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板式換熱器腐蝕原因_換熱器腐蝕形式

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板式換熱器腐蝕原因_換熱器腐蝕形式

【概要描述】板式換熱器常見的的腐蝕形態有垢下腐蝕、氯離子腐蝕、沖刷腐蝕、應力腐蝕等幾種類型。

板式換熱器腐蝕原因_換熱器腐蝕形式

【概要描述】板式換熱器常見的的腐蝕形態有垢下腐蝕、氯離子腐蝕、沖刷腐蝕、應力腐蝕等幾種類型。

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  板式換熱器常見的的腐蝕形態有垢下腐蝕、氯離子腐蝕、沖刷腐蝕、應力腐蝕等幾種類型。

1.垢下腐蝕

  垢下腐蝕是一種特殊的局部腐蝕現象。垢下腐蝕的機理為當水中的各類雜質在換熱器的缺陷部位結垢時,會形成垢下缺氧、垢外富氧的特殊環境。在該環境下形成以低電位鐵素體為陽極,高電位碳化鐵為陰極的腐蝕電池,從而導致換熱器垢下腐蝕的發生。根據沉積物種類不同,分為無機鹽結垢、污垢、生物黏泥和物料沉積 4 種形式。
垢下腐蝕不僅影響換熱介質的流動效率以及換熱效率,還導致了設備的腐蝕失效,對換熱器工作造成了巨大影響。

2.氯離子腐蝕

 ?。?) 循環介質溫度:在含氯離子工況的介質中, Cl- 腐蝕開裂的敏感性隨溫度升高而增強,較高的溫度進一步促進了 Cl- 腐蝕的發生。
 ?。?) Cl- 濃度:隨著 Cl- 濃度不斷增加,腐蝕敏感性也逐步上升,尤其當溫度較高時,應力腐蝕斷裂敏感性隨 Cl- 濃度的增加而不斷增大。

3.沖刷腐蝕

  換熱器中的流體流速相對較高時,對含有固含物及復雜陰陽離子的介質工況,沖刷腐蝕就變得尤其明顯。沖刷腐蝕是沖刷磨損與電化學腐蝕相互作用的結果,相較于相同條件下單純的沖刷磨損或者電化學腐蝕,沖刷與腐蝕協同作用所造成的材料損失要遠大于這 2 種因素單獨作用之和。
  一般情況下,機械磨損在沖刷腐蝕中占據主導地位,因此,設備本身所選材料的硬度是影響沖刷磨損的最根本因素。
在沖刷腐蝕中,沖刷磨損與電化學腐蝕相互促進,設備內部流體通過不斷的沖刷,一方面為電化學腐蝕過程提供了大量的氧,促使電化學腐蝕進一步加速。另一方面,流體的沖刷使得材料表面的鈍化層在機械力的作用下逐漸減薄甚至消失,使得電化學腐蝕更容易發生。同時,由于機械的沖刷導致材料表面產生凹坑,從而增大了設備的比表面積進而促進電化學腐蝕的發生。電化學腐蝕的不斷發生,使得材料的表面變得更加粗糙,從而引起了微湍流的出現,并促進了沖刷磨損,同時,電化學腐蝕還可以破壞材料表面的加工硬化,不僅降低其疲勞強度,同時,也促進了沖刷磨損。

4.應力腐蝕

  應力腐蝕是在一定的應力條件下,材料與環境中的腐蝕介質相互作用從而引發的材料破壞的過程。影響因素主要可分為以下幾點。
 ?。?) 應力強度:材料所受應力強度是材料發生應力腐蝕的重要影響因素,當材料所受應力超過一定范圍后才會誘發應力腐蝕,且材料的應力腐蝕敏感性隨殘余應力的增加而上升。
 ?。?) 工作溫度:在低電導率、低含氧量的條件下,304 不銹鋼于 200 °C附近出現應力腐蝕的速率峰值,且后續有減小趨勢,而在溶解氧或電導率較高的水中,速率隨溫度升高而增大,但當溫度 >150~200 °C時,其增長速率減緩。
 ?。?) pH 值:材料所處環境的酸堿性對于其應力腐蝕的敏感性具有較大影響。以不銹鋼為例,當溶液 pH 值 <7 時,材料敏感性隨 pH 值的降低而增加。
 ?。?) 溶液中的溶解氧以及陰離子:根據研究發現氯離子、硫酸根離子、硫化物等對應力腐蝕敏感性的影響較為顯著。同時,溶解氧含量在一定范圍內對材料的裂紋擴展速率也有著顯著影響。當溶液中溶解氧含量 <200 μg/L 時,裂紋擴展速率隨含量的增加而明顯上升,但當含量 >700 μg/L 時,裂紋擴展速率隨溶解氧含量的增加趨于平緩。

 

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