第40卷第×期第1作者，等：文章的标题粘贴在此

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丁二烯脱水塔冷凝器泄漏原因分析

高群勇

大庆石化公司化工三厂橡胶聚合联合车间 黑龙江大庆 163714

摘要：本文通过对丁二烯精馏塔冷凝器E-2414管束腐蚀形貌及腐蚀产物等进行多方面分析，认为换热器管束的腐蚀泄漏是管束外垢下点腐蚀导致。通过用宏观和检测材质成份及腐蚀产物成分等方法，分析丁二烯精馏塔冷却器管束腐蚀减薄并穿孔的原因。以此来推断与之制造工艺、材质及所处生产介质均相同的丁二烯脱水塔冷凝器E-412管束发生泄漏的原因。

关键词：点腐蚀；换热器；阴极保护

换热器概况

E-2414丁二烯精馏塔冷凝器是固定管板式换热器，为顺丁橡胶装置回收单元丁二烯精馏塔塔顶冷凝器。作用是利用循环水将塔顶气相丁二烯冷凝为液相，进入精馏塔回流罐。换热器2012年7月投入使用，运行至2015年开始出现管束泄漏，且2015至2017年期间多次发生管束泄漏，2018年-2019年车间针对换热器的腐蚀特性先后两次对该台换热器进行大修改进，来延长设备的使用寿命保证装置的长期稳定运行。

E-412丁二烯脱水塔冷凝器是固定管板式换热器，为顺丁橡胶装置回收单元丁二烯脱水塔塔顶冷凝器。作用是利用循环水将塔顶气相丁二烯冷凝为液相，进入脱水塔回流罐。换热器2018年9月大修后投入使用，运行至2020年6月开始出现管束泄漏，至2021年8月已泄漏管束34根，2022年1月再次对该台换热器进行大修改进，来延长设备的使用寿命保证装置的长期稳定运行。

表1  换热器参数

1 E-2414换热器管束腐蚀原因分析

1.1宏观腐蚀分析

为了分析换热器管束腐蚀泄漏原因，车间委托机械厂对换热器泄漏换热管进行了抽管检查。通过抽管取样，宏观检查可见换热管外壁结垢较多，清洗后发现而管束的外壁腐蚀比较严重，主要是局部的点腐蚀，非点腐蚀区域的外壁表面也存在整体的均匀腐蚀，氧化层较厚，但未造成管壁的严重减薄。点腐蚀严重区域出现的较大腐蚀坑，腐蚀坑表面还残留有锈垢沉积物，形成垢下点腐蚀，点腐蚀严重时造成腐蚀穿孔。

而管束内壁较为清洁，存在整体均匀腐蚀现象，但是腐蚀较轻，基本未造成壁厚减薄。所以，初步判断管束外部垢下点腐蚀严重，腐蚀穿孔是造成换热管泄漏的主要原因。

1.2腐蚀产物分析

通过取样管束外壁腐蚀严重的点蚀坑里的铁锈残留物，对腐蚀产物进行成分分析。

表1  腐蚀产物成分

根据分析可见试样外壁腐蚀产物成分主要为O和Fe元素以及一些垢质残留物，未检测出S元素，说明腐蚀机理属于介质里的溶解氧对金属造成的氧腐蚀，在换热管外表面形成以Fe3O4和Fe3O4为主的腐蚀产物。

1.3管束化学成分分析

在管束上打磨取样，进行化学成分分析结果如下：

表2 换热管材质分析

根据国家标准GB/T699-2015《优质碳素结构钢》中10#钢的化学成分要求，换热管管束材质符合国家标准，材质成分没有缺陷等质量问题。

根据以上分析可以得出结论该换热管外壁的严重腐蚀形式为局部的垢下点腐蚀。

2  针对腐蚀采取的改进

根据检测分析得出结论，2017年对该台换热器进行大修理，为了减缓该环境下换热器的腐蚀速度，延长换热器的使用寿命，大修过程中对管束结构进行了改进措施。首先在管束中增加阴极保护措施，管板上穿插分布铝镁合金的阳极棒，同时对换热管外壁采用了聚硅氧烷改性漆酚肽涂料防腐涂层（E-412在2018年大修时亦采取了相同的防腐措施）。2017年9月安装完毕投入使用。设备运行至2018年6月先后两次发生管束泄漏，共计发生泄漏堵管5根。对泄漏的换热管进行抽管检查，检查发现换热管外壁再次出现了大量蚀坑，蚀坑严重的穿透管壁导致管束泄漏。同时抽出两根未发生泄漏的换热管进行对比。发现管束同样存在不同程度的蚀坑。

根据对比发现，整根换热管蚀坑大多分布在换热管穿过折流板附近。换热器换热管外径为φ25mm，板孔径为φ26mm，外部观察换热器投用后由于温度原因发生变行，导致换热管紧贴折流板；循环水流动过程中使换热管振动导致换热管与折流板孔之间发生摩擦，使得该部位换热管外壁的防腐涂层图落，不但失去了对换热管的保护作用，而且加速了该部位换热管的腐蚀速度。由此可见在换热器管束外壁增加防腐涂层的防腐方法并不适用于该工况下的设备防腐要求。2018年车间又对换热器进行大修，本次大修对换热器管束只增加了均布的阳极棒，取消了防腐涂层的工艺方法（E-412在2022年1月大修时也取消了防腐涂层的工艺方法）。投用至2020年10月未发生换热器管束的腐蚀泄漏的情况。

3  结论（结束语）

通过对比E-2414丁二烯精馏塔冷凝器的腐蚀状况宏观检查、腐蚀产物成分分析、换热管材质分析等综合结论可见，E-412丁二烯脱水塔冷凝器管束发生腐蚀泄漏的原因是相同的，即：换热器的腐蚀泄漏主要表现在换热管外侧局部的垢下点腐蚀。由于在换热器管束外壁增加防腐涂层的防腐方法并不适用于该工况下的设备防腐要求。导致了换热器管束腐蚀速率的加快，使得换热管短期发生泄漏。

参考文献

标准 [1] GB/T699-2015，《优质碳素结构钢》.国家质量技术监督局，2015.