我厂于93年5月在常减压一套常三线φ500的浮头式冷却器进行了“冷换设备在线自动清洗技术应用试验”。该台设备在使用时易产生水垢，厚度在2毫米左右。使换热效果下降，严重时一年下来部分管子已经堵死。

    试验时间为93年5月到95年9月，近28个月中该设备没有发生泄漏，满足了生产需要。95年9月装置检修时打开设备，看到管束的管子内壁没有一点水垢，光洁如初。所安装的116根弹簧均完好无损，继续使用。

    通过效益分析，该台设备每周期（840天）可以获得直接经济效益1.78万元。或者说，通过应用该项技术能满足生产需要，避免了不应有的损失。据有关资料介绍，在不换原冷换设备的基础上，可能提高传热效率30％以上。

3.2  解决管束外壁腐蚀及锈蚀产物问题上

    一般情况下，冷换设备壳层多数走轻质油品，由于油中的有害杂质，使管束外壁腐蚀很严重。从受腐蚀表面看，管束间被疏松腐蚀产物及污物堵死，金属表面出现蚀坑。同时，锈蚀产物增加了流体阻力和热阻，使设备的换热效果下降。

3.2.1采用5454AI-Mg合金管束情况

87年以来一直没有什么好方法来解决管束外壁腐蚀问题。如采用不锈钢做管束，虽然能解决管束的腐蚀问题，但是造价昂贵。另外，从管材导热率方面考虑不合适的。

（1）采用5454管束的依据    1987年在充分对5454 Al-Mg合金管束（以下简称5454管束）考察的基础上，对该 材料进行了应用试验， 收到了很好的效果。

因5454管束之所以耐油、汽腐蚀，因它在一定条件范围内使用，耐腐蚀性与不锈钢相近。因纯铝的电化学标准电位很负，约为-1.66伏。由于5454管束很容易与氧结合生成稳定的AI₂O₃钝化膜，使其电位迅速上升到-0.5伏，减少了整个腐蚀电池的电位差。

另外，该合金管束在耐冷却水腐蚀方面也是特别好的。因水对碳钢冷却器管束内壁的腐蚀是一个电化学过程，是水中溶解氧引起的氧去极化腐蚀。该管束不含铁元素，不受冷却水对碳钢腐蚀机理的影响。恰恰相反，它在PH值为4.8-8.6范围内的冷却水能产生水化反应：

    2Al + 6H₂O — Al₂O₃·3H₂O + 6H⁺ + 6e^-

    使它与冷却水介质接触的表面形成一层质地致密，化学稳定的水化氧化物（Al₂O₃·3H₂O ）保护膜，这种膜一旦破坏，能迅速再生，使金属表面处于钝化状态，从而提高耐蚀性。

（2）采用5454管束的效益   碳钢水冷却器在使用过程中易在管束内表面形成污垢层，虽然已防腐，但是还存在一定的污垢。管束外壁因腐蚀存在较厚的锈蚀层及油垢 层，使冷却效果下降。

采用5454管束，管内壁污垢层极少，管外壁没有锈蚀层，可以不考虑这些垢层的热阻。从导热率上看，5454管束的导热率是10＃钢的导热率的3.09-2.56倍。通过测算采用1台φ800的5454管束，可以比同一型号碳钢管束每年节约4.866万元。或者说，在满足同样的工艺条件下，5454管束可以比碳钢管束换热面积小，这具有十分重要的意义。该管束的使用寿命相当于碳钢管束5-8倍。是一种综合性能好的材料，解决了炼油厂冷却器腐蚀难题。

3.2.2冷换设备管束采用化学“Ni-P”镀层

由于部分冷却器介质温度（t＞160℃、压力P＞ 1MPa）偏高的情况下，采用5454管束不适合，但还需要采取防腐措施时。1994年以来部分装置的冷换设备的管束采用Ni-P化学镀层，收到了很好的效果 。

因Ni-P镀层是属于金属层，其组织为非晶态组织，不存在晶界、位错等晶体缺陷，是单一均匀组织，不易形成点偶腐蚀，具有较高耐蚀性。

在一些介质中，Ni-P镀层比钛合金还要好，它没有点蚀晶界腐蚀和应力腐蚀、局部腐蚀等倾向。用低碳钢经化学镀Ni-P合金镀层，可以代替部分不锈钢，可大大降低成本。同时Ni-P镀层均匀性好、附着力强、硬度高、抗磨性优良。

1994年以来，我厂在常减压、催化裂化、气体分馏、糠醛装置上的冷换设备上采用了碳钢管束表面进行Ni-P镀的芯子，通过几年的使用收到了很好的效果。如：糠醛装置的2台蒸气发生器（规格FL800-180-16-2），管层为糠醛汽，壳层为水汽。由于高压醛汽对设备具有较强的腐蚀能力，该部位设备腐蚀非常严重，每年检修都要更换2台芯子。为了解决上述问题，1994年8月结合装置检修，该部位的碳钢管束内外壁采用了Ni-P层。经过4年多使用，没有发生因腐蚀而泄漏的现象。

所以说，碳钢管束经Ni-P化学处理，镀后的耐蚀性可比原来提高4倍以上，而镀覆成本是碳钢管束造价的70-80％。该镀层有防污性能，可以使管束不易结垢。在抗水及油汽腐蚀是很好的。特别是对于涂料防腐、5454管束不能使用的，该方法是一个很好的补充。另外，Ni-P层是金属镀层，其导热系数与钢铁相近，不会降低传热效率。这种防腐的方法在换热上应用是很有价值的。

3.3  采用化学清洗技术

在前边已经提到冷换设备管束内壁水垢采用硝酸清洗的方法，收到了很好的效果。但是采用硝酸清除管束外壁锈蚀层效果不理想。因为没有采取防腐措施的管束外表面存在着许多腐蚀产物，不但影响传热效果，同时加速金属表面腐蚀。虽然检修时抽芯子采用高压水射流技术，但效果不理想。

针对这问题，对管子外表面的锈蚀产物作了X射线衍射分析，其中主要成分为FeS₂，Fe₃O₄，和Fe₂O₃。通过对比试验采用盐酸溶液加入适当的缓蚀剂的方法效果比较好，同时费用最低。盐酸水溶液对铁的氧化物有溶解作用，原理如下：

FeO + 2HCl—FeCl₂ + 2H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl—FeCl₃ + 3H₂O

Fe₃O₄ + 8HCl—FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

Fe + HCl—FeCl₂ + H₂ ↑

    盐酸是金属设备化学清洗常用的一种无机酸。对于各种铁的氧化物具有较高的溶解速度和溶解能力，生成的盐类溶解性好，操作简便、安全，清洗后的设备状态很好。

    我厂1990年以来，对冷却器管束外壁腐蚀利害的进行了化学清洗。主要方法如下：

    设备预处理----除油脱脂----酸洗----漂洗----钝化

    通过对锈蚀层的化学清洗，收到了很好的效果。如90年7月对常减压二套减顶一、二级冷凝器计5台进行了化学清洗。清洗后，通过现场测试及计算，5台冷凝器通过清洗可以获得直接经济效益近20万元。

    通过清洗对管束的使用寿命有所提高，其原因是可以把垢下腐蚀的发生阶段延长。

    我厂适合进行化学清洗除锈的冷却器数量较多，通过清洗提高了在用冷却器传热效果，避免了不应有的损失。

4  结论

    通过十年来对冷换设备的腐蚀与防护管理，收到了很好的效果。但对冷换设备而言，虽然都是用水做冷却介质与油品进行热交换，从而达到换热的目的。但因操作条件不同，所产生的腐蚀形式是不一样的，所以采用的防护方法也是不相同的。比如说，一种防护措施在这种条件下效果好，但是换一种条件效果不一定好。所以说，采用的防护措施在一定范围内，效果可以达到最佳。以上防护方法在不同的环境下使用范围为：

4.1  采用7910涂料对管内壁进行防腐

    该方法用在润滑油系统比较好，因润滑油系统冷换设备一般壳层为润滑油，对管束外表面不腐蚀或腐蚀很小。同时管束外壁的金属表面没有锈蚀产物。所以7910涂料在解决管束内壁腐蚀效果很好，但该材料使用温度应有在160℃以下。

4.2  采用5454管束

该管束可以用在燃料油系统的冷换热设备，如塔顶的冷凝器、冷却器，因为这些管束内外壁都存在腐蚀，表面锈垢比较多。使用条件为：压力应小于1MPa，温度小于180℃，这样可以收到很好效果。

4.3  采用Ni-P化学镀层

    该管束可以应用在7910涂料防腐管束与5454管束使用的部位，并且可以使用在温度较高（t>160--220℃，P>1 MPa）的情况下。但是在实际应用过程中，一定要注意Ni-P镀管束的产品的质量。否则，达不到目的。

4.4  采用化学清洗技术

    该技术要求生产设备不允许停车的情况下，合理的采用。可以达到不拆卸设备在最短的时间内，使设备恢复正常，提高设备的换热效果。

4.5  采用高压射流技术

    该方法可以结合装置检修，在拆卸设备的同时采用的方法。清洗效果好，特别是清洗管束内壁效果最好，费用低、效率高。

4.6  采用在线清洗技术

    采用该技术是积极主动预防的方法，运用得当可以获得较大的经济回报。使用时要注意循环水的质量，保持水中没有固定杂物，如石子等。因存在这些东西影响弹簧系统正常的工作。

所以说，根据冷换设备的腐蚀及结垢情况，采用″先看病、再抓药、然后治病的方法”。也就是说，根据冷换设备的使用及腐蚀情况，采用不同的防护方法，可以获得最佳的经济效益。采用什么方法，这就需要我们在实际工作中不断地去研究、试验，不断地总结经验，把冷换设备的腐蚀损失降低到最低程度。