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換熱器防腐

                                       圖1 鐵銹

在自然界中大多數(shù)金屬常以礦石的形式，即金屬化合物的形式存在，而腐蝕則是一種金屬回復(fù)到自然狀態(tài)的過程。例如，鐵在自然界中大多為赤鐵礦(主要成分為Fe₂O₃)，而鐵的腐蝕產(chǎn)物—鐵銹主要成分也是Fe₂O_3，如圖1所示，可見，鐵的腐蝕過程正是回復(fù)到它的自然狀態(tài)—礦石的過程。

因此，金屬腐蝕的本質(zhì)就是在一定的環(huán)境中金屬經(jīng)過反應(yīng)回復(fù)到化合物狀態(tài)的過程。

☆ 化學(xué)腐蝕

金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被氧化損耗的過程，如圖2所示。

                            圖2 金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕

☆ 電化學(xué)腐蝕

而金屬表面與電解質(zhì)溶液因發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕，如圖3所示。電化學(xué)腐蝕通常又以應(yīng)力腐蝕破裂、點蝕(小孔腐蝕)、縫隙腐蝕等局部腐蝕的形式出現(xiàn)。

圖3 金屬發(fā)電化學(xué)腐蝕

與水質(zhì)不純、大氣對水的污染、管內(nèi)壁面狀況以及水流速大小等因素均有著密切關(guān)系。由于管內(nèi)壁結(jié)垢附著物(氧化鐵、鈣鹽沉積物、污泥物等)的存在，經(jīng)常出現(xiàn)管內(nèi)壁的局部侵蝕和點蝕。

 圖4 水側(cè)管內(nèi)壁的局部侵蝕

當(dāng)含有污物、空氣(大氣中溶入了SO₂)、亞硫酸氣的冷水(或冷卻水)急速流過金屬管內(nèi)時，會沖破管內(nèi)表面上的一層耐腐蝕保護(hù)膜。如圖4所示，在管保護(hù)膜剝離的表面，由于金屬離子濃度差，形成陽極(金屬離子少的部位)和陰極(金屬離子多的部位)的電化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生此種腐蝕的管內(nèi)表面上會呈現(xiàn)魚鱗坑凹狀并帶有細(xì)小斑點。

換熱器管水側(cè)的腐蝕多是在水垢或其他附著物不均勻覆蓋的情況下產(chǎn)生的。

對銅及其合金，當(dāng)管內(nèi)壁表面附有多孔性的污泥、泥砂時，會造成氧濃度差電池的另一種電化學(xué)腐蝕。例如，當(dāng)冷水或冷卻水中含有0. 1mg/L的銅離子時，就會產(chǎn)生小電池，使銅離子鍍在鐵上并產(chǎn)生點蝕和孔蝕現(xiàn)象，即鍍銅現(xiàn)象。

換熱器位于水室側(cè)管板表面，特別是管四周表面也會產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，這種腐蝕痕跡呈斑塊狀。

黃銅換熱器處于某些環(huán)境中(如在水、水蒸汽、大氣中)，在應(yīng)力狀態(tài)下可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。應(yīng)注意的是制冷劑氨是使銅合金(黃銅和青銅)破裂的腐蝕劑。對黃銅來說，其耐破裂性能隨銅含量的增加而增強(qiáng)。

圖5 不銹鋼耐蝕材料

采用耐蝕材料(如雙目不銹鋼、哈氏合金、鈦、鈦合金、銅等)，如圖5所示，這些材料耐腐蝕性強(qiáng)，可以提高換熱器的使用壽命，但這些高耐腐蝕性的材料價格昂貴，制造成本高，一次性投入的成本大，企業(yè)一般難以接受，推廣困難。

☆ 陰極保護(hù)

利用外加直流電源，使金屬表面上的陽極變?yōu)殛帢O而受到保護(hù)。這種方法消耗電量大，費用高，采用極少。

☆ 陽極保護(hù)法

把被保護(hù)的設(shè)備接以外加電源的陽極，使金屬表面生成鈍化膜，從而達(dá)到保護(hù)。碳鋼換熱器的造價低，但耐腐蝕性差。

通過采用犧牲陽極保護(hù)技術(shù)可以提 高換熱器的使用壽命，但這一技術(shù)的保護(hù)作用僅限于管子入口處的有限長度內(nèi), 管內(nèi)深處難以實現(xiàn)陰極保護(hù)，所以犧牲陽極保護(hù)法在換熱器上的應(yīng)用受到了很大限制。

圖6 管板使用緩蝕劑前后

在腐蝕性介質(zhì)中，加入少量的某些物質(zhì)，而這些物質(zhì)能使金屬的腐蝕大大降低，甚至停止，這類物質(zhì)稱為緩蝕劑。圖6是使用緩蝕劑前后的對比，緩蝕劑的加入應(yīng)以不影響生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量為原則。

圖7 涂層法防腐

在金屬表面，通過一定的涂覆方法，覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護(hù)層，以避免金屬表面與腐蝕介質(zhì)的直接接觸，如圖7所示。

這種技術(shù)方法最為經(jīng)濟(jì)有效，最初用于防止氣體介質(zhì) 腐蝕，所用涂料大部分為有機(jī)高分子混合物溶液。現(xiàn)在人們逐漸向防油及防溶劑涂料、高溫涂料、重防腐涂料及特殊環(huán)境用涂料方向發(fā)展。

小七總結(jié)的防腐方法不能滿足所有的情況，請各位七友留言補(bǔ)充。

這里是化工707，謝謝你的閱讀！