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哈雷釬焊板式換熱器
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海水換熱器防腐措施

點擊:2269 日期:[ 2014-04-20 00:59:05 ]
 

 防腐措施
     正確選用耐蝕材料
    選材防腐是海上平臺換熱器防腐設計的首要原則。換熱器為達到抗腐蝕的目的,在設備設計和制造過程中就應該考慮使用耐蝕材
料代替普通碳鋼。目前高耐蝕材料的換熱器包括不銹鋼換熱器,鈦和鈦合金換熱器,石墨換熱器,玻璃換熱器,塑料材質換熱器和陶瓷換熱器
    在含CO2油氣中,含鉻不銹鋼具有良好的耐蝕性,但當油氣中還含硫化氫和氯化物時,應注意對硫化物應力開裂和氯化物應力開裂的敏
感性,一般不適用。而含鉻22% ~25%的雙相不銹鋼和高含鎳的奧氏體不銹鋼,在250℃以上和高氯化物環境中具有良好的耐蝕性,并能抗硫
化氫應力腐蝕[7]。
     表面涂覆層保護
    耐蝕涂料不僅可以使換熱面具有抗沖刷、抗滲透、耐濕變等性能,而且還有隔離金屬表面與介質接觸和阻垢的作用,在一定程度上可
以提高換熱器性能和壽命。滲鍍是在高溫下將氣態、固態或熔化狀態的欲滲鍍的物質(金屬或非金屬元素)通過擴散作用從被滲鍍的金
屬的表面滲入內部以形成表層合金鍍層的一種表面處理的方法,所形成的鍍層稱為滲鍍層,用于提高抗氧化性(抗蝕性)、耐熱性和耐磨性
等優良性能。滲鋁是常用的滲鍍品種之一,欲滲入的元素為鋁,它可以提高鋼鐵、非鐵金屬及合金的抗高溫氧化和抗燃氣腐蝕的能力,
在大氣、硫化氫、二氧化碳、大氣和海水等介質中具有良好的耐蝕性[8]。滲鋁工藝已在煉油、冶金、化工等方面得到廣泛應用。
而與滲鋁法相比,滲鋅法有很多優點:滲鋅方法的溫度比較低,約為400℃~500℃,因此換熱器不容易發生變形;不僅能提高金屬材料在大氣、
水、硫化氫及一些有機介質中的抗腐蝕能力,而且還可以使制件表面獲得比電鍍鋅和熱鍍鋅高的硬度和耐磨性;滲層比較均勻,當處理形
狀比較復雜的部件時,滲鋅層具有突出的優點,無論螺紋、內壁或凹槽等部位,滲層的厚度幾乎相同;滲鋅層與基體為冶金結合,很難發生
剝落。而且,滲鋅層與鐵的電位差,比鋅與鐵的電位差小,作為陽極性保護層,滲鋅層具有更好的保護效果。一般認為,滲鋅層越厚耐蝕性越
強。滲鋅產品已逐步推廣到石油、化工、電力、機械、水利、海洋、郵電、建筑、采礦、交通等各工業領域[9]。
化學鍍鎳磷技術是利用還原劑使溶液中的鎳離子有選擇地在催化活化的表面上還原析出而形成金屬鍍層的一種化學處理方法。
化學鍍鎳磷的鍍層因是非晶態合金,即金屬玻璃,具有較高的耐腐蝕性(抗H2S、Cl-),耐高溫(在380℃下可正常使用),
抗沖刷與磨蝕(具有一定硬度),傳熱好,抗結垢等優良特性,因而鎳磷化學鍍層換熱器逐漸得到石化企業的青睞,可以用作海
上平臺金屬換熱器的防護[4]。


     除去有害成分
    脫除原油中的水分是降低和防止H2S腐蝕的一種有效措施。因為無水的H2S不具備電解質溶液的性能,故不會使電化學反應發生。
    對海水進行過濾處理,減少海水的雜質含量,降低海水的腐蝕性。
     添加化學試劑
    向海上平臺用換熱器的介質原油和海水中,添加一定的緩蝕劑、殺菌劑、阻垢劑、pH調節劑,來降低原油和海水的腐蝕性,
達到保護換熱器的目的。
     電化學保護
    電化學保護方法有陰極保護方法和陽極保護方法兩種。陰極保護是將金屬的電位向負調節,使金屬進入E-pH圖的不腐蝕區,
從而降低或抑制陽極的腐蝕,可通過外加電流和犧牲陽極兩條途徑來實現。陽極保護指采用外電源將保護的具有鈍性的金屬電位
向正方向移動(即陽極極化),使其電位進入E-pH圖的鈍化區,從而抑制金屬腐蝕[10]。
   
 防腐技術展望
    海上平臺換熱器的腐蝕失效形式很多,我們要具體問題具體分析,抓住腐蝕失效的主要形式,采取相應的解決方法。
目前的平臺換熱器采用了幾乎上述的所有防腐蝕措施,但是都沒有從根本上解決換熱器的腐蝕問題。
    從換熱器腐蝕的機理分析可以看出,電化學腐蝕和應力腐蝕是導致海上平臺換熱器的主要的腐蝕類型。
因此換熱器的防腐應主要從電化學保護和降低設備的應力水平兩方面著手。關于電化學腐蝕,目前陰極保護法已在國外的海
上平臺換熱器上得到很好的應用,一般說來,大型換熱器常采用外加電流陰極保護,小型海水換熱器則多用犧牲陽極的陰極保護,
可在一定程度上減緩換熱器的腐蝕。在陰極保護方面要深入研究換熱設備上的電位分布,并研究相應的措施使得電位的分布更加均勻,
并滿足鈍化的需要,并研制高可靠的控制器。關于設備內的應力,除換熱設備內承受的壓力載荷外,設備內的問題梯度、設備的振動、
流體的沖擊、設備上的局部應力集中以及設備在制造過程中產生的殘余應力等均會在設備上產生高應力區域,這些區域的存在均會加速
設備的腐蝕。因此有必要從設計、制造和運行三個方面著手,優化設備的運行環境。在設計方面通過優化結構,并進行詳細的熱-固耦合應
力分析,降低最大應力幅值。在制造中嚴格控制殘余應力,在運行中通過控制操作參數,降低設備的振動和流體的過量沖擊。


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