??? 我廠于93年5月在常減壓一套常三線φ500的浮頭式冷卻器進(jìn)行了“冷換設(shè)備在線自動(dòng)清洗技術(shù)應(yīng)用試驗(yàn)”。該臺(tái)設(shè)備在使用時(shí)易產(chǎn)生水垢，厚度在2毫米左右。使換熱效果下降，嚴(yán)重時(shí)一年下來(lái)部分管子已經(jīng)堵死。
??? 試驗(yàn)時(shí)間為93年5月到95年9月，近28個(gè)月中該設(shè)備沒(méi)有發(fā)生泄漏，滿足了生產(chǎn)需要。95年9月裝置檢修時(shí)打開設(shè)備，看到管束的管子內(nèi)壁沒(méi)有一點(diǎn)水垢，光潔如初。所安裝的116根彈簧均完好無(wú)損，繼續(xù)使用。
??? 通過(guò)效益分析，該臺(tái)設(shè)備每周期（840天）可以獲得直接經(jīng)濟(jì)效益1.78萬(wàn)元?；蛘哒f(shuō)，通過(guò)應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)能滿足生產(chǎn)需要，避免了不應(yīng)有的損失。據(jù)有關(guān)資料介紹，在不換原冷換設(shè)備的基礎(chǔ)上，可能提高傳熱效率30％以上。
3.2? 解決管束外壁腐蝕及銹蝕產(chǎn)物問(wèn)題上
??? 一般情況下，冷換設(shè)備殼層多數(shù)走輕質(zhì)油品，由于油中的有害雜質(zhì)，使管束外壁腐蝕很嚴(yán)重。從受腐蝕表面看，管束間被疏松腐蝕產(chǎn)物及污物堵死，金屬表面出現(xiàn)蝕坑。同時(shí)，銹蝕產(chǎn)物增加了流體阻力和熱阻，使設(shè)備的換熱效果下降。
3.2.1采用5454AI-Mg合金管束情況
87年以來(lái)一直沒(méi)有什么好方法來(lái)解決管束外壁腐蝕問(wèn)題。如采用不銹鋼做管束，雖然能解決管束的腐蝕問(wèn)題，但是造價(jià)昂貴。另外，從管材導(dǎo)熱率方面考慮不合適的。
（1）采用5454管束的依據(jù) ???1987年在充分對(duì)5454 Al-Mg合金管束（以下簡(jiǎn)稱5454管束）考察的基礎(chǔ)上，對(duì)該?材料進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)， 收到了很好的效果。
因5454管束之所以耐油、汽腐蝕，因它在一定條件范圍內(nèi)使用，耐腐蝕性與不銹鋼相近。因純鋁的電化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)電位很負(fù)，約為-1.66伏。由于5454管束很容易與氧結(jié)合生成穩(wěn)定的AI2O3鈍化膜，使其電位迅速上升到-0.5伏，減少了整個(gè)腐蝕電池的電位差。
另外，該合金管束在耐冷卻水腐蝕方面也是特別好的。因水對(duì)碳鋼冷卻器管束內(nèi)壁的腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程，是水中溶解氧引起的氧去極化腐蝕。該管束不含鐵元素，不受冷卻水對(duì)碳鋼腐蝕機(jī)理的影響。恰恰相反，它在PH值為4.8-8.6范圍內(nèi)的冷卻水能產(chǎn)生水化反應(yīng)：
??? 2Al + 6H2O — Al2O3·3H2O + 6H+ + 6e-
??? 使它與冷卻水介質(zhì)接觸的表面形成一層質(zhì)地致密，化學(xué)穩(wěn)定的水化氧化物（Al2O3·3H2O ）保護(hù)膜，這種膜一旦破壞，能迅速再生，使金屬表面處于鈍化狀態(tài)，從而提高耐蝕性。
（2）采用5454管束的效益?? 碳鋼水冷卻器在使用過(guò)程中易在管束內(nèi)表面形成污垢層，雖然已防腐，但是還存在一定的污垢。管束外壁因腐蝕存在較厚的銹蝕層及油垢 層，使冷卻效果下降。
采用5454管束，管內(nèi)壁污垢層極少，管外壁沒(méi)有銹蝕層，可以不考慮這些垢層的熱阻。從導(dǎo)熱率上看，5454管束的導(dǎo)熱率是10＃鋼的導(dǎo)熱率的3.09-2.56倍。通過(guò)測(cè)算采用1臺(tái)φ800的5454管束，可以比同一型號(hào)碳鋼管束每年節(jié)約4.866萬(wàn)元。或者說(shuō)，在滿足同樣的工藝條件下，5454管束可以比碳鋼管束換熱面積小，這具有十分重要的意義。該管束的使用壽命相當(dāng)于碳鋼管束5-8倍。是一種綜合性能好的材料，解決了煉油廠冷卻器腐蝕難題。
3.2.2冷換設(shè)備管束采用化學(xué)“Ni-P”鍍層
由于部分冷卻器介質(zhì)溫度（t＞160℃、壓力P＞ 1MPa）偏高的情況下，采用5454管束不適合，但還需要采取防腐措施時(shí)。1994年以來(lái)部分裝置的冷換設(shè)備的管束采用Ni-P化學(xué)鍍層，收到了很好的效果 。
因Ni-P鍍層是屬于金屬層，其組織為非晶態(tài)組織，不存在晶界、位錯(cuò)等晶體缺陷，是單一均勻組織，不易形成點(diǎn)偶腐蝕，具有較高耐蝕性。
在一些介質(zhì)中，Ni-P鍍層比鈦合金還要好，它沒(méi)有點(diǎn)蝕晶界腐蝕和應(yīng)力腐蝕、局部腐蝕等傾向。用低碳鋼經(jīng)化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層，可以代替部分不銹鋼，可大大降低成本。同時(shí)Ni-P鍍層均勻性好、附著力強(qiáng)、硬度高、抗磨性優(yōu)良。
1994年以來(lái)，我廠在常減壓、催化裂化、氣體分餾、糠醛裝置上的冷換設(shè)備上采用了碳鋼管束表面進(jìn)行Ni-P鍍的芯子，通過(guò)幾年的使用收到了很好的效果。如：糠醛裝置的2臺(tái)蒸氣發(fā)生器（規(guī)格FL800-180-16-2），管層為糠醛汽，殼層為水汽。由于高壓醛汽對(duì)設(shè)備具有較強(qiáng)的腐蝕能力，該部位設(shè)備腐蝕非常嚴(yán)重，每年檢修都要更換2臺(tái)芯子。為了解決上述問(wèn)題，1994年8月結(jié)合裝置檢修，該部位的碳鋼管束內(nèi)外壁采用了Ni-P層。經(jīng)過(guò)4年多使用，沒(méi)有發(fā)生因腐蝕而泄漏的現(xiàn)象。
所以說(shuō)，碳鋼管束經(jīng)Ni-P化學(xué)處理，鍍后的耐蝕性可比原來(lái)提高4倍以上，而鍍覆成本是碳鋼管束造價(jià)的70-80％。該鍍層有防污性能，可以使管束不易結(jié)垢。在抗水及油汽腐蝕是很好的。特別是對(duì)于涂料防腐、5454管束不能使用的，該方法是一個(gè)很好的補(bǔ)充。另外，Ni-P層是金屬鍍層，其導(dǎo)熱系數(shù)與鋼鐵相近，不會(huì)降低傳熱效率。這種防腐的方法在換熱上應(yīng)用是很有價(jià)值的。
3.3? 采用化學(xué)清洗技術(shù)
在前邊已經(jīng)提到冷換設(shè)備管束內(nèi)壁水垢采用硝酸清洗的方法，收到了很好的效果。但是采用硝酸清除管束外壁銹蝕層效果不理想。因?yàn)闆](méi)有采取防腐措施的管束外表面存在著許多腐蝕產(chǎn)物，不但影響傳熱效果，同時(shí)加速金屬表面腐蝕。雖然檢修時(shí)抽芯子采用高壓水射流技術(shù)，但效果不理想。
針對(duì)這問(wèn)題，對(duì)管子外表面的銹蝕產(chǎn)物作了X射線衍射分析，其中主要成分為FeS2，F(xiàn)e3O4，和Fe2O3。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)采用鹽酸溶液加入適當(dāng)?shù)木徫g劑的方法效果比較好，同時(shí)費(fèi)用最低。鹽酸水溶液對(duì)鐵的氧化物有溶解作用，原理如下：
FeO + 2HCl—FeCl2 + 2H2O
Fe2O3 + 6HCl—FeCl3 + 3H2O
Fe3O4 + 8HCl—FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Fe + HCl—FeCl2 + H2 ↑
??? 鹽酸是金屬設(shè)備化學(xué)清洗常用的一種無(wú)機(jī)酸。對(duì)于各種鐵的氧化物具有較高的溶解速度和溶解能力，生成的鹽類溶解性好，操作簡(jiǎn)便、安全，清洗后的設(shè)備狀態(tài)很好。
??? 我廠1990年以來(lái)，對(duì)冷卻器管束外壁腐蝕利害的進(jìn)行了化學(xué)清洗。主要方法如下：
??? 設(shè)備預(yù)處理----除油脫脂----酸洗----漂洗----鈍化
??? 通過(guò)對(duì)銹蝕層的化學(xué)清洗，收到了很好的效果。如90年7月對(duì)常減壓二套減頂一、二級(jí)冷凝器計(jì)5臺(tái)進(jìn)行了化學(xué)清洗。清洗后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及計(jì)算，5臺(tái)冷凝器通過(guò)清洗可以獲得直接經(jīng)濟(jì)效益近20萬(wàn)元。
??? 通過(guò)清洗對(duì)管束的使用壽命有所提高，其原因是可以把垢下腐蝕的發(fā)生階段延長(zhǎng)。
??? 我廠適合進(jìn)行化學(xué)清洗除銹的冷卻器數(shù)量較多，通過(guò)清洗提高了在用冷卻器傳熱效果，避免了不應(yīng)有的損失。
4? 結(jié)論
??? 通過(guò)十年來(lái)對(duì)冷換設(shè)備的腐蝕與防護(hù)管理，收到了很好的效果。但對(duì)冷換設(shè)備而言，雖然都是用水做冷卻介質(zhì)與油品進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到換熱的目的。但因操作條件不同，所產(chǎn)生的腐蝕形式是不一樣的，所以采用的防護(hù)方法也是不相同的。比如說(shuō)，一種防護(hù)措施在這種條件下效果好，但是換一種條件效果不一定好。所以說(shuō)，采用的防護(hù)措施在一定范圍內(nèi)，效果可以達(dá)到最佳。以上防護(hù)方法在不同的環(huán)境下使用范圍為：
4.1? 采用7910涂料對(duì)管內(nèi)壁進(jìn)行防腐
??? 該方法用在潤(rùn)滑油系統(tǒng)比較好，因潤(rùn)滑油系統(tǒng)冷換設(shè)備一般殼層為潤(rùn)滑油，對(duì)管束外表面不腐蝕或腐蝕很小。同時(shí)管束外壁的金屬表面沒(méi)有銹蝕產(chǎn)物。所以7910涂料在解決管束內(nèi)壁腐蝕效果很好，但該材料使用溫度應(yīng)有在160℃以下。
4.2? 采用5454管束
該管束可以用在燃料油系統(tǒng)的冷換熱設(shè)備，如塔頂?shù)睦淠鳌⒗鋮s器，因?yàn)檫@些管束內(nèi)外壁都存在腐蝕，表面銹垢比較多。使用條件為：壓力應(yīng)小于1MPa，溫度小于180℃，這樣可以收到很好效果。
4.3? 采用Ni-P化學(xué)鍍層
??? 該管束可以應(yīng)用在7910涂料防腐管束與5454管束使用的部位，并且可以使用在溫度較高（t>160--220℃，P>1 MPa）的情況下。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一定要注意Ni-P鍍管束的產(chǎn)品的質(zhì)量。否則，達(dá)不到目的。
4.4? 采用化學(xué)清洗技術(shù)
??? 該技術(shù)要求生產(chǎn)設(shè)備不允許停車的情況下，合理的采用?？梢赃_(dá)到不拆卸設(shè)備在最短的時(shí)間內(nèi)，使設(shè)備恢復(fù)正常，提高設(shè)備的換熱效果。
4.5? 采用高壓射流技術(shù)
??? 該方法可以結(jié)合裝置檢修，在拆卸設(shè)備的同時(shí)采用的方法。清洗效果好，特別是清洗管束內(nèi)壁效果最好，費(fèi)用低、效率高。
4.6? 采用在線清洗技術(shù)
??? 采用該技術(shù)是積極主動(dòng)預(yù)防的方法，運(yùn)用得當(dāng)可以獲得較大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。使用時(shí)要注意循環(huán)水的質(zhì)量，保持水中沒(méi)有固定雜物，如石子等。因存在這些東西影響彈簧系統(tǒng)正常的工作。
所以說(shuō)，根據(jù)冷換設(shè)備的腐蝕及結(jié)垢情況，采用″先看病、再抓藥、然后治病的方法”。也就是說(shuō)，根據(jù)冷換設(shè)備的使用及腐蝕情況，采用不同的防護(hù)方法，可以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。采用什么方法，這就需要我們?cè)趯?shí)際工作中不斷地去研究、試驗(yàn)，不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，把冷換設(shè)備的腐蝕損失降低到最低程度。
