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冷卻器結垢和腐蝕的幾大原因

[日期:18-05-25]

    冷卻器在換熱過程中都存在着結垢堵塞和腐蝕問題,而冷卻器機組結垢腐蝕,導致傳熱不夠而被迫停車清洗或者冷卻器的更換,嚴重時會影響安全生産的進行,更會增加企业運行的成本。遠望總結了冷卻器結垢和腐蝕的四大原因。

    結垢原因:

    1.顆粒結垢
    懸浮于流體的固體微粒在換熱表面上的積聚,一般是由顆粒細小的泥沙、塵土、不溶性鹽類、膠狀物、油污等組成。當含有这些物質的水流经冷卻器表面時,容易形成污垢沉積物,形成垢下腐蝕,为某些細菌生存和繁殖提供溫床。當防腐措施不當時,最終導致換熱表面腐蝕穿孔而洩漏。

    2.生物污垢
    除海水冷卻裝置外,一般生物污垢均指微生物污垢。循環水系統中最常見的微生物主要是鐵細菌、真菌和藻類。鐵細菌能把溶于水中的Fe2+ 轉化为不溶于水的Fe2O3 的水合物,在水中産生大量鐵氧化物沉澱以及建立氧濃差腐蝕金屬。塊狀的還會堵塞冷卻器中的管路,減少水的流量,從而降低換熱效率。

    3.結晶污垢
    在冷卻水循環系統中,随着水分的蒸發,水中溶解的鹽類(如重碳酸鹽)的濃度增高,部分鹽類因過飽和而析出,而某些鹽類則因通過冷卻器傳熱表面時受熱分解産生沉澱。这些水垢由無機鹽組成結晶致密,被稱为結晶水垢。

    4.腐蝕污垢
    具有腐蝕性的流體或者流體中含有腐蝕性的雜質對換熱表面腐蝕而産生的污垢。腐蝕程度取決于流體中的成分、溫度及被處理流體的 pH 值等因素。通常,冷卻管中的污垢一般为紫銅管和黃銅管,金屬腐蝕主要是較高溫度下(40~50℃)的氧腐蝕,污垢以銅或銅合金腐蝕産物和鈣鎂沉澱物为主,從而造成大量腐蝕污垢。

    5.凝固污垢
    流體在過冷的換熱面上凝固而形成的污垢。例如當水低于冰點而在換熱表面上凝固成冰。溫度的均勻與否對这種污垢影響很大。

    腐蝕原因:

    冷卻器大多數是金屬質地,而在自然界中大多數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恢複到自然狀态的過程。冷卻器的腐蝕主要是指闆片的腐蝕。與水質不純、大氣對水的污染、管内壁面狀況以及水流速大小等因素均有着密切關系。

    1. 化学腐蝕
    金屬與接觸到的物質直接發生氧化還原反應而被氧化損耗的過程。

    2. 電化学腐蝕
    金屬表面與電解質溶液因發生電化学作用而産生的電化学腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕。電化学腐蝕通常又以應力腐蝕破裂、點蝕(小孔腐蝕)、縫隙腐蝕等局部腐蝕的形式出現。

    3. 應力腐蝕
    産生應力腐蝕必須具備特定的腐蝕環境和足夠大的拉伸應力。CL-是造成應力腐蝕的另一個主要因素。CL- 半徑小,穿透力極強,很容易穿透保護膜内極小的孔隙,破壞局部鈍化膜而進入裂縫尖端生成HCL,産生自加速催化加速腐蝕過程,同時 H+ 在尖端析出,滲入裂縫前緣,可使金屬脆化。溫度是引起應力腐蝕破裂的重要因素,溫度愈高時引起腐蝕的 Cl- 濃度越低,也就愈易發生應力腐蝕破裂。

    4. 生物腐蝕
    主要是與冷卻水系統的循環水等介質接觸的金屬表面上易引起生物腐蝕。生物腐蝕的原因是由于生物體會以有機緩蝕劑为食物,生物代謝産生酸,破壞金屬耐腐蝕保護層,生物新陳代謝耗氧,造成金屬表面 O2 濃度不均而引起氧濃差腐蝕。


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