摘要:列管式換熱器是化工、制藥、冶金、石化等行業中非常關鍵的設備,而管板作為列管式換熱器中不可或缺的部件,在使用過程中,由于介質的腐蝕作用,管板很容易受損,甚至造成設備損壞。為了解決這個問題,高分子復合材料在列管式換熱器管板防腐上得到了廣泛應用。本文將介紹高分子復合材料的應用,詳細講解高分子復合材料在列管式換熱器管板防腐上的優點和應用實例。通過對實際應用過程中的效果進行分析,證明了高分子復合材料在管板防腐中的成功應用,為類似設備的防腐提供了有益參考。
關鍵詞:列管式換熱器;管板;高分子復合材料;防腐
一、高分子復合材料技術簡介
高分子復合材料是將高分子與其他材料(如無機材料、纖維材料、生物材料等)進行復合而成的一種材料。它的應用廣泛,如汽車制造、航空航天、建筑工程等領域,尤其在化工、制藥、冶金、石化等行業中的使用比較多。
按照高分子復合材料修復工藝針對損壞的管板,根據不同設備的工況環境、溫度、介質、壓力等參數匹配合適的高分子復合材料進行修復。通常是由兩種材料組成,分別為金屬修復層以及面涂防腐層組成。
其中金屬修復層使用的2211F金屬修復材料是一種由納米材料、金屬粉末、高性能環氧復合而成的雙組分非金屬材料,該材料物理性能優越(見表1),其抗壓強度按照ASTM D695-2010檢測得出材料抗壓強度超過160MPa(圖1),其抗拉伸、剪切強度按照ASTM D1002-2010檢測得出材料抗拉伸、剪切強度達27.9MPa(圖2)。
面涂層采用福世藍418鏡面高聚物陶瓷復合材料,是一種無溶劑高性能 3.6 酚醛環氧和優異防腐性能的固化劑形成的高交聯度復合涂層。可在浸泡環境下的抗高溫、抗強化學腐蝕保護的材料,主要應用于強化學物質和高溫環境。對氮,鹽酸,冰狀醋酸和甲醇都有極好的抗腐蝕能力;用于高溫,強腐蝕,一般涂料不能工作的環境;可修復和保護各種搪瓷罐體、金屬罐體、管道、閥門,避免腐蝕;特別用于浸泡環境下的高溫,強化學腐蝕的搪瓷反應釜的修復和整體保護。
二、列管式換熱器管板腐蝕問題分析
列管式換熱器是現代化工設備中不可或缺的一個部分,具有結構簡單、換熱效率高、維修方便等優點。換熱器的材料一般以碳鋼、不銹鋼和銅為主,管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊,焊縫形狀存在不同程度的缺陷,如凹陷、氣孔、夾渣等,焊縫應力的分布也不均勻。設備使用時因管板部分結垢嚴重,每次使用高壓水清洗或傳統化學酸洗后,極易造成管板焊縫位置腐蝕。其次水中的離子及電化學腐蝕問題也是造成化工企業換熱器管板腐蝕的主要原因,嚴重影響換熱器的使用壽命,給企業造成了大量的損失。長期以來這一問題得不到妥善解決,成為行業難題。
對于管板表面的腐蝕,企業往往通過改變換熱器的材質來提高防腐蝕性能,這樣將投入大量的資金。但是隨著使用時間的推移,管板表面腐蝕的現象會再次出現,所以這種方法只能延緩換熱器的腐蝕周期,也無法從根本上解決換熱器管板表面的腐蝕現象。
三、高分子復合材料在列管式換熱器管板防腐上的應用實例
某化工企業混合制冷裝置吸收器管板出現腐蝕問題,企業共計有20臺此型號的換熱器,設備類型為固定管板式換熱器,規格φ2000×16×10375mm(筒體部分規格φ2000×16×7989mm)。換熱器管板材質16Mn III,筒體材質Q345R,換熱管規格φ19×1.2,數量3550根,材質06Cr19Ni10鋼,換熱面積1790m2。通過使用高分子復合材料技術進行修復后,對該公司列管式換熱器管板應用情況的跟蹤調查發現,防腐效果較好,換熱器運行穩定,損壞率顯著降低。
四、結論
列管式換熱器作為化工、制藥、冶金、石化等行業重要的設備,其管板的防腐處理非常重要。高分子復合材料在列管式換熱器管板防腐上應用廣泛,具有優異的耐腐蝕性能,能夠為設備的長期穩定運行提供優質的防護。因此,一些生產企業可以在改進列管式換熱器材質設計的同時,可采用高分子復合材料來改善該設備的防腐性能,從而進一步提高生產企業的生產效率和經濟效益。
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