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在制冷設備中,換熱器經(jīng)常與各種腐蝕介質(zhì)接觸,同時又經(jīng)常在高溫、高壓、高流速的情況下運行所以腐蝕尤為嚴重。雖然更換一根因腐蝕而報廢換熱器管的價格不會太高,但因腐蝕故障而引起制冷系統(tǒng)停止供冷而造成的間接損失則是十分嚴重的。因此,為了保證正常生產(chǎn),延長設備的使用壽命,節(jié)約能源,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益,減少污染給人民身體帶來的危害,應將腐蝕問題提到重要的地位上加以對待。

一、金屬腐蝕的本質(zhì)

在自然界中大多數(shù)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(tài)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(chǎn)物———鐵銹主要成分也是Fe2O3,可見,鐵的腐蝕過程正是回復到它的自然狀態(tài)———礦石的過程。因此,金屬腐蝕的本質(zhì)就是在一定的環(huán)境中金屬經(jīng)過反應回復到化合物狀態(tài)的過程。

二、金屬腐蝕的類型

金屬腐蝕的現(xiàn)象與機理較復雜,涉及的范圍又十分廣泛。按反應機理,金屬腐蝕可分化學腐蝕和電化學腐蝕。而金屬表面與電解質(zhì)溶液因發(fā)生電化學作用而產(chǎn)生的電化學腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕。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(xiàn)。

三、制冷機組換熱器腐蝕的常見現(xiàn)象

制冷機組換熱器管產(chǎn)生腐蝕的原因與水質(zhì)不純、大氣對水的污染、管內(nèi)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(nèi)壁結垢附著物(氧化鐵、鈣鹽沉積物、污泥物等)的存在,經(jīng)常出現(xiàn)管內(nèi)壁的局部侵蝕和點蝕。

1、水側管內(nèi)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(nèi)時,會沖破管內(nèi)表面上的一層耐腐蝕保護膜。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(chǎn)生此種腐蝕的管內(nèi)表面上會呈現(xiàn)魚鱗坑凹狀并帶有細小斑點。

2、水側管內(nèi)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(chǎn)生的。對銅及其合金,當管內(nèi)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(chǎn)生小電池,使銅離子鍍在鐵上并產(chǎn)生點蝕和孔蝕現(xiàn)象,即鍍銅現(xiàn)象[2]。

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(chǎn)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(huán)境中(如在水,水蒸汽、大氣中),在應力狀態(tài)下可能產(chǎn)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。