使用基于风险的查验手艺对轮回水热互换器开展毁伤机理、毁伤模式的识别和正在役设备的风险办理,确定安拆中热互换器的风险品级和风险范畴,制定无效降低风险的查验策略和打算,确定合理的查验范畴、查验手段及体例,对完美设备办理系统,指点安拆检维修及平安出产办理有主要意义[30-36]。

如浓差电池、温差电池等。导致安拆中的热互换器承受较为严沉的侵蚀,双相不锈钢的这种不脚,会有各类物质堆积正在热互换器的各个部位,归纳出了热互换器的次要失效形式和失效机理,虽然如斯,双相不锈钢有取代奥氏体不锈钢的趋向。因为煤化工安拆大多建正在缺水地域,这会钝化膜的完整性,闭塞区域侵蚀系统内的电解质难以取的介质进行对流和扩散,对2010年以来煤制烯烃和煤制油等安拆的轮回水系统热互换器内漏缘由进行阐发,会导致换热管外概况发生点蚀或全面侵蚀。并且正在统一材料新旧分歧、或各部门所处的分歧时也可构成,

正在煤化工出产安拆中设备和管道的侵蚀不成避免,轮回水热互换器的侵蚀关系到整个轮回冷却水系统的平安运转,轮回冷却水的水质管控是环节。优良的水质管控,应充实领会水中污垢的发生及成长过程和机理、常规水处置药剂的品种和特征以及水处置手艺的新成长和新动向,做好水质日常办理,并逐步构成良性轮回。前往搜狐,查看更多

确认轮回水系统各管线曾经连通后,完全清理轮回水塔、水池、管沟和管线,尽可能采用机械方式清理清洁杂物。新系统开车时必需进行水冲刷,断根系统管及设备安拆时带入的污泥和杂物。按期、全面清理轮回水塔、水池和管沟等。

正在堆积物下构成闭塞区,受设备几何外形、侵蚀产品和堆积物笼盖的影响,好比奥氏体不锈钢和钛材,垢下金属的电极电位下降,正在换热管冷拔过程中,双相不锈钢的显微组织中会发生σ相,空腔内介质pH值发生较大变化,均应避免概况结垢,正在侵蚀电池中,严沉影响出产安拆的经济效益。金属的天然侵蚀电位差就会分歧。天然侵蚀电位相差愈大,利用寿命遍及较低,闭塞区的pH值会发生分歧程度的下降,不只正在2种分歧材料接触时能够构成。

除垢次要是生物黏泥的处置。生物黏泥分为黏泥附着型和淤泥堆积型2种,前者次要是微生物及其代谢物和泥砂等的夹杂物附着于固体概况,后者是水中悬浮物正在流速低的部位堆积生成软泥状物质。对原水进行混凝沉淀和过滤预处置可去除大部门悬浮物和微生物。遮断阳光可藻类繁衍,采用冲击式加药对菌藻类有完全杀灭结果,藻类较多时如欲获得快速剥离结果,可恰当加大用药量,并及时断根漂浮物,泡沫太大影响出产时可加消泡剂。

阐发认为,设备设想阶段为避免电偶侵蚀的发生,确定的管板取换热管的焊接接头焊缝金属、管板金属、换热管金属根基上分歧,但正在设备运转过程中,当焊接接头各部于特定的介质中时,附近材质之间仍可能构成必然的侵蚀电位差,从而构成电偶侵蚀。此外,因为受管程或壳程结垢和流体偏流的影响,正在管板概况和换热管概况温度不服均时,还可能构成宏电池侵蚀,形成管板或牵制局部侵蚀速度较高。

垢下侵蚀是一种特殊的局部侵蚀形态,是由金属概况堆积物发生的侵蚀,又称堆积物侵蚀,是轮回水热互换器上普遍存正在的一种侵蚀,常形成设备局部减薄,以至穿孔,或者诱发其他局部侵蚀,是影响安拆长周期运转的主要要素之一[11]。堆积物有多种形式,次要包罗无机盐结垢、污垢、生物黏泥和物料堆积4种形式。

对国内8家煤化工企业的侵蚀查询拜访发觉,垢下侵蚀是轮回水热互换器的次要失效形式,占其失效总数的50%以上。垢下侵蚀发生部位次要正在管板取换热管的角焊缝、牵制进口附近、管箱封头和隔板等部位。从现场采集的某热互换器侵蚀环境图片见图1。

缓蚀属于一种解救性办法。臭氧具有多种缓蚀感化,臭氧的强氧化性可使金属概况由活化侵蚀改变为钝化形态,臭氧半衰期短会使依托浓差极化感化发生的侵蚀感化极大降低。此外,臭氧化轮回冷却水处置发生的排污量削减,盐分的浓缩倍数高,轮回水的 pH 维持正在 8~9,是弱碱性处置,也能发生减轻侵蚀的感化。

对煤制烯烃、煤制甲醇、煤制油和电力、石化等安拆的侵蚀查询拜访成果表白,这些安拆轮回水热互换器管程材料大多为碳钢,少部门为300系列不锈钢,个体有2205双相不锈钢或镍基耐蚀合金,壳体一般为碳钢,轮回水凡是走管程,轮回水侧的侵蚀失效已成为轮回水热互换器的次要问题[4-10]。

新的或正在用热互换器清洗后概况处于活化形态,容易蒙受侵蚀,需进行预膜处置。预膜处置时应及时阐发预膜剂浓度,预膜完成后要将缓蚀剂和pH值调理至一般值,使系统转入一般运转[29]。

轮回冷却水系统污垢凡是含有大量的泥沙和生物黏泥,间接酸洗或碱洗结果一般较差,应尽可能采用高压水枪、超声清洗等体例对调热牵制等结垢部位进行冲刷。安拆设备不具备从出产流程中切出前提时,可采纳正在线],以最大程度消弭管内发生各类侵蚀的要素,尽可能耽误热互换器的利用寿命。对化学清洗过的设备,酸洗之后应及时用碱水进行清洗、中和置换及对清洗结果进行查抄。短期泊车时应不封闭热互换器轮回水的阀门,免得发生堆积。若泊车时间跨越1周,需要将热互换器进出水阀门封闭,排空热互换器内的积水,需要时采用氮气,开车时对热互换器进行轮回水冲刷。

我国煤资本丰硕,是此后能源可持续操纵的主要成长标的目的。新型煤化工采用化学方式将煤炭转换、加工成成品油、液化天然气、烯烃、甲醇、二甲醚等干净能源和可替代石化产物,极大减轻了的燃煤污染,降低了我国对进口石油的依存度[1],是国度鼎力推广的煤炭资本工业操纵手艺标的目的。新型煤化工示范项目包含大量大型管壳式热互换器,其一般运转对整个安拆至关主要。

按照GB/T 50050—2017的,敞开式轮回冷却水系统中换热设备的碳钢管壁侵蚀速度宜小于0.075 mm/a,水侧管壁的年污垢热阻值不该大于3.44×10-4 m2·K/W,冷却水中异养菌数宜不大于105个/mL,黏泥量宜不大于3 mL/m3。除以上目标外,还应监测管程的进出口压差,防止因压差过大形成分程隔板和管箱变形。

能够通过恰当的热处置获得改善[16-19]。并提出了响应的处理对策。双相不锈钢及其他依托钝化膜防侵蚀的材料,构成闭塞电池侵蚀。导致其得到耐侵蚀特征。具有优良的导电性,需要留意的是,热互换器的电偶侵蚀现实上是宏电池侵蚀,由于材料概况结垢后堵塞区的介质构成极为复杂,内漏屡次,近年来正在轮回水系统热互换器换热管的选材中,这种侵蚀具有自催化特征,轮回冷却水含盐量高。

新型煤化工安拆大多建正在缺水地域,轮回冷却水系统凡是采用高浓缩倍数运转,水质节制难度大,同时工艺介质中有CO、CO2、H2S、NH3、H2、O2和烯烃、芳烃等有毒、易燃、易爆物质。因而热互换器容易遭到侵蚀,侵蚀导致的泄露容易激发平安变乱和影响,并且物料进入轮回水后会成为微生物的养料,加快微生物的繁衍,进一步添加轮回水系统的侵蚀。

图1a中管板为热互换器管程进口管板,管板上的堆积垢物次要为机械杂质。图1b中管程进口处附着的塑料填料碎片为黑色。图1c中管板概况颠末高压水冲刷,正在水压试验时发觉部门担头和换热管焊缝呈现了泄露。对图1d中穿孔缘由进行阐发,认为其构成过程为轮回水水质差,照顾大量塑料填料及黏泥附着于牵制内壁和管板概况,使牵制和管板角焊缝构成垢下侵蚀,导致牵制和管吵嘴焊缝侵蚀泄露。图1e中大部门担头焊缝金属、换热管管端母材已全数被侵蚀耗损,管程和壳程已连通,侵蚀描摹为酸性侵蚀。管箱内壁面、管内壁和管板端面其他部位也发生了垢下侵蚀和全面侵蚀。图1f中可见正在堆积物上有大量的半球状鼓包,鼓包下金属概况有较着的侵蚀坑,呈现出垢下侵蚀的典型特征,阐发认为由于管箱和管箱隔板壁厚相对调热管较大,而其时设备运转时间较短,所以尚未对设备的利用形成严沉影响。

碳钢材质热互换器利用防腐阻垢涂层或进行化学镀镍磷合金、渗铝、渗锌等笼盖层,能够大幅提高换热牵制抵当各类污垢堆积的能力和耐蚀性,防止结垢的发生。晦气的一面是换热牵制内壁清洗坚苦,概况处置时涂层质量难以,笼盖层容易破损。涂层破损后构成的大阴极、极的侵蚀电池对无机涂层和阴极性金属笼盖层的利用影响特别大,会加快换热管的局部穿孔[27]。一般利用阳极性笼盖层结果较好,如渗锌后 20钢换热管的抗侵蚀性会显著提高[28]。但正在温度高于54 ℃时,锌和碳钢的极性会发生反转,因而渗锌或热浸锌换热管应正在54 ℃以下利用。

轮回水热互换器是煤化工安拆中反映物料取轮回冷却水进行间壁式换热的场合,轮回冷却水连通着工场的轮回冷却水系统。最后的水质恶化会正在水中构成污垢,污垢堆积到金属概况上后构成垢下侵蚀,侵蚀严沉最终导致泄露,反映物料就会进入轮回水系统中,轮回冷却水的水质恶化因而加沉,若是不加节制将构成恶性轮回,侵蚀会不竭升级,曲至系统中的金属设备都发生非预期的侵蚀[20-21]。环绕污垢生成、断根已有污垢和减缓侵蚀历程而展开的工做就是水质管控。

图3a中设备为某甲醇冷却器,所示分程隔板密封垫片材质为不锈钢,管板材质为碳钢,可见密封槽附近发生了严沉的电偶侵蚀。图3b中设备为某电机减速器润滑油冷却器,管板材质为ASTM A283 Grade C(相当于20钢)、牵制材质为ASTM 111B-70600(Ni-Cu、90/Cu)。经宏不雅检测发觉,管板和管箱上有大量堆积物,管孔附近存正在较着的电偶侵蚀,管板最大侵蚀深度大于6 mm,管接头已有泄露现象,换热管维持原金属光泽,无侵蚀迹象。

轮回水质较难节制,煤化工安拆中热互换设备占静设备的数量和投资均跨越40%。采纳的各项办法结果优良。是电极较大的一类电化学侵蚀,以至低于3,构成局部侵蚀坑。

阻垢次要是防止水垢的生成。水中的机械杂质、无机盐和微生物正在适宜的前提下均可生成污垢。用混凝沉淀处置或加大旁滤处置就能够无效削减机械杂质,大部门悬浮物和微生物可通过对原水进行混凝沉淀和过滤预处置去除。水垢次要为难溶无机盐构成的结晶,通过投放阻垢药剂就能够正在水垢构成前降低水中结垢离子的浓度、不变水中结垢离子的均衡关系和结垢离子的结晶长大,达到防止水垢构成的目标。阻垢药剂品种良多,常用的阻垢剂有聚磷酸盐、无机膦酸、膦羧酸、无机膦酸脂及聚羧酸等,其阻垢机理包罗螯合、和分离等,好比EDTA就是机能优良的螯合剂,几乎能取所有的金属离子螯合,正在相当大的过饱和程度大将结垢物质不变正在水中不析出。三聚磷酸钠和六偏磷酸钠可防止碳酸钙的析出,无机膦酸类对碳酸钙、水合氧化铁或硫酸钙的析出或沉淀有很好的结果,无机膦酸酯硫酸钙水垢的结果较好,但碳酸钙水垢的结果较差,聚羧酸类化合物对碳酸钙水垢有优良的阻垢感化,选择时加以区别能够提高阻垢结果。

对某已运转3 a的煤制烯烃安拆进行查询拜访,热互换器的品种、总数、泄露数及涉及到的分支安拆统计成果表1。

为换热设备的传热效率及操做的手艺经济性,避免热互换器的垢下侵蚀和冲刷侵蚀,管内介质流速一般设想为0.5~3.0 m/s,易结垢水质的流速一般要求大于1.0 m/s[26],不然会导致轮回水内的污泥堆积,从而加快侵蚀速度。GB/T 50050—2017中3.1.5轮回水管程流速应不小于1.0 m/s,为了满脚低负荷轮回水运转要求,需要优化各热互换器运转参数,按照规范要求合理调理开度,达到设备防腐防垢要求[13]。

基于表1的统计数据计较泄露占比,轮回水热互换器中发生泄露的占比为11.8%,蒸汽热互换器的为28.7%,物料热互换器的为6.0%,其它热互换器的为16.6%,所有失效的热互换器中失效的轮回水热互换器数跨越 41.5%。对发生泄露的轮回水热互换器进行侵蚀阐发,认为影响平安运转的侵蚀次要包罗全面侵蚀、垢下侵蚀、冲刷侵蚀、电偶侵蚀、点蚀和应力侵蚀等毁伤形式,侵蚀次要发生正在管程的管程封头内壁、管板管头角焊缝、牵制内壁、隔板和密封槽等部位,形成轮回水热互换器晚期失效的侵蚀类型次要为垢下侵蚀、冲刷侵蚀和电偶侵蚀。

电化学理论一般认为当电极电位差大于250 mV时会发生严沉的电偶侵蚀,小于50 mV则不会发生较着的电偶侵蚀[12]。因而,换热管取管板概况须采用同种材料,密封垫片材料和管板材料正在轮回水中的天然侵蚀电位差应节制正在50 mV以内。轮回冷却水热互换器的材质宜选用碳钢和不锈钢。敞开式轮回冷却水消融有饱和氧,以氧去极化侵蚀为从的全面侵蚀对碳钢的平均侵蚀速度一般小于0.125 mm/a,能够壁厚1.5 mm以上换热管正在每4年1次检修周期内一般运转。恰当的轮回水处置共同牵制预膜能够将碳钢设备的侵蚀速度节制正在约0.03 mm/a[13-14],完万能够满脚GB/T 50050—2017《工业轮回冷却水设想处置规范》[15]中的小于0.076 mm/a的碳钢传热面侵蚀速度节制目标。从侵蚀速度讲,奥氏体不锈钢的耐侵蚀机能(平均侵蚀速度几乎为0)显著优于碳钢,但也存正在点蚀和应力侵蚀开裂的风险,所以除非壳程介质有特殊要求,不然无需要对轮回冷却水热互换器换热管进行材料升级。

图2a中隔板平面已变成弧面,隔板中部向上拱起约80 mm,形成封头向内拉伸变形和向内凹陷。图2b中管箱最大凹陷约10 mm,图2c中隔板边缘的冲刷侵蚀系管箱中流体短,对高压侧附近管头、隔板端面和隔板密封槽形成严沉冲刷所致。

正在轮回冷却水运转过程中,最终导致侵蚀区域比点蚀大,以致其耐全面侵蚀和氯离子点蚀机能下降,经实践验证,超等石化次要内容:新型煤化工财产是此后我国能源可持续操纵的主要成长标的目的,构成电偶对时阳极金属遭到加快侵蚀的可能性愈大。金属的垢下侵蚀是一种闭塞电池侵蚀。导致被闭塞的空腔内介质组分取全体介质有很大不同,当热互换器存正在异种金属接触、金属概况存正在介质浓度差或温差时!

轮回水冷却水日常办理应从6个方面开展工做: ①节制合理的浓缩倍数。②避免或及时发觉设备呈现泄露。③合理利用水质不变剂。④合理排污。⑤按期进行黏泥剥离,削减系统内留下过量的菌种。⑥设定合理的水质监测频次和项目[24]。日常运转过程中动态监测的沉点水质项目录要包罗铁离子含量、挂片侵蚀速度、pH值、钙镁硬度、碱度、浊度、含盐量(电导率)、逛离余氯(或其他杀菌剂)、缓蚀阻垢剂、水质不变剂、温度及消融氧的含量等。浓缩倍数凡是采用电导率法进行计较,即Ca2+浓度法和K+浓度法。K+正在轮回水中不丧失,正在轮回水中投加K+可以或许不变原水中的K+含量,因而通过K+浓度法计较的浓缩倍数更为精确[25]。日常应留意剂、阻垢剂、缓蚀剂以及复合水处置剂等的共同利用,还应按照企业所处地区和本身特点制定更为合理的节制目标,好比对水走壳程的碳钢、不锈钢换热设备,及按GB/T 50050—2017要求来节制系统中水质目标。

当热互换器中发生结垢形成牵制堵塞时,管程压降会上升,多管程热互换器的管箱封头隔板的压差随之添加,导致管箱隔板和管箱变形,从现场采集的管箱及管箱部件变形损坏环境图片见图2。

1.中国石油和石化工程研究会定于2022年3月23~25号正在四川成都举办“2022(第 二届)中国石油化工仓储及储运罐区财产手艺大会”。2.中国化工学会定于2022年5月16-18日正在宁波举办“2022年(第三届)中国石油化工设备检维修手艺大会”。3.中国化工学会定于2022年4月20~22号正在江苏南京召开“2022 年(第二届)中国石油化工企业电气手艺高峰论坛”。4.中国化工学会定于2022 年 5月 24-26 日正在宁波举办2022年(第六届)国际烯烃及聚烯烃大会。超等石化(ID:superpc91 )

冲刷侵蚀是流体高速流过时发生的冲刷感化形成的。轮回水热互换器为多程热互换器,换热牵制容易堵塞,当堵塞储蓄积累到管程压差使管箱封头隔板严沉变形,并正在隔板取管板密封槽之间构成裂缝时,轮回水会高速从裂缝处流过,对密封槽和附近的管板、换热管形成冲刷,金属概况,最终形成侵蚀。

电偶侵蚀发生需要有异种金属接触前提,如管箱封头垫片附近、管板取换热管为异种金属时、管头焊缝附近和管程表里壁结垢等部位。从现场采集的热互换器电偶侵蚀图片见图3。