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滲鋁管在冷換熱器中的應用

點擊:1368 日期:[ 2014-04-20 00:59:05 ]

  在硫酸裝置的轉化工序,換熱設備的腐蝕問題仍很嚴重,尤其是冷換熱器,由于工作溫度較接近三氧化硫的露點,更易遭受腐蝕。我廠冷換熱器規格為<3 110 mm×10 mm×9 540 mm ,內有3 115根換熱管,材質為10 #鋼,規格為<38 mm×315 mm×6 000 mm。三氧化硫氣體走管程,二氧化硫氣體走殼程。管程三氧化硫氣體進口溫度為450℃,出口溫度為280℃;殼程二氧化硫氣體進口溫度為40℃,出口溫度為250℃。

  我廠冷換熱器腐蝕嚴重,投運四五年后即開始出現泄漏,停車檢修頻繁,于是1983年對該換熱器的換熱管進行滲鋁處理。當時采用的滲鋁工藝為:管件酸洗—堿洗—表面助鍍—干燥—熱浸鋁—擴散滲鋁—水洗晾干。酸洗及堿洗是為了除去管件表面的油污和銹跡,表面助鍍是為了使鋼件露出活性金屬表面,以保證熱浸時鋁原子能夠直接滲入金屬。熱浸鋁在立式地下電加熱爐內進行,將鋁錠熔化使鋁原子滲入到鋼管的內、外壁上。擴散滲鋁在高溫擴散爐內進行,在加熱的條件下使鋁原子向基體內部擴散,然后對管件進行空冷,使晶粒細化,以改善其機械性能。滲鋁結束后,用水洗去管件表面雜物并晾干。

  滲鋁完畢后進行組裝,發現管端因滲鋁產生氣孔而難以與管板焊接,后將兩端車去30 mm長滲鋁層方解決問題。由此得出經驗,管子兩端不要滲鋁以保證焊接質量。

  冷換熱器滲鋁后使用情況良好,曾3次割開人孔進行檢查,均沒發現腐蝕現象。1998年7月我廠進行技術改造,由硫鐵礦制酸改為硫磺制酸,冷換熱器殼程介質由二氧化硫改為干燥空氣,管程三氧化硫進口溫度為300℃,出口溫度為160℃,均較以前低。改造前我們在冷換熱器進出口處各選10根管子測量壁厚,發現平均腐蝕速率為0.007 4 mm/ a ,換熱器完全可以繼續使用。硫酸裝置的改造至今已有3年多了,冷換熱器仍未發生腐蝕泄漏,運行平穩。由此看來,硫酸裝置換熱器經滲鋁處理后使用20~25年是沒有問題的。由于每年可節約大量的維修費用,生產成本大幅度降低。


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