碳钢水冷器的防腐涂层的作用及要求

碳钢水冷器的防腐涂层的作用及要求

1、背景

        碳钢冷换设备是石油化工企业中必不可少的重要设备之一。碳钢冷换设备的腐蚀、结垢及由此引起的传热效率下降、管束穿孔泄漏等现象严重影响着企业的正常生产和效益。

2、碳钢水冷器的防腐涂层的作用

        碳钢水冷器的腐蚀、结垢一直是石化企业难以解决的问题。防止腐蚀的方法很多，如正确选材、合理设计、电化学保护、表面覆盖层、改善使用环境条件、使用缓蚀剂及科学管理等。使用不锈钢管束，造价太高，而且介质中的Cl－会破坏钝化膜，使用效果也不好。采用电化学保护在炼油厂换热设备上的应用技术不成熟。综合保护效果与经济效益，采用非金属覆盖层（涂料）的方法较好。
3、涂层要求

        非金属覆盖层（涂层）的防腐原理是使金属设备与腐蚀介质隔离开来，它不仅能提高耐蚀性，而且能节省大量的贵重金属和合金，涂层应满足以下几个要求：

        (1) 涂层本身在介质中耐蚀。

        (2) 结构紧密、完整无孔、不被介质透过。

        (3) 与基体金属有很强的粘结力。

        (4) 均匀分布在整个保护面上，有一定的厚度。

       (5) 对换热器芯子而言，还要基本不影响传热效率及有阻垢性能。

4、碳钢冷换设备涂层防护使用情况

       碳钢水冷器芯子涂装过程严格执行中石化总公司的《碳钢水冷器防腐涂料技术暂行规定》和《碳钢水冷器防腐涂层质量检验暂行规定》两个标准。由于严把涂料生产与涂装工艺质量关，水冷器芯子平均使用寿命由过去的两年提高到四年以上，效果良好，几年来运行平稳。
      碳钢水冷器TH-847涂层防护与未加涂层防护使用情况作以下对比：

      (1) 未加防护的水冷器芯子：使用一个生产周期后，管内壁腐蚀、结垢严重，垢层在3mm以上，经检修，也只能再使用一周期。

      碳钢水冷器的腐蚀、结垢给生产、检修带来一系列困难，同时也影响企业经济效益。

       a. 腐蚀导致穿孔泄漏，一台管束只能使用两周期（22个月），设备使用寿命较短。

       b. 腐蚀泄漏影响生产的稳定及产品质量。

       c. 结垢影响介质的冷却效果，产品收率下降。

       d. 结垢严重时，因冷却水不通而使介质不能冷却下来，常有使用冷却水喷淋冷却器壳体冷却的应急措施。不但造成壳体的腐蚀，也影响设备现场环境。结垢特别严重时，甚至影响生产的正常进行。

       e. 严重结垢给检修带来困难，人力通孔不但又脏又累，而且常常影响检修进度、检修质量。

      (2) 使用TH-847涂层防护的水冷器芯子，使用一个生产周期后，涂层完好、无垢、无腐蚀、效果很好。

      涂层防护带来如下好处：

       a. 冷却效果好，工艺操作平稳，提高了企业经济效益。

       B.管内壁结垢轻微，用6kg/cm2压力的水即可冲洗掉。检修省时省力，且检修质量好。                                                

        b. 延长了设备使用寿命，涂层防护的管束至少可使用四年以上。以一台Ф900冷却器为例：管束价格为7000元／吨×4.7吨＝32900元，使用两年，则每年均摊16450元。涂层防护费用85元／m2×240m2＝20400元，防护后按使用四年计算，年均13325元。两相比较，涂一台Ф900冷却器平均每年为企业节省3135元，折合14元／m2年计算。因减少停产抢修、缩短检修时间、提高产品质量、提高产品收率等而取得的间接经济效益也很可观。

1. **背景**：
   碳钢是石化行业中冷换设备常用的材料，但因其腐蚀和结垢容易影响传热效率和设备完整性，因此需要有效的防腐措施来延长使用寿命和保障生产效率。

2. **碳钢水冷器的防腐涂层作用**：
    - 隔离腐蚀介质：涂层作为物理屏障，可以将金属与有害介质隔开，降低直接接触造成的腐蚀风险。
    - 减缓结垢：涂层还可以减少水质中矿物质沉积，形成垢层，从而影响冷却效率。
    - 经济效益：使用涂层可以节约成本，相较于更换为耐腐蚀金属材质如不锈钢更为经济。

3. **涂层要求**：
    - 耐蚀性：涂层本身必须耐介质腐蚀，能长期在恶劣环境下工作。
    - 密封性：涂层需要密封性好，没有孔隙，不能被介质渗透。
    - 粘附性：涂层与碳钢基体需要有良好的粘结力，确保稳定性。
    - 均匀性：涂层要均匀分布且有一定厚度，以保证其保护作用。
    - 传热效率：对于换热器而言，涂层应尽量不影响传热效率，并具有一定的阻垢特性。

4. **碳钢冷换设备涂层防护使用情况**：
    - 质量标准：实施过程遵循相关技术规定，确保涂层质量。
    - 使用寿命：涂层延长了水冷器芯子的使用寿命，由原来的两年提高到四年以上，运行稳定。
    - 经济效益：涂层防护不仅提高了传热效率，减少了检修成本和时间，还因为减少停产抢修、提高产品质量和收率等带来间接经济效益。

**对比**：
- **未加防护**：使用一个生产周期后腐蚀结垢严重，管束寿命短，维护成本高，影响生产效率。
- **加涂层防护（如TH-847）**：使用后涂层保护良好，无明显垢和腐蚀，有效提高了冷却效果，延长设备使用寿命，并且降低了检修的难度和成本。
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