防腐涂层加牺牲阳极综合保护水冷器

防腐涂层加牺牲阳极综合保护水冷却器

牺牲阳极保护是在被保护的金属上连接一个电位较负的金属作为阳极，与被保护的金属形成一个大电池，电流由阳极经过电解液而流入金属设备，并使金属设备阴极较化而得到保护。
镁合金牺牲阳极的特点是比重小、电位很负，对铁的驱动电压很大，但电流效率很低。因为镁阳极的密度小，驱动电位高，特别适于在电阻率较高的介质中使用，如镁阳极广泛用于土壤及淡水中金属设施的保护。
解决管束腐蚀泄漏方法有多种。一种可以通过改善水质，使循环水的纯净度提高，降低水的导电性，这种方法成本高，可操作性差，不容易实施。二是提高设备材质，设备自身具备抵抗对介质的侵蚀能力。三是管板和管内采取涂层防腐方法，用涂料将电介质与金属材料隔开，形成屏蔽，使其不能产生电偶腐蚀电池，从而避免腐蚀泄漏。但是任何防腐材料都会有针孔存在，而水分子的直径是相当小的，一旦有针孔存在，它就会渗入到涂膜内部，腐蚀产物起到剥离涂层的作用，随着时间的延长，发生电偶腐蚀的可能性越大，而这种情况下往往造成的腐蚀会更加严重，还将发生更为严重的缝隙腐蚀或孔蚀，以及露出的碳钢金属部分与不同金属材质之间的电偶腐蚀，使腐蚀泄漏的危险大大增加。四是针对上述两种防腐方法的利弊，结合生产工艺，采取涂层防护与牺牲阳极联合防腐的方法，这种方法是针对涂层防护的优点，用牺牲阳极法弥补涂层防护的不足，使涂层针孔处金属设备与牺牲阳极形成闭路循环，牺牲阳极本体电位低，而被保护金属设备电位高，阳极发生溶解被腐蚀，金属设备则得到保护。
目前国内石油、化纤、冶金、发电等企业的冷换器设备经常由于水垢、腐蚀产物和微生物物黏泥造成冷换器堵塞，致使传热系数下降，是冷却水系统中较常见的问题。由于碳酸盐垢的导热系数只有碳钢的1%左右，直接影响到了换热效率，增加了系统的压力降。垢下腐蚀也常常缩短设备的寿命，造成的经济损失十分惊人。其次，每次停工检修时还要投入大量的人力物力疏通结垢和腐蚀产物，清洗等一系列的维修工作量十分繁杂，解决碳钢水冷器的腐蚀问题变得较有必要。
1? 防腐蚀措施
目前，冷换设备上应用较多的防腐蚀技术是提高设备的材质和涂敷防腐蚀涂料，但提高设备材质会大幅度提高建设成本。防腐蚀涂层虽具有良好的防腐蚀性能，但单一的防腐蚀涂层由于其在金属表面的附着能力和涂层厚度的不同，会存在一定的缺陷，而使用涂料与牺牲阳极联合保护法，能很好的解决此题。
 1． 1 牺牲阳极保护
牺牲阳极的阴极保护法是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属，如铝、锌或镁。阳极材料不断消耗，释放出的电流供给作为阴极的被保护金属构筑物。牺牲阳极的阴极保护技术在国内冷换设备中已开始应用并逐渐得到推广，但单纯的牺牲阳极保护，由于电流所能到达的地方有限，其保护面积也有限，只适合于小型换热器。随着石油炼制、石油化工、炼化一体化、煤化工等装置大型化，冷换设备也大型化，一方面要大量的消耗阳极块，增加成本，影响了保护年限( 这是由于冷换设备安装阳极块数量有限的缘故) ; 另一方面由于冷换设备形状复杂，难以保证电流的保护均匀性及保护深度，从而导致保护受限或失效。如果把涂料防腐蚀与牺牲阳极保护结合起来，就可避免上述现象。这是由于被保护的碳钢基体形成了大阴极，减弱了冷换设备的形状复杂性，使得保护电流均匀，保护深度加深，同时即使涂料有局部破损，被保护的面积也较小，所要消耗的阳极块数量也大大减少。
1．	2 换热器综合防腐蚀保护方法
对于换热器筒体防腐蚀，如果只采用涂料防护或者镍磷镀防护。在装换热器芯子时，很*造成防腐蚀层破坏，形成大阴极及小阳极现象，从而加速设备的腐蚀。为避免这种现象，需对换热器筒体进行牺牲阳极保护，即使防腐蚀层脱落也可以保护设备。该部位是气液两相区，在气态时不产生电化学腐蚀，因此传统的牺牲阳极无法发生作用。在液态环境中，由于冷凝区域出现的液体水较少，分布不是很均匀，无法达到牺牲阳极的目的，因而设备无法得到保护。综合防腐蚀保护技术的较大优点是可以根据换热器不同部位所处的腐蚀环境不同，对其采用不同的防腐蚀方法，具有较高的灵活性，从而降低成本，所以得到了广泛的应用。例如采用喷铝加高温涂料封孔技术，即整个筒体内采用喷铝技术整体封闭，冷凝区域出现的液体水较少，当局部出现涂料破损时铝材能够起到牺牲阳极的作用。即使在装换热器芯子时，出现部分破损，也不会被腐蚀。而对于循环水走壳层的设备，采用带状的牺牲阳极块，可以避免因阳极块的安装导致流量的变化。
2 ?换热器综合保护在炼油厂的应用
2．	1 换热器综合防护技术方案    
冷换设备腐蚀结垢较严重部位通常在距管口1 ～ 1. 5 m 处，单纯的电化学保护距离为距管口0. 2 ～ 0. 3 m 处，如果对整台设备进行涂料防腐蚀再在两端设计安装牺牲阳极块，保护深度可达到距管口2 ～ 2. 5 m，这样整台设备就能很好的被保护起来。牺牲阳极块经常采用耐高温的Mg 合金，并将其浇铸成方便安装、释放电流效率高的形状，安装在封头内隔板上( 焊接或螺栓连接) 。为了加大对水冷器管内的保护效果，将封头内壁包括隔板及换热器管束涂刷换热器**防腐蚀涂料LX-06、LJ-99、LJ-2000、TH-847、TH-901，使保护电流集中于冷换器管内部分，在电化学保护电流作用下使管内腐蚀及结垢减轻或停止。采用该技术后，可使冷却水的水垢明显减少，改善冷却效果，节省大量冷却水; 同时也可节省使用药剂的费用，所以经济效益十分可观。冷换设备的阳极块的数量要根据保护设备的大小、年限、保护电流、介质状况及设备的结构来计算阳极块的数量及分布。阳极块的形状及规格也可以根据设备情况进行设计。
3．	2 换热器综合防腐蚀保护施工工艺
为了确保施工质量，并使施工能按期保质保量完成，施工应严格按照以下顺序进行:( 1) 对需阴极保护的冷换器，首先进行表面除锈处理，除锈方法可采用喷砂或化学除锈。金属表面应无油污、灰尘和无锈迹，除锈等级应达到Sa2. 5 级或St3. 0 级。对有旧涂层的金属表面，还应除去旧涂层、锈层、油污及灰尘等; ( 2) 按照设计要求预埋阳极块固定螺栓或焊接牺牲阳极块;    ( 3) 施工期间湿度应不**75%，温度15 ～ 25 ℃为较佳温度; ( 4) 涂料应采用换热器**防腐涂料LX-06等。对表面处理过的设备进行涂料施工，涂料施工严格按照SH/T3540-2007标准进行施工。  ( 5) 牺牲阳极采用焊接或螺栓连接的方法，焊接可使阳极固定更加牢靠，而螺栓连接在检修时易对阳极块进行更换。对安装后的牺牲阳极应仔细检查，确保安装牢靠、接触良好。
3 ?总结    
采用涂料与牺牲阳极的联合保护方法，对换热器的防腐蚀具有很高的可靠性和满意的寿命。喷砂除锈要达到足够的粗糙度，采用LX-06等**防腐蚀涂料，控制涂膜厚度; 合理选取保护电流密度，准确计算阳极发生电流，确定阳极用量，正确安装阳极。这样就行成了对冷却器的双保险保护措施，这种双保险在国内各大炼厂和化工行业取得了显着的经济效益。