換熱器是制冷、石油、動力、食品及其它許多工業部門的通用設備，在生產中占有重要地位。換熱器機組腐蝕是化工生產中一個常見的問題，如何有效預防腐蝕顯得很重要。

一、換熱器機組腐蝕的常見現象

1、金屬腐蝕的本質

圖1 鐵銹

在自然界中大多數金屬常以礦石的形式，即金屬化合物的形式存在，而腐蝕則是一種金屬回復到自然狀態的過程。例如，鐵在自然界中大多為赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)，而鐵的腐蝕產物—鐵銹主要成分也是Fe2O3，如圖1所示，可見，鐵的腐蝕過程正是回復到它的自然狀態—礦石的過程。

因此，金屬腐蝕的本質就是在一定的環境中金屬經過反應回復到化合物狀態的過程。

2、金屬腐蝕的類型

☆ 化學腐蝕

金屬與接觸到的物質直接發生氧化還原反應而被氧化損耗的過程，如圖2所示。

        圖2 金屬發生化學腐蝕

☆ 電化學腐蝕

而金屬表面與電解質溶液因發生電化學作用而產生的電化學腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕，如圖3所示。電化學腐蝕通常又以應力腐蝕破裂、點蝕(小孔腐蝕)、縫隙腐蝕等局部腐蝕的形式出現。

圖3 金屬發電化學腐蝕

二、制冷機組換熱器管產生腐蝕的原因

與水質不純、大氣對水的污染、管內壁面狀況以及水流速大小等因素均有著密切關系。由于管內壁結垢附著物(氧化鐵、鈣鹽沉積物、污泥物等)的存在，經常出現管內壁的局部侵蝕和點蝕。

1、水側管內壁的局部侵蝕

 圖4 水側管內壁的局部侵蝕

當含有污物、空氣(大氣中溶入了SO2)、亞硫酸氣的冷水(或冷卻水)急速流過金屬管內時，會沖破管內表面上的一層耐腐蝕保護膜。如圖4所示，在管保護膜剝離的表面，由于金屬離子濃度差，形成陽極(金屬離子少的部位)和陰極(金屬離子多的部位)的電化學腐蝕，產生此種腐蝕的管內表面上會呈現魚鱗坑凹狀并帶有細小斑點。

2、水側管內壁的點蝕和孔蝕

換熱器管水側的腐蝕多是在水垢或其他附著物不均勻覆蓋的情況下產生的。

對銅及其合金，當管內壁表面附有多孔性的污泥、泥砂時，會造成氧濃度差電池的另一種電化學腐蝕。例如，當冷水或冷卻水中含有0. 1mg/L的銅離子時，就會產生小電池，使銅離子鍍在鐵上并產生點蝕和孔蝕現象，即鍍銅現象。

3、水室側管板表面的腐蝕

換熱器位于水室側管板表面，特別是管四周表面也會產生電化學腐蝕，這種腐蝕痕跡呈斑塊狀。

4、換熱器管應力腐蝕破裂

黃銅換熱器處于某些環境中(如在水、水蒸汽、大氣中)，在應力狀態下可能產生應力腐蝕破裂。應注意的是制冷劑氨是使銅合金(黃銅和青銅)破裂的腐蝕劑。對黃銅來說，其耐破裂性能隨銅含量的增加而增強。

三、換熱器防腐蝕的四大方法

1、耐腐蝕材料

圖5 不銹鋼耐蝕材料

采用耐蝕材料(如雙目不銹鋼、哈氏合金、鈦、鈦合金、銅等)，如圖5所示，這些材料耐腐蝕性強，可以提高換熱器的使用壽命，但這些高耐腐蝕性的材料價格昂貴，制造成本高，一次性投入的成本大，企業一般難以接受，推廣困難。

2、電化學保護法

☆ 陰極保護

利用外加直流電源，使金屬表面上的陽極變為陰極而受到保護。這種方法消耗電量大，費用高，采用極少。

☆ 陽極保護法

把被保護的設備接以外加電源的陽極，使金屬表面生成鈍化膜，從而達到保護。碳鋼換熱器的造價低，但耐腐蝕性差。

通過采用犧牲陽極保護技術可以提 高換熱器的使用壽命，但這一技術的保護作用僅限于管子入口處的有限長度內, 管內深處難以實現陰極保護，所以犧牲陽極保護法在換熱器上的應用受到了很大限制。

3、添加緩蝕劑法

圖6 管板使用緩蝕劑前后

在腐蝕性介質中，加入少量的某些物質，而這些物質能使金屬的腐蝕大大降低，甚至停止，這類物質稱為緩蝕劑。圖6是使用緩蝕劑前后的對比，緩蝕劑的加入應以不影響生產工藝和產品質量為原則。

4、防腐蝕涂層法

圖7 涂層法防腐

在金屬表面，通過一定的涂覆方法，覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護層，以避免金屬表面與腐蝕介質的直接接觸，如圖7所示。

這種技術方法最為經濟有效，最初用于防止氣體介質 腐蝕，所用涂料大部分為有機高分子混合物溶液。現在人們逐漸向防油及防溶劑涂料、高溫涂料、重防腐涂料及特殊環境用涂料方向發展。

四、3大換熱器防腐案例

案例一：余熱發電凝汽器管板及水室防腐防銹蝕保護  

128L自流平高聚物陶瓷復合材料涂層優良的防腐性能在凝汽器管板和水室防腐上得到很好的應用 ,它不但可以用于電廠已投運的凝汽器的防腐，也可以用于新制造的凝汽器預防腐保護。通過多項工程應用證明其性能是穩定可靠的，很好地減輕或消除了凝汽器運行中產生的腐蝕，延長設備整體運行壽命，已成為眾多企業用戶設備管理工作中不可或缺的重要技術手段。

案例二：溴化鋰吸收式制冷機冷凝器管板防腐保護  

案例三：列管式換熱器（甲烷氯化物)管板腐蝕保護

甲烷氯化物列管式冷卻器為氯烴生產企業中非常重要的設備，在工藝設備生產中占比很高，它采用同性物質冷卻方式，殼程中介質為一氯甲烷，管程中介質為低溫度二三氯甲烷混合物。

在生產中，管板板面與管程口位置經常出現腐蝕泄漏。出現的后果為，一是一氯甲烷在流動中混入微量二三氯甲烷混合物，直接導致產品不合格；二是管程中二三氯甲烷混合物中混入一氯甲烷，造成物料的浪費。

同時因此問題頻率出現，直接影響到了設備的安全連續運行，給企業增加了維修的時間和人工成本。長期以來因管板腐蝕滲漏問題得不到妥善解決，已成為行業難題。

采用福世藍EE-101材料防腐處理后，根據一年的跟蹤使用反饋的信息，基本已經杜絕了管板口位置的腐蝕泄漏，大大提高了管板的使用效率與年限，降低了更換頻率及工人的勞動強度，減少了設備更換費用，提高產品質量，確保企業安全連續生產。