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在制冷設(shè)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(yán)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(yán)重的。因此,為了保證正常生產(chǎn),延長設(shè)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(yīng)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(fù)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(fù)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(yīng)回復(fù)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(fù)雜,涉及的范圍又十分廣泛。按反應(yīng)機理,金屬腐蝕可分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。而金屬表面與電解質(zhì)溶液因發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕。電化學(xué)腐蝕通常又以應(yīng)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(guān)系。由于管內(nèi)壁結(jié)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(cè)管內(nèi)壁的局部侵蝕

當(dāng)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(hù)膜。在管保護(hù)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(xué)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(xì)小斑點。

2、水側(cè)管內(nèi)壁的點蝕和孔蝕

換熱器管水側(cè)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(dāng)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(xué)腐蝕。例如,當(dāng)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(cè)管板表面的腐蝕

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

4、換熱器管應(yīng)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(yīng)力狀態(tài)下可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。應(yīng)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。