炼油化工设备换热器的密封泄露问题及其处理措施探析

李进军

摘要：对于炼化企业而言，炼油化工生产中，因为工艺的需求，在工艺流程中往往需要换热器来应对各种不同的换热方式，所以化工厂一般在进行这项热传递过程时选用的设备就是换热器，它能够让工艺生产的热量从高温的流体往低温的流体传递，以此来满足工艺上的需要。换热器在日常化工生产中是常用设备，其性能稳定性是至关重要的，如果造成密封泄露则会影响化工生产，导致两种流体的混合，可能会引发安全事故。笔者在本文主要来探讨炼油化工设备换热器的密封泄漏问题及处理措施。

关键词：炼油化工；换热器；密封泄露；处理措施

一、换热器在炼油化工中的实际应用

换热器在炼油工艺生产中经常被用于物品的加热、冷却和蒸发过程中如果按照换热用途或者是换热目的可细分为加热器、冷却器和冷凝器三种；按照换热方法可分为间壁式、混合式和蓄热式；另外按换热器的传热面结构又可分为管式和板式等。换热器处于工作状态中需要注意的几点有：

①新安装或者刚检修完的换热器在投入使用之前必须进行试压。

②换热器在开始之前需要先通冷流后通热流，在结束时则要先停热流后停冷流，以保护换热器不受不规则的热胀冷缩效应引起泄漏或损坏。

③固定管式和板式的换热器不能够单向受热，浮动式换热器的管壳两边的温差也不能够相差太大。

④换热器在启动过程中，换热器的排气阀应一直处于打开状态，便于排出全部气体，在启动结束后应立即关闭。

⑤如果在化工过程使用碳氢化合物，在向换热器装入碳氧化合物之前最好使用惰性气体去除换热器中的闲杂空气，避免加热过程中引发爆炸。

⑥使用蒸汽加热器或停工清洁时，引汽前务必要切净冷凝水，并使通汽过程缓慢进行，防止水击。换热器一方通汽过程中另一方的放空阀必须保持开放，以防压强过高损坏设备。停用换热器时，应开放换热器排气阀及疏水阀，防止工业冷却形成真空环境损坏生产设备。

⑦空冷器使用时要注意各部分流量均匀，确保冷却效果。

⑧工作人员需要经常注意监视防止泄漏。

二、炼油化工换热器的密封泄漏问题原因分析

（一）换热器表面的腐蚀和磨损

腐蚀物质和金属原件的表面，两者的相对运动速度较快，因此导致了院件部分表面受到严重的腐蚀损坏，这类腐蚀就是原件磨损腐蚀，简称磨损。造成这种腐蚀损坏的介质，可能是各种气体、液体或固体的微小颗粒、气泡里的气体等。磨损腐蚀是高速的流体对金属构件表面产生的腐蚀产物的机械性冲剧影响和裸露金属表面的腐蚀作用的综合体现。

然而，由于石油化工生产中的介质，会有一定程度的粘附。为了防止介质在生产过程中沉积和结垢，要求介质速度大于2M/O的高速流体，尤其是含有细颗粒和气体池的高速流体，冲刷传热表面，造成压力。在局部表面为几十兆帕，从而引起金属表面的疲劳侵蚀。虽然在设计中，为了防止管道在上部流体进入壳体时直接受到冲击或冲刷，但在壳体进口处的管束上安装了防冲刷板，但由于长期冲刷，抗冲刷板也会受到损坏。流体或固体颗粒此外，由于振动或微动的原因常常导致挡板在普孔磨损。磨损和腐蚀的外部特征通常呈马蹄形凹面或沟槽形状，通常在流体流动方向切入金属表面。

（二）沉积物引起的电化学腐蚀

当介质流动不均匀或停滞，很容易在换热管表面形成沉积物。由于沉积物的不连续、不稳定和不均匀，裂纹和房子在一些地方形成，与电化学腐蚀是由于在裂缝之间的差异形成的氧。包括：阳极氧化反应的金属溶解；阴极还原反应，还原（中性或碱性溶液）；阴极还原反应，还原（酸性溶液）；同时，由于生成的腐蚀产物导致了缝内缝外的电化学不平衡，从而引发了更为严重的腐蚀。

（三）换热管水侧的腐蚀

换热器常用水来作为热交换介质。因此常用水的腐蚀不容小视。水的腐蚀主要成因是水中pH值偏低水汽渗透溶解氧的存在导致的，和水中的负离子侵蚀导致了化学或电化学腐蚀。因此，炼油化工换热管设备表面防腐防蚀要求是：防腐表面具有良好的吸附力、导热性、耐温变性和较大的硬度。同时，还需具有优良的耐化学腐蚀性、高抗水蒸气渗透性和一定的阻垢性能。

三、换热器泄露的处理措施

（一）换热器的防腐涂料及其应用

一層薄薄的金属涂层或无机涂层，能够在金属和周围环境之间提供有效的屏障，这就是金属涂层的主要作用（除锌一类的牺牲涂层）。金属涂层（或称镀层）的施工方法有电镀火焰喷涂包镀、热投和蒸汽镀。无机涂层的施工方法有喷涂渗镀、或化学转化。喷涂后通常在高温环境烘烤。金属涂层往往存在一些可变形性，而无机涂层会很脆弱，所以两种涂层都必须要具有完全隔离的作用，这就很大考验施工人员的技术水平，如果存在微孔或其他缺陷，则出现电偶效应，从而引起金属局部腐蚀的加速。

CH-784防腐涂料系环氧氨基涂料，其特点是耐腐蚀、耐酸碱、耐水、耐溶剂、耐热、漆膜物理机械性能好、硬度大、喷涂后表面光滑、附着力强、抗冲击抗摩擦。因此，使用CH-784防腐涂料系环氧氨基涂料后的换热器对水中不溶物摩擦力小，水垢及杂质被流动的冷却水带走，不易附着管壁，漆膜有明显防腐阻垢的作用。CH-784防腐涂料系环氧氨基涂料含有金属颜料，所以导热系数大，漆层薄80-250pum。漆层热阻只有1.66×10MhC/kcal，所以不易生锈结垢，能增加水的流速，提高换热效果。

（二）综合性密封改良方案

通过改换密封垫片类型来改善连接密封性能，但由于设计原选择的密封垫片等级较低不能适用于高温频变工况，所以改选金属缠绕垫片代替原使用的铁包石棉垫片。在相同的工况和受力情况下金属缠绕垫片的相对刚度系数要比铁包石棉垫片的相对刚度系数小很多，螺栓和密封垫片的受力变形情况在改换金属缠绕垫片后会有明显改善。

四、结束语

综上所述，在炼油化工生产过程中的换热器谁被经常会出现密封泄漏等问题，主要是因为环境腐蚀、设备磨损、密封材料失效等原因造成的。为了有效解决换热器密封泄漏问题，炼油化工企业、商家应当使用CH-784防腐涂料、漆膜等涂料，合理选用镀层作业方法，并深入新型密封材料的研发，不断改进密封材料的性能，适应实际炼油化工生产需求。

参考文献：

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[2]李永春.炼油化工设备换热器的密封泄漏问题及其处理措施[J].中国新技术新产品，2013（4）：153-153

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