氨制冷系统压力容器常见腐蚀及对策

锅 容 管 特 安全 G R G T A Q 氨 制 冷 系 统 压力 容 器 常 见 腐 蚀 及 对 策 严国泰 以氨为冷载体的制冷系统在化 工、 食品、 医药等行业广泛应用。本 人通过多年对近 5 O家制冷企业氨 系统压力容器定期检验发现，由于 容器外壁腐蚀造成容器报废、 更换 的情况时有发生这无疑增大了使用单位的生产 成本。 一 、腐蚀概况 1 、在室外露天安装使用的氨系统压力容器 如储氨器、 立式冷凝器、 氨油分离器、 集油器等， 大 多外表面出现片状或点状腐蚀，立式冷凝器的中 下部腐蚀程度尤为突出。我市某大型冷库共有 6 台立式冷凝器每台冷凝器的下部第一节简体都 出现严重的局部腐蚀和点状腐蚀其中最深的腐 蚀坑深度达 6 ra m 氨油分离器和集油器顶部出现 分散状凸包 去除凸包 ， 下面就出现腐蚀坑， 深度 达 4 ra m ， 某化工企业， 新安装一台立式冷凝器， 使 用一年后就因腐蚀破坏而报废。 2 、 带冷却水循环的立( 卧) 式冷凝器管板的管 口间常因长期受冷却水的冲刷造成腐蚀沟槽和腐 蚀坑及管子穿透性腐蚀， 清理管板表面的污垢 就 会发现管间存在密密麻麻的腐蚀坑。 3 、 象氨液分离器、 中间冷却器和中低压循环 桶一类带有保温层的压力容器， 在定期检验、 拆除 保温后就会发现容器整体腐蚀减薄在保温层局 部损坏处， 容器外壁腐蚀更加严重。 二、 腐蚀产生的原因 1 、 露天使用的压力容器， 腐蚀产生的原因多 数为高处安装的循环水冷却塔而引起的冷却水 经冷却槽由循环泵抽入冷却塔再供给冷凝器， 循 环水常年川流不息 冲击力很大， 一部分水冲出塔 外， 溅落到相邻的集油器及氨油分离器的顶部， 飞 溅水有很大的重力速度， 长期冲刷容器同定部位， 使材料表面破坏而产生局部腐蚀。立式冷凝器的 下部腐蚀。 主要冈冷凝水管杂质堵塞， 水流不畅， 有的上口遮档圈高度不够， 冷却水溢出器外， 沿筒 壁下流 在底部受支座板阻挡 流速变慢， 停留时 间较长 故筒体下部腐蚀比上部严重。 腐蚀的机理： ( 1 )目前制造氨制冷系统的压力容器的钢板 基本上是采用热轧碳素钢和低碳合金高强钢。凡 经热轧的钢材表面均生成一层较硬的以氧化亚铁 ( 黑色) 为主的氧化铁层， 氨系统压力容器防腐处 理往往采用一般的防腐涂料。 易失效。当外壁防腐 涂层的防护作用失效后。黑色的氧化亚铁遇水将 生成白色的氢氧化亚铁。氢氧化亚铁继续发展生 成棕色的氢氧化铁， 其锈蚀速度加快， 以后生成的 锈蚀物的主要成物是含结晶水的三氧化铁钢材 表面会逐渐出现腐蚀坑一 ( 2 ) 水在空中飞落过程中， 与空气接触面大， 空 气中的氧气会溶解于水中 氧是一种去极化剂， 在 E U g V 翻 曩 挺 ， 一 彳 f 解氧 【 I l l L) 图 1 钢的腐蚀量与水中溶解氧的关系 O 一 般情况下， 水中O 含量愈多，钢铁的腐蚀越严 重， 钢的腐蚀量与溶解氧的关系见图l ： J IA N G S U L A O D O N G B A O H U o 2 0 0 5 0 6 3 7 维普资讯 锅 容管特安全 G R G T A Q ( 3 ) 水中P H值高低也是对金属腐蚀速度影响 很大的一个因素。当P H值越低， 即水中含氧和游 I I L 4 0 - |， H l 折 出 I I 2 3 l 、 1 L + t _ P I 1 值 图2 钢的腐蚀速度与水中P H值的关系 离C O 较多时，腐蚀速度越大， P H值增大腐蚀速 度降低。P H值和平均腐蚀速度的关系见图2 水中含C O 时， 水呈酸性反应 C O2 + H2 0 H+ + HC O 一 3 阴极反应 2 H + + 2 e H 2 阳极反应 F e _F e 一 2 e 2 H C O 3 + c O 2 T + H 2 O + C O 32 - C O 3 Z- + H 20 _C O 2 t + 2 O H 一 若同时含 O 和 C O , ,-J- j 钢的腐蚀就更为严 重。 ( 4 ) 钢的腐蚀速度还与水的流速有关， 水的流 速越快， 水中的矿物质扩散速度也越快， 从而使腐 蚀速度加快。 2 、带冷却水的立式冷凝器上管板的腐蚀， 主 要因为冷凝器往往安装在露天， 水中杂质较多， 水 质未经检测， 这些杂质长期聚积在金属表面， 沉淀 物下面的供氧困难而成为阳极 未被沉淀物履盖 的部位为阴极，致使沉淀物下面的金属发生电化 学腐蚀 其次， 循环水流分布不均匀， 使局部冲刷厉 害。 立式冷凝器的下管板腐蚀主要为冷凝管的冷 却水直接流到水槽。较高的液位差使水产生很大 的冲击力， 水槽内的水受到冲击后会飞溅， 而击向 下管板， 使下管板形成冲刷腐蚀。 3 、 带保温层的压力容器一般表面温度较低 3 8 2 0 0 5 0 6 o J IA N G S U L A O D O N G B A O H U F e 图3 腐蚀电池模型 当钢铁表面温度低于露点， 受空气影响钢铁表面 就会结成一层水膜， 阴雨天表面更会有水， 钢铁与 水溶液接触就会产生腐蚀， 这是一个自动过程， 在 金属表面形成了一腐蚀电池。见图3 ： 如果保温层不完整严实，就会使湿气钻进去 引起潮湿腐蚀， 保温层损坏处会在开机时水气结 冰结霜， 停机时溶化， 金属表面常年潮湿， 引起严 重的氧腐蚀。 三、 防腐对策 为氨系统安全使用， 确保人们生命财产安全， 笔者认为， 必须做好以下几个方面的工作： l 、 使用单位除加强使用管理 做好维护防范 外， 还应重视技术上管理： 在设计安装时， 各设 备布置应科学合理努力使冷却塔的循环水不飞 落到容器上， 同时考虑周围的腐蚀环境， 尽量偏离 腐蚀源；经常对水质进行检测， 控制水中杂质 P H值， 不洁净的水应处理更换； 加高冷凝器上 的遮挡圈， 增加进水口的布水装置， 使进水均匀分 布同时又不溢出口 外；损坏的保温层应及时修 补， 保温层超过 1 0 年的应更换； 停机检修期间 应认真做好表面清理和防护，特别是死角部位的 除锈一定要彻底，有条件的企业尽量采用重防腐 蚀涂料 降低腐蚀速度 2 、 容器检验人员在定期检验时应重点针对易 腐蚀部位检查， 认真分析腐蚀产生的原因，