走进维修现场：高分子复合材料技术让腐蚀的换热器管板“重获新生”

 

摘要：列管式换热器是化工、制药、冶金、石化等行业中非常关键的设备，而管板作为列管式换热器中不可或缺的部件，在使用过程中，由于介质的腐蚀作用，管板很容易受损，甚至造成设备损坏。为了解决这个问题，高分子复合材料在列管式换热器管板防腐上得到了广泛应用。本文将介绍高分子复合材料的应用，详细讲解高分子复合材料在列管式换热器管板防腐上的优点和应用实例。通过对实际应用过程中的效果进行分析，证明了高分子复合材料在管板防腐中的成功应用，为类似设备的防腐提供了有益参考。

关键词：列管式换热器；管板；高分子复合材料；防腐

一、高分子复合材料技术简介

高分子复合材料是将高分子与其他材料（如无机材料、纤维材料、生物材料等）进行复合而成的一种材料。它的应用广泛，如汽车制造、航空航天、建筑工程等领域，尤其在化工、制药、冶金、石化等行业中的使用比较多。
按照高分子复合材料修复工艺针对损坏的管板，根据不同设备的工况环境、温度、介质、压力等参数匹配合适的高分子复合材料进行修复。通常是由两种材料组成，分别为金属修复层以及面涂防腐层组成。

其中金属修复层使用的2211F金属修复材料是一种由纳米材料、金属粉末、高性能环氧复合而成的双组分非金属材料，该材料物理性能优越（见表1），其抗压强度按照ASTM D695-2010检测得出材料抗压强度超过160MPa（图1），其抗拉伸、剪切强度按照ASTM D1002-2010检测得出材料抗拉伸、剪切强度达27.9MPa（图2）。

面涂层采用福世蓝418镜面高聚物陶瓷复合材料，是一种无溶剂高性能 3.6 酚醛环氧和优异防腐性能的固化剂形成的高交联度复合涂层。可在浸泡环境下的抗高温、抗强化学腐蚀保护的材料，主要应用于强化学物质和高温环境。对氮，盐酸，冰状醋酸和甲醇都有极好的抗腐蚀能力；用于高温，强腐蚀，一般涂料不能工作的环境；可修复和保护各种搪瓷罐体、金属罐体、管道、阀门，避免腐蚀；特别用于浸泡环境下的高温，强化学腐蚀的搪瓷反应釜的修复和整体保护。

二、列管式换热器管板腐蚀问题分析

列管式换热器是现代化工设备中不可或缺的一个部分，具有结构简单、换热效率高、维修方便等优点。换热器的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。设备使用时因管板部分结垢严重，每次使用高压水清洗或传统化学酸洗后，极易造成管板焊缝位置腐蚀。其次水中的离子及电化学腐蚀问题也是造成化工企业换热器管板腐蚀的主要原因，严重影响换热器的使用寿命，给企业造成了大量的损失。长期以来这一问题得不到妥善解决，成为行业难题。
对于管板表面的腐蚀，企业往往通过改变换热器的材质来提高防腐蚀性能，这样将投入大量的资金。但是随着使用时间的推移，管板表面腐蚀的现象会再次出现，所以这种方法只能延缓换热器的腐蚀周期，也无法从根本上解决换热器管板表面的腐蚀现象。
三、高分子复合材料在列管式换热器管板防腐上的应用实例

某化工企业混合制冷装置吸收器管板出现腐蚀问题，企业共计有20台此型号的换热器，设备类型为固定管板式换热器，规格φ2000×16×10375mm（筒体部分规格φ2000×16×7989mm）。换热器管板材质16Mn III，筒体材质Q345R，换热管规格φ19×1.2，数量3550根，材质06Cr19Ni10钢，换热面积1790m2。通过使用高分子复合材料技术进行修复后，对该公司列管式换热器管板应用情况的跟踪调查发现，防腐效果较好，换热器运行稳定，损坏率显著降低。

四、结论

列管式换热器作为化工、制药、冶金、石化等行业重要的设备，其管板的防腐处理非常重要。高分子复合材料在列管式换热器管板防腐上应用广泛，具有优异的耐腐蚀性能，能够为设备的长期稳定运行提供优质的防护。因此，一些生产企业可以在改进列管式换热器材质设计的同时，可采用高分子复合材料来改善该设备的防腐性能，从而进一步提高生产企业的生产效率和经济效益。