Анализ коррозии трубчатых теплообменников

Thread Content

Материалами для теплообменников в трубчато-корпусной конструкции обычно являются углеродистая сталь, нержавеющая сталь и медь. При использовании трубчатых корпусов из углеродистой стали в качестве охладителей часто возникает коррозия швов между корпусом и трубками, что приводит к утечкам. Утечки загрязняют систему охлаждающей воды, а также способствуют расточительству материалов. 　　При изготовлении кожухотрубчатых теплообменников сварка трубной решетки и труб обычно выполняется вручную дуговой сваркой. На сварных швах имеются дефекты различной степени тяжести, такие как провалы, поры, включения шлака и т. д.; распределение остаточных напряжений в сварных швах также неравномерно. При использовании часть трубчатой пластины обычно соприкасается с промышленной охлаждающей водой, а примеси, соли, газы и микроорганизмы, содержащиеся в этой воде, способствуют коррозии трубчатой пластины и сварных швов. Это и есть так называемая электрохимическая коррозия. Исследования показывают, что в промышленной воде, будь то пресная или морская, присутствуют различные ионы и растворенный кислород; при этом изменения концентрации хлорид-ионов и кислорода играют важную роль в процессе коррозии металлов. Кроме того, степень сложности металлической конструкции также влияет на форму коррозии. Таким образом, коррозия швов между трубчатой пластиной и трубками проявляется преимущественно в виде поровой и щелевой коррозии. С внешней стороны на поверхности трубчатой пластины можно увидеть множество продуктов коррозии и осадков, а также впадины разного размера. При использовании морской воды в качестве среды также может возникнуть электрохимическая коррозия. Химическая коррозия — это коррозия, вызванная действием химических веществ. Пластины трубок теплообменников соприкасаются с различными химическими веществами, в результате чего подвергаются их коррозии. Кроме того, между трубной решеткой теплообменника и теплообменными трубами также происходит определенная двухметаллическая коррозия. 　　Итак, основными факторами, влияющими на коррозию трубчатых теплообменников, являются: (1) состав и концентрация среды: влияние концентрации различно; например, в соляной кислоте, как правило, чем выше концентрация, тем сильнее коррозия. Углеродистая и нержавеющая стали наиболее сильно корродируют в серной кислоте с концентрацией около 50%; при увеличении концентрации до 60% и выше скорость коррозии, напротив, резко снижается ； 　　(2) Примеси: вредные примеси включают хлорид-ионы, сульфид-ионы, цианид-ионы, аммоний-ионы и т. д. В некоторых случаях эти примеси могут вызывать серьезную коррозию ； 　　(3) Температура: коррозия представляет собой химическую реакцию; при повышении температуры на 10°C скорость коррозии увеличивается примерно в 1–3 раза, однако существуют и исключения ； 　　(4) pH-значение: как правило, чем меньше значение pH, тем сильнее коррозия металла ； 　　(5) Скорость потока: в большинстве случаев чем выше скорость потока, тем сильнее происходит коррозия.