制冷机组使用列管式换热器以完成物料热交换。换热器的材质一般以碳钢、不锈钢和铜为主,其中碳钢材质的管板在作为冷却器使用时,管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏,制约企业安全生产,泄漏物进入冷却水系统还会造成物料的浪费并污染环境。
制冷机组换热器腐蚀的诱因
制冷机组的列管式换热器在制作时,管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊,焊缝形状存在不同程度的缺陷,如凹陷、气孔、夹渣等,焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分一般与工业冷却水接触,工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会造成对管板和焊缝的腐蚀。研究表明,工业水无论是淡水还是海水,都会有各种离子和溶解的氧气,其中氯离子和氧的浓度变化,对金属的腐蚀形状起重要作用。另外,金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此,管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看,管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物,分布着大小不等泡。
1.异物在换热器(热交换器)管中的堆积会引起点蚀。
2.换热器壳体焊缝和热影响区处于高温腐蚀性介质环境中,焊接质量不好,易发生腐蚀。
3.换热管本身的材料缺陷会在腐蚀性介质和高温条件下引起全面腐蚀和局部腐蚀;
4.换热管与管板之间的界面采用强度焊接,强度膨胀是由于在恶劣条件下膨胀力松弛而形成间隙或应力。间隙中介质的浓度高于壳侧介质的浓度,从而导致缝隙腐蚀;在型材与未膨胀管之间的过渡区中,管的内壁和外壁具有较大的拉应力,容易产生应力腐蚀开裂。管道和挡板之间会出现局部应力集中,并且存在间隙,腐蚀性介质会集中,接头容易受到应力腐蚀。
5.换热器外壳和挡板材料的电解电位不同。挡板材料的电势高于壳体的电势。壳侧介质是电解质,因此壳的内壁被电化学腐蚀。
6.换热器失效多发生于管子与管板的连接处。连接接头的故障可能会导致产品不合格并降低产量,环境污染,甚至引起火灾或爆炸,从而迫使设备停止生产。
7.壳管式热交换器在腐蚀性介质的作用下产生低应力破坏。应力腐蚀开裂是低应力破坏的一种。这种损坏通常源自微小的裂缝,然后深深地渗透到材料中,最后导致泄漏或破裂。