冷卻水本身的主要成分分為陰離子和陽(yáng)離子兩大類，陰離子會(huì)在陽(yáng)極溶解處聚集吸附，由于競(jìng)爭(zhēng)吸附的原因，水中其它陰離子有可能阻礙Cl-在不銹鋼管表面聚集吸附，如果某陰離子對(duì)不銹鋼管鈍化膜沒(méi)有破壞作用，則該陰離子就可能有緩蝕作用；如果某陰離子對(duì)不銹鋼管鈍化膜有破壞作用，則該陰離子就可能與Cl-一樣有腐蝕促進(jìn)作用。因此冷卻水中陰離子對(duì)不銹鋼管點(diǎn)蝕特性的影響是研究的重點(diǎn)。冷卻水成分的影響冷卻水中主要的陰離子有Cl-、SO42-、HCO3-和NO3-，主要的陽(yáng)離子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+。鹵素離子是主要的侵蝕性離子，多數(shù)冷卻水中F-濃度低于1mg/L，沒(méi)有列入檢測(cè)項(xiàng)目，但是也有部分地區(qū)冷卻水中F-濃度可達(dá)幾個(gè)毫克/升以上，F(xiàn)-對(duì)凝汽器不銹鋼管點(diǎn)蝕影響的研究很少，尚未見(jiàn)到具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。溴離子有點(diǎn)蝕作用，冷卻水中一般沒(méi)有，加入含溴殺菌劑時(shí)，應(yīng)作為水處理劑的影響來(lái)考慮。碘離子在冷卻水中幾乎沒(méi)有，可以不考慮。冷卻水的pH通常在6.5~8.5，HO-的濃度通常小于4×10-6mol/L，在此范圍內(nèi)對(duì)不銹鋼管點(diǎn)蝕電位影響較小，但是在較高濃度時(shí)（pH9~12）對(duì)不銹鋼管有較強(qiáng)的緩蝕作用。Cl-和SO42-對(duì)不銹鋼管點(diǎn)蝕影響的研究較多，已有結(jié)論：Cl-是主要的腐蝕因子，SO42-對(duì)不銹鋼管具有緩蝕性。因此本文主要研究陰離子F-、HCO3-和NO3-對(duì)不銹鋼管點(diǎn)蝕性能的影響。點(diǎn)蝕電位的測(cè)試系統(tǒng)和方法見(jiàn)4.1和4.3.1。

針對(duì)某化工企業(yè)使用的06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼換熱管發(fā)生的腐蝕斷裂現(xiàn)象，利用內(nèi)窺鏡檢測(cè)手段，對(duì)斷裂換熱管進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)不銹鋼管管的斷裂深度基本在4.6m到4.9m處，與結(jié)垢位置一致，且斷裂面整齊，主要分布在管束外側(cè)。換熱管內(nèi)壁存在腐蝕坑，且腐蝕面積很大，腐蝕部位變成深褐色。除此之外，換熱管內(nèi)壁在4.6m到4.9m存在溝槽，主要由于殼程溫度高于管程，殼程伸長(zhǎng)量大于管束，受拉力達(dá)到強(qiáng)度極限導(dǎo)致開(kāi)裂破壞。經(jīng)過(guò)綜合分析，指出該不銹鋼換熱管開(kāi)裂是在管殼程溫差造成的拉應(yīng)力與化學(xué)腐蝕共同作用下形成，并給出了相應(yīng)的和改進(jìn)措施。換熱器廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代石油、化工、冶金、供暖及電力等行業(yè)，主要通過(guò)控制溫度以滿足應(yīng)用需求，保障生產(chǎn)。當(dāng)換熱器在腐蝕性環(huán)境下工作時(shí)，換熱管一般選用奧氏體不銹鋼。在運(yùn)行過(guò)程中，換熱器同時(shí)受到壓力、溫差及腐蝕性介質(zhì)等因素的共同作用，易出現(xiàn)腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題，輕則造成設(shè)備無(wú)法運(yùn)行，重則停產(chǎn)，甚至造成人員傷亡。近年來(lái)，環(huán)保理念的，促進(jìn)了社會(huì)對(duì)能源清潔利用的追求，進(jìn)而加速了新型煤化工企業(yè)的發(fā)展。對(duì)煤化工企業(yè)而言，換熱設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)和企業(yè)穩(wěn)定平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要。因此，對(duì)失效換熱器及其零部件進(jìn)行缺陷分析，查明其產(chǎn)生的原因，對(duì)于保證生產(chǎn)生活具有重要作用。