石化空冷器的防腐蚀技术分析

姜悦

摘 要：對于石化行业来说，空冷器具有十分关键的意义，将其有效地应用于石化设备中，利于提高石化设备的有效性，进而促进生产良好地进行。但近些年因高硫分原油的增多，空冷器应用过程中容易被腐蚀，其应用效果大大降低。针对此种情况，应当加强石化空冷器的防腐蚀技术的研究，提高石化空冷器的防腐性能，使之可以长期有效地应用。基于此，本文将通过分析新材料的应用，进而研究石化空冷器的防腐蚀技术，希望对于提高石化空冷器的应用性有所帮助。

关键词：石化空冷器；防腐蚀技术；生产工艺

中图分类号：TE986 文献标识码：A

石化生产中保证石化设备持续、高效运行是非常必要的。但要想这一目的实现，需要将空冷器应用于石化设备中，进而支持石化设备良好运行。但因空冷器运行环境比较复杂，容易受到热量传递、物料结垢等影响，并且深受石油产品高温分解、裂解等反应产生的腐蚀性物质的侵蚀，加之近些年不断增多的高硫分原油的作用，空冷器腐蚀现象比较严重，容易影响其正常运行，降低其使用寿命。因此，应当积极进行石化空冷器的防腐蚀技术研究与推广应用，充分发挥此项技术的作用，提高石化空冷器的防腐性能，降低其被腐蚀的可能性，进而长期有效地运行。所以，在运用石化空冷器过程中注意有效应用其防腐蚀技术至关重要。

一、新材料的应用

参考相关文献及石化空冷器应用来看，确定随着高硫分原油的增多，碳钢或低合金钢制造的石化空冷器越来越不适用，腐蚀现象尤为明显。这给石化空冷器的制造带来新的挑战。此种情况下，应当提高石化空冷器使用材料的要求，选用新的、适合的材料。

（一）抗湿H2S应力腐蚀材料

由我国上海、江苏等地相关单位相继研究出来的12Cr2AlMoV、09CrCuSb、08Cr2AlMo等抗湿H2S应力腐蚀材料，具有较高的应用价值，不仅有较好的耐腐蚀性能，还具有较强的抗H2S-H2O、H2S-HCN-H2O应力腐蚀开裂性能、抗稀有机酸的腐蚀等，并且价格仅比10钢略高。运用此种材料进行石化空冷器的制造，利于提高石化空冷器设备的抗腐蚀性能。目前一些企业已经将08Cr2AlMo材料的换热管应用在石化空冷器中，进行高硫分原油化工生产。

（二）抗氢诱导裂纹材料

抗诱导裂纹材料的研究与生产，主要是进行了合金含量的控制，并且加强了S、P含量的控制，从而改善了钢材性能，与此同时还添加了部分微量合金元素，这使得此种材料在H2S介质条件下，能够抗氢，避免裂纹或氢鼓泡现象的产生。所以，利用Q345R（HIC）钢或15CrMoR（HIC）典型的抗氢诱导裂纹材料进行石化空冷器的制造也是非常适合的。

（三）超级不锈钢

既然称之为超级不锈钢，其抗腐蚀性一定较高。的确，参考相关资料，确定超级不锈钢的耐受性较高，容易抵抗点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂及一般性的腐蚀等。另外，在400℃以下应用此种材料，基本不会出现晶间腐蚀情况。而在含有氯离子介质中其耐应力腐蚀性也比一般的Cr-Ni奥氏体不锈钢好很多。所以也可以将超级不锈钢作为石化空冷器制造的基本材料。

（四）双相不锈钢

通过对国内双相不锈钢材料应用情况的了解，确定含铬双相钢具有良好的耐氯化物应力腐蚀性能和耐孔蚀性能，尤其是含25%铬的含氮的高铬双相不锈钢，其耐孔蚀性能、缝隙腐蚀性能较高，能够超过316L。当然，可能有些工作人员会考虑此种材料不会像奥氏体不锈钢在应用过程中析出碳化物，而引起晶间贫铬，造成晶间腐蚀现象。事实证明，双相不锈钢即便在较高温度下不会析出任何类型的碳化物，从而产生晶间腐蚀现象。总体来说，双相不锈钢具有综合力学性能佳、较高的强度和疲劳强度以及较高的耐孔蚀性能和缝隙腐蚀性能等特点，将其应用于石化空冷器制造中也是比较适合的。

二、石化空冷器的防腐蚀技术分析

除了运用新材料来制造石化空冷器，提高其防腐性能之外，还要可以运用石化空冷器防腐蚀技术来增强石化空冷器的防腐性能。综合来看，利用石化空冷器的防腐蚀技术来强化石化空冷器的防腐性能更为适宜，因为此种技术的应用是以普通材料的石化空冷器为基础，通过涂覆一层防腐涂层来提高防腐性能，成本较低。而利用以上新材料来进行石化空冷器的制造，虽然能够提高防腐性能，但制造成本也大大提高了。那么，如何有效地运用石化空冷器的防腐蚀技术呢？

（一）有机涂层

详细了解了石化生产，确定在空冷器运行过程中，原油产品进行高温分解、裂解等反应将会产生H2S和HCL等气态形式的反应物，之后进入冷凝区域，反应物将转化为液态，并且具有较强的腐蚀性，直接作用在石化空冷器上，如若是普通谈钢结构的石化空冷器，将会产生严重的腐蚀现象；如若是不锈钢材料的石化空冷器，也会产生点腐蚀现象。为了避免此种情况的持续发生，影响石化空冷器的正常运行，积极借鉴发达国家的技术与经验，最早引进了德国空冷器有机涂层防腐技术，之后随着科学技术的不断发展，我国自主研发了有机涂层，在很大程度上提高了石化空冷器应用水平。石化空冷器有机涂层具有多种优势，如抗腐蚀性能强、传热性能好、造价低等，当然，要想使其充分发挥作用，应当在空冷器有机涂层制备中按照工艺流程展开作业，即：酸洗—中和——磷化——烘干——底漆——烘烤——面漆——烘烤。

（二）化学镀Ni-P合金镀层

化学镀是通过将基体置于镀液中，通过化学反应将镀液中的金属还原出来并沉积到基体表面形成均匀致密的镀层的表面处理方法。所以，利用化学镀来进行空冷器的处理，也可以提高石化空冷器的防腐性能。当然，要想在石化空冷器基体形成均匀致密的镀层，运用传统的浸镀工艺是很难做到的。因为石化空冷器的结构复杂，利用此工艺，难以保证镀层均匀致密，并且还难以有效处理排液、排气、排渣问题。对此，应当采用内腔循环流镀工艺来进行空冷器的Ni-P镀层设置，具体的工艺流程为：碱洗——热水洗——酸洗——水洗——活化——化学镀——水洗——钝化。另外，需要说明的是在空冷器Ni-P镀层形成后，需要进行锉刀试验和弯曲试验，以此来检验镀层是否与集体很好地结合，从而真正提高石化空冷器的防腐性能。

三、生产时期做好防腐工作

基于以上内容的分析，确定石化生产时期，有效地利用空冷器防腐技术做好空冷器的防腐工作，可以提高石化空冷器的防腐性能，使之可以长期高效地运行。这里所说的做好石化空冷器的防腐工作是指：

（一）优化焊接工艺

空冷器的结构较为复杂，因此在制造过程中会涉及数量众多的焊缝，而焊接工艺之间的差异也会导致焊缝的性质存在很大不同。所以，空冷器的焊接工艺环节容易出现一些问题或差错，导致其焊接效果不佳。为了尽可能的避免此种情况的发生，保证焊接质量，应当注意优化焊接工艺，也就是保证焊缝具有优异的力学性能、保证焊接缝处的防腐性能。基于此，在具体焊接工艺操作中，相关工作人员应当慎重选择焊接材料，以质量高、且抗腐蚀性能佳的焊接材料为准；焊接人员要严格按照焊接工艺流程及焊接标准，有序的、合理的进行空冷器焊缝处的焊接，从而保证焊接效果良好；焊接人员还要在焊接前后均要做好热处理工作，最大程度地降低或消除由于热焊接而产生的焊接应力，降低由于焊接应力导致的应力腐蚀破坏。

（二）加强管端防护

详细分析石化空冷器的运行，发现空冷器进口端的换热管与管板连接指出容易受到各类介质的冲刷而被腐蚀。所以，在强化石化空冷器抗腐蚀性能之际，应当注意加强管端保护。也就是在空冷器的设计和制造过程中注意选用更加先进的连接方式来进行换热管与管板的连接。就目前来看，胀—焊结合的连接方式应用比较广泛，且效果较佳，但在具体应用中应当严格按照工艺流程，有序、合理展地开作业。

结语

空冷器运行过程中，容易受到热量传递、流体冲刷、物料结垢等影响，并且深受石油产品高温分解、裂解等反应产生的腐蚀性物质的侵蚀，加之近些年不断增多的高硫分原油的作用，会使其被腐蚀，尤其普通材料制成的空冷器被腐蝕程度更大，这将直接影响空冷器的运行。针对此种情况，可以运用新材料制造空冷器，提高其抗腐蚀性能，也可以运用空冷器防腐蚀技术，在其表面形成防腐层，从而提高空冷器的抗腐蚀性能。相对来说，空冷器防腐蚀技术应用更为适合，但需要做好优化焊接工艺、加强管端防护等工作。总之，现阶段要想有效应用石化空冷器，提高其抗腐蚀性能是非常必要的。

参考文献

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