高分子复合材料在列管式换热器封头防腐中的应用及优势

[摘要] 介绍了管壳式换热器封头采用高分子复合材料的防腐技术，并与常见的传统防腐技术进行了比较，阐述了富仕兰高分子复合材料在防腐方面的性能及优势。

【关键词】管壳式换热器 封头 水腐蚀 防腐保护

1. 设备概况

管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、挡板（挡板）、管箱等组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行热交换的两种冷热流体，一种在管子内部流动，称管程流体；另一种在管子外部流动，称壳程流体。为了增加管外流体的传热系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可以增大壳程流体速度，迫使流体按规定的距离多次通过管束，增强流体的湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。

管壳式换热器材质一般为碳钢、不锈钢及铜等，其中碳钢封头内表面在使用过程中常因与介质发生电化学反应而发生腐蚀。

2.设备问题分析

换热器的壳体主要采用碳钢或不锈钢制成，内部涂刷防腐漆作为初步防腐措施。设备运行过程中，冷却水不断循环，不断冲洗换热器内部，导致防腐漆脱落。循环水中溶解的氧与碳钢发生反应，导致壳体厚度变薄；循环水中的离子与钢材发生电化学反应，腐蚀换热器壳体钢材厚度。

3. 传统修复技术与富诗兰高分子复合材料技术修复技术对比

传统修复技术：

传统的修复热交换器封头腐蚀的方法有热喷涂、喷塑等涂层方法，以及封头腐蚀穿孔后采用焊接或更换配件等被动方法。热喷涂是在需要修复的工件表面喷涂一层薄薄的不锈钢或其他金属材料制成的耐腐蚀金属，喷涂后需要用封闭剂封闭薄层，以保证层的完整性。施工时间较长，价格相对较高。

富士蓝修复过程：

富仕兰高分子复合材料现场修复技术节省了时间并降低了修复成本。高分子复合材料具有优异的附着力和耐腐蚀性，可防止封头进一步腐蚀和泄漏。

利用高分子材料实施表面有机涂层防腐是目前有效的防腐措施之一。高分子复合材料是在高分子化学、有机化学、胶体化学和材料力学基础上发展起来的高新技术学科，利用高分子渗透形成分子间力，使其与被修复件形成范德华力和氢键，从而保证其与被修复保护件的粘结性。高分子复合材料能在被保护基体上形成固化的防护涂层，起到屏蔽作用，使基体金属和水介质与腐蚀、锈蚀隔离；涂层具有防渗透性能、对腐蚀介质稳定、附着力强、具有适宜的力学性能，保证了防护涂层的应用效果和设备的运行周期。与传统的焊接修复相比，防腐涂层保护技术具有施工简便、成本低、安全性高、修复效果好的特点。在这方面，富仕兰高分子复合材料技术有很好的应用经验和技术产品。

4. 管壳式热交换器封头维护解决方案概述

此次进行南方某石化企业19台热交换器封头的防腐，主要介质为循环水，工作温度约40℃。修复时，先用喷砂机仔细清除封头内表面的铁锈等杂质，再用无水压缩空气吹去表面灰尘，用无水乙醇和抹布仔细擦拭。待表面处理达标后，先涂刷一层富仕兰418陶瓷复合材料。待固化后，用喷砂机将第一层材料表面打毛，再涂刷一遍富仕兰418陶瓷复合材料。固化后，用电火花检漏仪、超声波测厚仪检测，检查合格后方可安装。

5.管壳式热交换器封头的防腐步骤

1）利用喷砂去除工件内表面残留的防锈漆及铁锈，露出钢铁材质的本色。喷砂还可以使表面变得粗糙，增加材质的附着力。

2）用喷雾瓶将预处理剂均匀喷在工件上，防止清洁过的表面因空气潮湿等原因再次生锈。

3）Fushi Blue 418陶瓷复合材料的混合。

4)将混合均匀的418陶瓷复合材料均匀涂抹在工件表面，并用刮刀刮平整。

5）418陶瓷复合材料固化后，用喷砂机将材料表面打毛，以增加第二层材料的附着力。

6）均匀涂抹第二层418陶瓷复合材料，材料固化后用漆膜测试仪、电火花检漏仪检测，合格后方可安装使用。