近期接到一個關(guān)于氨水脫硝工藝的換熱器防腐項目，根據(jù)設(shè)備制造廠家介紹，換熱管采用的是SUS304，管徑38，他們的同款產(chǎn)品在其他企業(yè)基本都能用到3－5年，但在這家企業(yè)卻只能用5個月左右。同樣的工藝，同樣的設(shè)備，為何使用壽命有如此大的差別？設(shè)備制造商取回溶液蒸干后，發(fā)現(xiàn)里面含有大量的結(jié)晶鹽。
通常氨法脫硝工藝使用的氨水對SUS304是不會有這么嚴重的腐蝕的，腐蝕肯定是由其他介質(zhì)引起。通過成分分析，發(fā)現(xiàn)里面除了含有大量的硫酸鹽以外，還含有72ppM的氯離子。氯離子含量雖然低，但由此引起的穿孔腐蝕卻非常嚴重。
測試項目 | 測試結(jié)果 |
氯離子g/kg | 0.072 |
硫酸根g/kg | 188 |
水溶性鈣g/kg | 0.604 |
水溶性鎂g/kg | 0.392 |
硝酸鹽氮（以N計）mg/kg | 59.8 |
pH | 5.54 |
設(shè)備腐蝕照片顯示，存在大量的洞穿小孔，而這些穿孔正是氯離子腐蝕的典型特征，存在氯離子腐蝕已經(jīng)是確定無疑了。但是，有一張照片顯示還存在一些裂紋，顯然是應(yīng)力引起的開裂現(xiàn)角，那么引起應(yīng)力開裂的誘因是什么呢？而且應(yīng)力腐蝕通常發(fā)生在焊縫等應(yīng)力集中區(qū)域，為什么管子中間部位會產(chǎn)生開裂現(xiàn)象？必須要分析引起應(yīng)力開裂的誘因？
帶著這一系列問題，進一步分析設(shè)備使用的工況。使用溫度為150℃，在此溫度下，溶液中的銨根離子會分解為氨，加快了管子表面水膜的氧化腐蝕過程，即電化學腐蝕過程。因為水膜中的氨水解釋放出OH－離子，與管子表面的氧化物保護膜反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀物在水流作用下被帶走，露出的鐵與碳形成微電極，鐵為陰極，碳為陽極，而水膜為電解質(zhì)溶液，具備了晶間電化學反應(yīng)的形成條件。晶間腐蝕形成后，不斷向縱深發(fā)展，在應(yīng)力作用下形成開裂現(xiàn)象。?
進一步分析現(xiàn)場照片發(fā)現(xiàn)，換熱管表面存在大量的水垢，垢下腐蝕(Under-deposit Corrosion)因素不容小視。前面圖片就顯示溶液中存在大量的硫酸鹽，在使用溫度下很快結(jié)成一層水垢。垢下腐蝕是一種比較特殊的局部腐蝕現(xiàn)象。因為結(jié)垢層通常是不均勻、不連續(xù)的狀態(tài)，導致金屬表面電化學不均勻，很容易發(fā)生電化學反應(yīng)。同時，垢下介質(zhì)成分與流體介質(zhì)成分存在較大的差別，引起濃差反應(yīng)。在這些電化學反應(yīng)過程中，鐵為陰極被溶解。
Fe=Fe2++2e
Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+
電化學反應(yīng)的結(jié)果使垢下介質(zhì)中的PH值進一步降低。
結(jié)垢后流體中的氯離子、鎂離子等介質(zhì)在垢下進行富集，加速了垢下腐蝕的過程。同時，在垢下的酸性條件下，氫離子與鐵可以進行氧化還原反應(yīng)，生成具有高滲透性的氫原子，從而引起氫鼓泡，進而在應(yīng)力作用下產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。復雜的垢下腐蝕過程解釋了為什么換熱管會產(chǎn)生中間開裂的現(xiàn)象。
至此，腐蝕因素基本分析完成，簡單的說主要存在氯離子引起的穿孔腐蝕、電解質(zhì)促進的晶間腐蝕、垢下產(chǎn)生的垢下腐蝕及氫鼓泡等幾種腐蝕機理，這幾種腐蝕過程相互促時，加速了腐蝕過程，成為應(yīng)力開裂的誘因。
分析了腐蝕機理，接來下就是防腐涂料選型了。針對這種換熱管腐蝕工況，志盛威華唐工建議采用ZS－722導熱防腐涂料進行防腐。
ZS－722導熱防腐涂料是以硅酮改性樹脂為成膜物，碳化硅、氮化硼、碳化鋁、石墨碳管、三聚等為填料經(jīng)高溫研磨而制成。涂層構(gòu)造成了一個導熱結(jié)構(gòu)內(nèi)部網(wǎng)，導熱系數(shù)為20W/m.k，耐溫750℃，化學性質(zhì)穩(wěn)定，硬度4H，耐磨耐酸堿，使用壽命長。通常用于換熱管、換熱片、導熱管、裂解管、發(fā)熱器、散熱片等換熱設(shè)備的防腐。
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