高压换热器管束腐蚀检修浅析

高压换热器管束腐蚀检修浅析

张洪飞

河南省中原大化集团有限责任公司 457000

摘要：高压换热器的流畅运行对于整个系统的运转都是具有很大影响的，为了能够有效解决这些管道的腐蚀以及堵塞问题，本文首先介绍了高压换热器的内部结构组成，其次就换热器的检修具体步骤进行介绍，最后对于导致换热器发生故障的原因展开了分析和讨论，希望能够帮助有关读者。

关键词：高压换热器；腐蚀；检修浅析

引言：

在很多的柴油高压换热器中普遍都存在着因为氯化盐固体结晶而堵塞管道的情况，在检测工作中如果无法做到彻底并且及时的清理将会严重破坏管道内部的结构，影响后续工作的正常进行。因此为了能够保证施工质量以及效率符合要求的标准，下文将会对此进行详细分析。

高压换热器结构介绍

高压换热器主要由管板，管箱法兰，壳体法兰等结构组合而成，这些结构全部统一应用环形的焊接形式，其中密闭的地板以及法兰和相关管板都是通过焊接的方法连接形成的。并且还需要工作人员能够保证管程等物料介质和外部的环境完全隔离。利用密闭的环形结构主要优点在于换热器的主螺栓承受比较小的作用力，因此能够相应减少换热器和螺栓的尺寸，提高经济效益^[1]。

换热器检修步骤

（一）停工清洗

无论是汽油还是柴油的加氢装置，只要因为外力的因素干扰出现停工的情况，那么因为停工而停留在内部的硫化物遇到多水或者空气比较活泼的环境将会出现很大的氧化反应从而生成多硫酸。所以有关技术人员在对于这个部分进行切割的时候应该首先用一定浓度的碱溶液对于管道内部进行清晰。具体的浓度配置可以参考美国不锈钢以及其他铝合金材料停工期间具体反应方案的要求和步骤进行清晰工作，根据上面的操作规定自行在加氢的反应器出口添加已经配备好的碱溶液进行中和，保证内部已经装好的碱膜不会被破坏。

（二）换热器检修

因为高压换热器的结构比较特殊，需要将换热器内部的管板和法兰以及外部壳体三者形成一个共同的密封结构，因此该种型号换热器的拆卸难度比一般的换热器维修难度要高很多，除了拆卸部分，其他环节和一般的U形管道都是一样的。如果工作人员在进行拆卸之后发现两侧的管道出现了堵塞的情况，则可以利用高压喷射枪进行冲洗工作，如果经过第一遍的清晰之后仍然无法疏通这些管道，并且发现这些堵塞的管道已经出现了严重的腐蚀情况，管口朝着外侧出现喇叭的形状，并且周围比较锋利。此时工作人员可以将还没有进行疏通的管道和已经脱落的管道注入材料型号为15CrMo的楔子，其次再用人工的手段进行焊接^[2]。

（三）焊接工艺

在进行焊接工作之前，首先应该对于已经腐蚀的管道周围进行相应的清理工作。比较常见的做法就是用机器砂轮打磨周围的关管口以及内部，保证之前已经焊接的铁锈以及其他杂质全部被清理干净，其次在进入正式的焊接工作之前应该将需要焊接部分的温度提前上升到指定的范围之内，标准的参考温度为150度以上，因此技术人员需要能够在这种要求标准下完成焊接工作，如果完成了目标的工作或者焊接工作受到其他情况而被中断此时应该立刻停止并且进行消氢处理，当加热的温度上升到300以上的时候，则应该进行最后的石棉包裹流程。

在进行消氢处理的24小时之后，还应该注意的问题就是检测焊接处的表面是否仍然存在着探伤并且添加相应的物质去中和内部的盐水，升高管道内部的压强去检测是否还存在漏洞。检查合格之后再用电加热的方式对于出现的焊缝局部地方进行应力的消除，这个环节虽然属于后续的工作但是同样还需要注意的问题就是应该保证加热带是时刻贴在钢板的一侧位置，并且为了能够保证内部的温度不会过大流失到外面，还应该在内部的一侧添加保温棉，并且防止其他的气体流入内部^[3]。

换热器故障原因分析

高压换热器在经过长期的使用之后如果内部的铵盐不得到及时的清理将会出现管道堵塞的情况，或者管道在经过长时间的停用之后突然又被起用但是没有用碱水进行清理，只是简单地用吹风机进行处理这种情况同样也会导致之前没有清理掉的铵盐结晶成为固体堵塞管道，通常堵塞的位置都是处于管道的下面或者两侧位置，因为反应物在这些位置在流动的同时温度也会降低，因此析出成为结晶。

在高压换热管道种通常内部流动的加氢原料都是由硫，氯等化合物质形成在氢的作用之下形成各种各样的反应物，最后和内部的氨气形成氯化铵以及其他铵盐物质。这些化合物处在缺少水分或者适宜的温度下一般会直接成为固体，所以管道因此也就被堵塞。研究人员将已经盐析成为固体的样本进行分析，发现这些堵塞物的主要组成部分都是铵盐和硫化物组合而成，其中铵盐的主要表现形式为硫氢化铵。氯离子之所以会出现是因为公司内部所用的原料油和重整氢。该管道所属公司因为应用重整氢的数量比较少，并且原料中所含的氯离子数量较少，因此我们可以初步断定管道之所以被腐蚀很大一部分的原因都是因为硫氢化铵所致。

管板的腐蚀原因和其他部分原因不同，经过研究的数据表明，完全堵塞部分的管道腐蚀速率比其他部分低，但是腐蚀的面积主要集中在管口的位置，因为该位置是流质出现最为频繁的区域，在管道的局部被堵塞之后，其他部分的流质速度将会大大提高，介质之间的交换频率同样也会增加，所以长时间的交换和流通将会加大对于内部保护膜的破坏，保护膜一旦被破坏掉，接下来将会直接破坏管道内部的金属层面。如果相关材料内部含有一定数量的氯离子，因为外部保护膜的组成部分为硫化铁，因此将会加速腐蚀效应的进行。这也是管道下面钢板部分比其他部分腐蚀速率快的主要原因

^[4]。

相关对策

从上面的实验结果可以发现如果一段管道长时间处于停滞的状态，一旦被启用则应该手段考虑到碱水洗涤以及氮气风干的方式进行清理，并且用氮气冲入的方式对于内部进行保护，防止其他的气体进入发生化学反应，防止腐蚀情况的恶化。其次还可以对于原先的管道材料进行升级和改造，随着技术的发展，当前的15CrMO已经可以升级为0Cr18Ni10，该种材料能够极大程度上提高管道的抗腐蚀性能。

另外高压换热器的管道进行装置的过程中，应该保证该管道的内部各个组成零件在垂直度上保持高度的一致。外部的外环进行焊接的时候，最底部的环节应该留出来一段不被焊接，等到其他外环的所有部分全部被焊接完之后，停止所有的手头工作，让内部的空气进入冷却阶段然后再去焊接预留的段落，全部环节全部被焊接完毕之后用碱水进行统一的清晰。对于重要环节的焊接应该保证每一个环节都被焊接两遍以上，并且每次焊接完毕的同时进行严格检测。等到技术人员确定所有的环节质量符合要求之后，利用盐水充满内部进行侧漏检测工作。在缓慢升压的过程中一定要按照标准的要求进行放水，不能够超过铭牌的规定范围。

结束语

通过上面的实验我们可以发现这样几个基本的规律：对于腐蚀效应比较明显的部分应该设计相关的注水方案，同时方案的设计不能够忽视空冷器高压热交换器内部的铵盐解析问题，很多情况都是因为氯化铵结晶之后的固体腐蚀导致，并且合适的温度将会加快反应的进行，因此应该尽量提高管口的反应温度，并且革新金属材料。

参考文献：

[1]李俊俊, 刘峰. 换热器管束腐蚀穿孔失效原因分析[J]. 辽宁石油化工大学学报(3):56-59+64.

[2]邵同培. 柴油加氢改质装置高压换热器管束腐蚀原因分析及对策[J]. 中外能源, 2016, 21(4):83-87.

[3]王维龙, 刘敏. 高压螺纹锁紧环换热器管束腐蚀原因分析及对策[J]. 石油化工应用, 2011, 30(2):97-99.

[4]徐胜. 加氢裂化装置高压换热器管束腐蚀原因分析[J]. 石油化工设备技术, 2014, 35(4):45-47.