裂解气压缩机段间换热器的防腐蚀技术

    裂解气压缩机段间换热器的防腐蚀技术
    在热裂解气和循环水的作用下,特别是近年来随着裂解气压缩机出口温度的升高,冷凝器管程腐蚀和结垢现象日趋严重,换热效率越来越低。每次检修时,需要进行高压水射流清洗和化学清洗。2006年检修时,分别对部分裂解气压缩机组段间换热器进行了更新,采取了阴极保护技术,事实证明该项技术收到了良好效果。   1防腐蚀技术
    1.1阴极保护   在金属表面通入足够的阴极电流,使阳极溶解速度减小,这种防止腐蚀的方法,叫作阴极保护法[1]。根据提供极化电流的方法不同,阴极保护可分为牺牲阳极和外加电流阴极保护2种。裂解装置对裂解气压缩机组段间换热器采用的是牺牲阳极保护法。
    1.2牺牲阳极保护法   牺牲阳极法是用腐蚀电位比被保护金属腐蚀电位更小的金属或合金与被保护体组成电偶电池,依靠负电性金属不断溶解产生的电流对被保护金属构成保护的方法。由于低电位金属在电偶电池中作为阳极,偶接后其身腐蚀速度增加,故称作“牺牲阳极”。
    (1)工艺特点
    ①不需要外加直流电源,适用于无电源地区。
    ②驱动电压低,输出功率低,保护电流小且不可调节。阳极有效保护距离小,使用范围受介质电阻率的限制。但保护电流的利用率较高,一般不会造成过保护,对邻近金属设施干扰小。
    ③阳极数量较多,电流分布比较均匀。但阳极重量大,会增加结构的重量,且阴极保护的时间受牺牲阳极寿命的限制。
    ④系统牢固可靠,施工技术简单,单次投资费用低,不需要专人管理。
    (2)对材料的要求
    牺牲阳极法适用于负电位的金属材料,当在电解质中被保护的金属结构接电时,牺牲阳极优先溶解,释放出的电流使金属结构阴极极化到保护电位而实现保护,因此阳极材料必须满足3项要求。
    ①要有稳定的电位。牺牲阳极不仅要有足够负的开路电位而且要有足够负的闭路电位,在工作时保持有足够的驱动电压。所谓的驱动电压是指在有负荷的情况下,阴、阳极之间的有效电位差,在保护系统中总有电阻存在,只有具有足够的驱动电压才能克服回路中的电阻,向被保护的结构提供足够大的阴极保护电流。良好的牺牲阳极在工作电流下阳极极化应该很小,由于牺牲阳极应有足够大的工作寿命,所以它的电位应长时间保持稳定。
    ②要有稳定的电流效率。牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电容量的百分比。理论电容量是根据法拉第定律计算得出的消耗单位质量牺牲阳极材料所产生的电量。由于阳极本身的局部电池作用,产生的电量并不能全部用于阴极保护,所以会有部分电量消耗于牺牲阳极的自身腐蚀,牺牲阳极的电流效率高,表示自腐蚀电流小,由此决定了其使用寿命长,经济性好。
    ③表面溶解均匀,腐蚀产物松软,易脱落,不致形成硬壳或致密高阻层。牺牲阳极的性能主要由材料的化学成分和组织结构决定。对钢结构,能满足以上要求的牺牲阳极材料主要是镁及其合金、锌及其合金和铝合金。依据操作条件和介质特性,裂解气压缩机组段间换热器选用镁合金(即Mg-6Al-3Zn-Mn)作为阳极材料,这种材料的腐蚀产物无毒,溶解比较均匀。