที่ผ่านการเคลือบ เช่น สแตนเลส ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนหรือ SCC

6) ผลกระทบของขนาด: ระดับ CaCO3 ในน้ำจืด ชั้นสเกล CaCO3 ไม่เอื้อต่อการถ่ายเทความร้อน แต่มีประโยชน์ในการป้องกันการกัดกร่อน

4. อิทธิพลของกระบวนการถ่ายเทความร้อนต่อการกัดกร่อน: พฤติกรรมการกัดกร่อนของโลหะจะแตกต่างกันภายใต้สภาวะการถ่ายเทความร้อนและไม่มีการถ่ายเทความร้อน โดยทั่วไปแล้ว การถ่ายเทความร้อนจะทำให้การกัดกร่อนของโลหะรุนแรงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะของการเดือด การกลายเป็นไอ หรือความร้อนสูงเกินไป ผลกระทบของการถ่ายเทความร้อนจะแตกต่างกันไปตามตัวกลางหรือโลหะต่างกัน

5. วิธีการป้องกันการกัดกร่อน: การทราบสาเหตุของการกัดกร่อนต่างๆ ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและการเลือกมาตรการป้องกันการกัดกร่อนที่เหมาะสมสามารถบรรลุเป้าหมายของการใช้อุปกรณ์อย่างมีประสิทธิภาพ