换热器腐蚀试题

一、填空题，在每一下划线上填写合适的叙述，以使每一论述正确并完整。共

15小题，每小题1分，本大题满分15分。

1．对于碳钢换热器，允许的最大水流速度是1.5m/s，更高的流速会加快腐蚀破坏。"

2．黄铜是铜和锌的合金，它在盐水中腐蚀形态主要是黄铜脱锌。

3．水质稳定处理技术是全面控制冷却水的腐蚀、结垢和生物粘泥三种危害的综合措施。

4．换热器按工作原理和特点可分为蓄热式、混合式、间壁式三种类型。

5．套管式换热器是由大小不同的直管制成的同心套管连接而成。每一段套管称为一程。

6．列管与管板连接形式分为焊接、胀接和胀焊结合三种形式。

7．不锈钢管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。

8．换热器的停运最通常的原因是结垢和腐蚀。

9. 敞开式循环冷却水系统的细菌和藻类繁殖，生成生物粘泥可引起垢下腐蚀和管道堵塞。

10. 当发生垢下腐蚀时，垢物表面常常可见半球状鼓包。

11. 换热管与管板无论采用何种链接方式，由于制造质量或使用中应力或振动的作用，在某些管子和管板间都可能存在间隙，当该间隙在0.05mm～0.5mm之间时，可导致缝隙腐蚀的发生。

12. 磨损腐蚀是指在磨损和腐蚀的综合作用下材料发生的加速腐蚀破坏。

13. 镍及镍合金有很高的强度和塑性，在碱液中形成氧化膜而具有良好的抗腐蚀性能，在还原性酸中耐腐蚀也较好，并有良好的耐热性。

14. 采用阴极保护、加缓蚀剂或选用高合金材料的方法，可以控制金属缝隙腐蚀的产生或降低腐蚀程度。

15. 定期对板式换热器进行清洗，可以防止杂物的沉积，使缝隙处保持清洁，破坏局部腐蚀的诱导期。

二、判断题：判断以下每个论断是否正确，在正确的论断后面记：“√”，在错误的论断后面记“×”。共15小题，每小题1分，满分15分。

1．换热器管板端的腐蚀，甚至存在应力腐蚀裂纹时，拔管维修技术仍然是一项

可供选择的手段。（√）

2. 不锈钢换热器在工业水中一般不发生全面腐蚀。（√）

3. 化学除垢法：可根据结垢物的化学成份采用酸洗或碱洗，采用化学清洗时必须加入缓蚀剂或用清水冲洗以防止腐蚀设备。（√）

4. 当部分换热管泄漏时，可采用采用堵管法维修，堵管总数不得超过管束管子总数的10%，管堵材料的硬度应高于或等于管子的硬度。（×）

5. 清理不锈钢或其他耐蚀合金换热板时应用钢丝刷、用金属硬片去除污垢再用去污粉清洗。（×）

6. 夹套式换热器式最简单的板式换热器。（×）

7．多数情况下流速越大，全面腐蚀和局部腐蚀也越大。（×）

8. 板式换热器传热效率高，特别适用于用在较脏或易的环境。（×）

10.只要介质中的Cl-含量小于50mg/L，换热器的传热元件就可以选用L级的奥氏体不锈钢。（×）

11. 在相同条件下使用的数台换热器，如果如果发生应力腐蚀开裂，则应该是几乎同时失效。（×）

12. 换热器管束的振动一般不会影响管束的腐蚀。（×）

13. 当腐蚀性的流体在管道内流动急剧改变方向时会对金属表面已经生成的腐蚀产物膜产生机械冲刷破坏作用，从而导致内表面发生严重的磨损腐蚀。（√）14. 碳钢表面如作有机覆盖层或化学镀非晶态NiP镀层，则可以完全避免管束局部孔蚀穿孔。（×）

15. 在奥氏体不锈钢换热器中，如果使用软化水，仍有发生点蚀和应力腐蚀的危险。（√）

三、选择题（共15题，每题2分，满分30分）

1.依据GB151-1999《管壳式换热器》，判断下述说法哪些是不正确的？（ab）ａ有应力腐蚀时，不宜采用管端局部退火的方式来降低换热管的硬度。

ｂ外径小于14mm的换热管与管板的连接，不应采用胀接。

c 有应力腐蚀时，宜采用管端局部退火的方式来降低换热管的硬度。

d 外径小于14mm的换热管与管板的连接，应采用胀接。

2. 按GB151-1999《管壳式换热器》的要求，当壳程有腐蚀或磨蚀的气体、蒸汽

及气液混合物时，应设置（c）。

ａ挡板ｂ导流板ｃ防冲板 d 折流板

3.依据GB151-1999《管壳式换热器》，判断下述说法哪些是不正确的？（b）

ａ当有耐应力腐蚀要求时，对于碳钢、低合金钢钢管和冷弯U型弯管段应进行热处理。

ｂ当有耐应力腐蚀要求时，对于奥氏体不锈钢和有色金属管，不进行热处理。

c 当有耐应力腐蚀要求时，对于奥氏体不锈钢和有色金属管，须进行热处理。

4. 影响传热元件应力腐蚀倾向的主要因素有：a b c d

a 材质

b 介质

c 温度

d 应力 E 介质毒性

5. 列管式换热器( a b c )物流走管程，(d e f )物流走壳程。

a 流体有结垢

b 腐蚀性

c 压力高的高低

d 饱和蒸汽，需要冷却的流体

e 流量小而粘度大的流体 f表面传热系数大的流体

6.换热管与管板连接采用胀焊并用，不仅能提高连接处的抗疲劳性能，而且还可消除（b），提高使用寿命。

a 应力腐蚀

b 缝隙腐蚀

c 点蚀

d 全面腐蚀

7.换热管与管板胀接时，管子硬度一般须（c）管板硬度。

a 大于

b 等于

c 小于

d 不须控制

8.图1为某钛板换热器钛板片在NaCl和Na

2SO

4

介质中长期使用后的宏观腐蚀形

貌和微观腐蚀形貌，这种腐蚀是（d）造成的。

图1 某钛板换热器板片腐蚀形貌

a 点蚀

b 缝隙腐蚀

c 垢下腐蚀

d 微动磨损腐蚀

9.为提高换热管束化学镀镍的抗腐蚀能力，应进行（d）处理。

a 钝化

b 氧化

c 稳定化

d 封孔

10.换热管的内壁损伤可以用（b）方法检测。

a 磁粉

b 涡流

c 射线

d 声发射

11.奥氏体不锈钢板式空冷器在经清洗后，如未排净板程水分，在长期停用期间，容易发生（bc）腐蚀。

a 全面腐蚀

b 缝隙腐蚀

c 点蚀

d 晶间腐蚀

12. 换热器的检修一般在检修前做（d），检查管子、管板、壳体泄漏情况。

a 清洗

b 天然气置换

c 吹扫

d 水压试验

13.流体的湍流除可以提高换热效率外，还可能造成传热元件的（c）腐蚀。

a 应力腐蚀

b 点蚀

c 冲刷腐蚀

d 选择性腐蚀

14.2205双相不锈钢作为传热元件，其最高允许使用温度为（c）。

a 110℃

b 475℃

c 270℃

d 1080℃

15. 奥氏体不锈钢换热器在含硫介质中使用后，停工时，应进行（d），以防止连多硫酸腐蚀。

a 酸洗

b 钝化

c 蒸煮

d 碱洗

四、简答题（本大题共4题，每题10分，共40分）

1. 管壳式换热器的折流板及支承板作用有哪些？

答：①提高壳程内流体的流速

②加强湍流强度

③提高传热效率

④支撑换热管

2. 常压塔顶换热器H1001管束的材质为316L奥氏体不锈钢，管板为16Mn堆焊不锈钢，运行一个周期后腐蚀泄漏严重。分析认为，管束泄漏是由于H2S—HCl-H2O腐蚀环境引起的电化学腐蚀、冲蚀和停工时连多硫酸引起的应力腐蚀开裂。请简述解决措施。

答：强化“一脱二注”工艺防腐蚀措施

改变换热工艺设计，改善换热器结构，降低局部流速

选用09Cr2AlMoRE钢或2205双相钢

严格执行停工检修规程等措施可延长换热器使用寿命

3. 某U形管换热器管束原采用316L不锈钢制造，使用数天即发生开裂泄漏，改用哈氏合金制造，使用6个月时发生开裂。经分析，这两种材料的管束开裂原

因都是Cl-应力腐蚀开裂。改用20钢管束，使用寿命提高到2年。请分析为什么20钢的管束在这种环境中使用寿命反而比不锈钢和哈氏合金的寿命还长，由此，得出什么经验教训。

答：316L不锈钢对Cl-有较大的应力腐蚀敏感性，U形管在弯制后存在一定的残余应力，所以在使用中很快发生应力腐蚀开裂。哈氏合金尽管抗Cl应力腐蚀能力大大优于奥氏体不锈钢，但在高温情况下仍有一定的Cl-应力腐蚀敏感性，特别是在长期使用过程中，存在Cl的局部富集，促进了应力腐蚀的发生。20钢为碳素钢，而碳钢和低合金钢在该环境中的腐蚀主要为全面腐蚀，其腐蚀速率远低于应力腐蚀裂纹的扩展速率，所以，其寿命反而更长。

对腐蚀造成的失效，不能盲目地进行材料升级，特别是应力腐蚀造成的失效，必须对使用环境进行全面的分析，根据分析结果，确定合理的选材。

4．奥氏体不锈钢板框式换热器主要有哪些腐蚀失效形式？

答：缝隙腐蚀，主要发生在橡胶垫片底部，板片间的触点部位。

垢下腐蚀，对于产生水垢、介质沉积物的板片表面，可能产生垢下腐蚀。

在含Cl-的环境中，使用温度较高时可能产生点蚀和应力腐蚀开裂。

维护时，如果酸洗不当，可能造成板片全面腐蚀或点蚀、应力腐蚀等。

介质流速过高，可能使换热器进出口处、触点等部位产生冲刷腐蚀。

触点处可能产生摩振腐蚀或腐蚀疲劳等。

化工换热器的常见腐蚀现象及防腐措施

化工换热器的常见腐蚀现象及防腐措施 摘要：如何采取合理的措施来减缓甚至消除金属设备的腐蚀是一个永恒的科研课题。换热器的腐蚀问题一直是石化企业面临的棘手问题，探究腐蚀机理以及提出切实可行的防腐蚀办法一直是值得研究的课题。本文介绍了化工换热器的常见腐蚀现象，并提出了针对性强的防腐措施，同时，也为国内外石化行业参考借鉴。 关键词：换热器；腐蚀；防腐 1 概述 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体或将冷流 体的热量传递给热流体的的设备，又称热交换器。管式换热器由于技术成熟、维修方便，因而在石油化工、钢铁、纺织、化纤、制药等各行各业中应用十分广泛。换热器由于在各行各业应用的普及性，因而出现维修的概率也越来越广泛，特别是由于换热介质的物理、化学不同，导致换热器的损坏形式也不同，而据全世界的报导所知，换热器的损坏90%是由于腐蚀而引起的，因此换热器的腐蚀问题一直是石化企业面临的棘手问题。 随着工业的迅速发展，腐蚀问题越来越严重，在各个领域，包括炼油厂化工厂等企业均见报道。从日常生活到工农

业生产，凡是使用材料的地方都存在腐蚀问题，对国计民生的危害十分严重，据不完全统计，全世界每年因腐蚀报废和损耗的钢铁约为2亿多吨，约占当年钢产量的10%-20%，目前我国的钢铁产量己高达数亿吨，但其中却有30%由于腐蚀而白白损失掉了。据此测算，我国每年因钢铁腐蚀损失约有2700多亿元人民币，远远大于自然灾害和各类事故损失的总和。国家科技部门、各工厂对这个问题也越来越重视。对于化工企业，腐蚀造成的危害更大，不仅在于金属资源受到损失，还在于正常的生产受到影响，因腐蚀造成的设备事故对于职工人身安全也会带来严重的威胁。由于腐蚀问题越来越受到重视，因此对于腐蚀的研究也越来越多。 2 化工换热器的常见腐蚀现象 引起换热器腐蚀的原因是多方面的，主要有换热器表面的腐蚀磨损、沉积物引起的电化学腐蚀、换热管水侧的腐蚀等，下面就几个主要方面加以说明。 2.1 换热器表面的腐蚀磨损 磨损腐蚀是高速流体对金属表面已经生成的腐蚀产物的机械冲刷作用和新裸露金属表面的腐蚀作用的综合。 2.2 沉积物引起的电化学腐蚀 当介质流动不均或滞留时很容易在换热管表面形成沉积物，由于沉积物是不连续不牢固且不均匀的，在某些部位形成了裂缝和间隙，由于缝内外氧的差异而形成了电化学腐

换热器的防腐蚀措施标准版本

文件编号：RHD-QB-K5840 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 换热器的防腐蚀措施标 准版本

换热器的防腐蚀措施标准版本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 1．采用能耐介质腐蚀的金属和非金属材料 2．采取有效的防腐蚀措施 (1)防腐涂层 在换热器与腐蚀介质接触表面，覆盖一层耐腐蚀的涂料保护层，涂层要有较好的耐蚀性、防渗性和较好的附着力和柔韧性。对水冷系统，管内清洗干净后进行预膜处理。

(2)金属保护层 常用方法有衬里、复合板(管)、金属喷涂、金属堆焊等。 (3)电化学保护 阴极保护因费用太高，一般不用。阳极保护是接以外用电源的阳极保护换热器，金属表面生成钝化膜而得到保护。 (4)防应力腐蚀措施 ①胀接结构，其胀管率越大，残余应力越大，则在腐蚀介质中其电极电位越高，腐蚀倾向越大。在同

一种腐蚀介质中，与焊接结构相比较，胀接结构，特别当胀接时胀管率较大时，更容易产生应力腐蚀，因而在保证胀接强度及密封性的条件下，胀接压力不宜过高以控制胀接后残余应力的大小，减小产生应力腐蚀的可能性。必要时可改变换热管与管板的连接形式，如用强度焊加轻微贴胀的结构代替原先的胀接结构，这种结构既减小了结构的残余应力，又能防止只焊接而产生缝隙腐蚀的可能，通过改变换热管与管板的连接形式来减小结构的残余应力，对预防换热器的应力腐蚀破裂是有效、可行的。 ②胀管深度应达管板底部，以消除全部缝隙。 ③在强应力腐蚀介质下的换热器，应对管板进行消除应力处理。

化工原理期末考试试题及答案

1．（20分）有立式列管式换热器，其规格如下：管数30根、管长 3 m、管径由25×2.5 mm，为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS2 饱和蒸汽，从饱和温度46℃冷却到10℃，CS2 走管外，其流量为250 kg／h，其冷凝潜热为356 kJ/kg，液体CS2的比热为 1.05 kJ ／（kg·℃ ）；水走管内与CS2成总体逆流流动，冷却水进出口温度分别为5℃和30℃。已知CS2 冷凝和冷却时传热系数（以外表面积为基准）分别为K1= 232.6和K2= l16.8 W/（m2·℃），问此换热器是否适用? 1.解：CS2冷凝的热负荷：Q冷凝＝250×356＝89000kJ/h＝24.72 KW CS2冷却的热负荷：Q 冷凝＝250×1.05×（46－10）＝9450kJ/h ＝2.6 KW 总热负荷Q 为：Q＝24.7＋2.63＝27.3 KW 冷却水用量q m2 为：q m2＝27.3 ＝0.261kg/s＝940kg/h 4.187×（30-5） 设冷却水进入冷却段的温度为t k，则有：0.261×4.187×（t k－ 5）＝2.6KW 解之得：t k＝7.38℃，则：（5 分） 冷凝段对数平均温差：Δ t m＝（46－30）－（46－7.38） ＝25.67℃ ln46 －30 46－7.38 所需传热面积： A 冷凝＝24.7/232.6×10－3×25.67＝ 4.14m2，（5 分） 冷却段对数平均温差：Δ tm＝（46－7.38）－（10－5）＝ 16.45℃ ln 46－7.38 （5 分）10－5 所需传热面积： A 冷却＝ 2.6/116.8×10－3×16.45＝ 1.35m2， 冷凝、冷却共需传热面积：Σ A i＝4.14＋ 1.35＝5.49m2， 换热器实际传热面积为：A0＝30×3.14×0.025×3＝7.065＞ΣA i ，所以适宜使用。（5分） ２．（20 分）某列管换热器由多根Φ 25×2.5mm的钢管组成，将流量为15×103kg/h 由20℃加热到55℃, 苯在管中的流速为0.5m/s ，加热剂为130℃的饱和水蒸汽在管外冷凝，其汽化潜热为2178kJ/kg ，苯的比热容cp为1.76 kJ/kg ·K,密度ρ 为858kg/m3，粘度μ为0.52 ×10-3Pa·s，导热系数λ为0.148 W/m·K，热损失、管壁热阻及污垢热阻均忽略不计，蒸汽冷凝时的对流传热系数α 为10×104 W/m2·K。试求： （1）水蒸汽用量（kg/h ）；（4分） （2）总传热系数K（以管外表面积为准）；（7 分） （3）换热器所需管子根数n及单根管子长度L。（9 分）

换热器局部腐蚀原因分析

换热器局部腐蚀泄漏原因分析及预防措施 陶志远 （山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州253000） 【摘要】对一台换热器换热管泄漏原因进行分析，并研究预防换热管泄漏措施，提高换热器运行周期，保证装置稳定运行。 【关键词】换热器泄漏局部腐蚀蒸汽加热 在化工生产中，由于工艺的需要，在流程中往往存在着各种不同的换热过程，换热器就是用来进行此项热传递过程的设备，它可以使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺的需要。换热器的稳定运行在工艺生产中起着相当重要的作用，一旦泄漏会严重影响工艺，造成两种流体混合，导致不安全因素的产生。 某公司甲醇装置中有一换热器为该装置关键设备，该换热器在投用一年后发生泄漏。 1设备技术参数 设备技术参数及操作数据见表1 筒体材质为16MnR（热轧状态），规格为∮1500mm*14mm,总高8152ｍｍ。管板材质为16Ｍｎ。厚度88ｍｍ，锻件。换热管材质为10#钢，规格∮25ｍｍ＊2.5ｍｍ，退火状态。折流板５件，厚度16ｍｍ，材质Ｑ235－Ａ．换热面积：669ｍ２。 表1 2泄漏情况 该换热器于2004年投入运行，2006年7月系统停车时发现泄露。打压试漏时发现有34根换热管泄露。其中有10根比较严重。由于当时生产任务较紧，该换热器堵漏完毕后，投入运行，没有做深入的分析。 堵漏完毕后的换热器投入运行3个月后又发现泄露，再次拆开检查维修。在这次检查时，发现有的换热管在距上管板90毫米处有断开，随即技术人员仔细检查。用焊条在换热器上管板上探测换热管内壁，发现大部分换热管在距管板90毫米处用焊条滑动时内壁不光滑。于是技术人员决定将换热管抽出一根检查。换热管抽出后，将怀疑有缺陷的部位刨开，发现该处有一不规则的环状凹坑（见图1），换热管内表面其他部位良好，这说明其他换热管也存在环状凹坑。通过查看设备制造图纸，换热器管板厚度为80毫米，凹坑距管板大约10毫米。

换热器基础知识测试题

换热器基础知识测试题 姓名：分数： 一、填空题（每空1分，共50分） 1、以在（两种流体）之间用来（传递热量）为基本目的的传热设备装置，称为换热器，又叫做（热交换器）。 2、换热器按作用原理和传热方式分类可分为：（直接接触式换热器）、（蓄热式换热器）（间壁式换热器）。 3、、离心式压缩机可用来（压缩）和（输送）化工生产中的多种气体。它具有：处理量大，（体积小），结构简单，（运转平稳），（维修方便）以及气体不受污染等特点。 4、换热器按传热面形状和结构分类可分为：（管式换热器）、（板式换热器）及特殊形式换热器。 5、管壳式换热器特点是圆形的（外壳）中装有（管束）。一种介质流经（换热管）内的通道及其相贯通部分（称为壳程）。它可分为：（浮头式换热器）、（U 型管式换热器）、套管式换热器、（固定管板式换热器）填料函式换热器等。 6、U型管式换热器不同于固定管板式和浮头式，只有一块（管板），换热管作为（U字形）、两端都固定在（同一块管板）上；管板和壳体之间通过（螺栓）固定在一起。 7、（换热管）是管壳式换热器的传热元件，它直接与两种介质（接触），换热管的形状和（尺寸）对传热有很大的影响。 8、写出下列换热管及其在管板上的排列名称分别为： （a）正三角形（b）转角正三角形（c）正方形（d）转角正方形 9、管壳式换热器流体的流程：一种流体走管内称为（管程），另一种流体走管外称为（壳程）。管内流体从换热管一端流向另一端一次，称为（一程）；对U 形管换热器，管内流体从换热管一端经过U形弯曲段流向另一端一次称为（两程）。 10、管板与换热管间的连接方式有（胀接）、（焊接）或二者并用的连接方式。 11、折流板的作用是引导（壳程流体）反复地（改变方向）作错流流动或其他形式的流 动，并可调节（折流板间距）以获得适宜流速，提高（传热效率）。另外，折流板还可起到（支撑管束）的作用。 12、换热器的水压试验压力为最高操作压力的（1.25~1.5）倍。 13、换热器的清洗方法有：（酸洗法）、（机械清洗法）、（高压水冲洗法）、海绵球清洗法。 14、写出下面编号的阀门类型:H（止回阀）、D（蝶阀）、J（截止阀）、A（安全阀）Z（闸阀）、Q（球阀） 15、阀门的密封试验通常为公称压力PN的）（1.1）倍。 二、不定项选择题（每题1分，共10分）

换热器的腐蚀分析正式样本

文件编号：TP-AR-L2856 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 换热器的腐蚀分析正式 样本

换热器的腐蚀分析正式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 (1)管子本身材料缺陷在腐蚀介质和高温条件 下，发生全面腐蚀和局部腐蚀；管内异物堆积产生点 腐蚀。 (2)管子与管板的接口采用强度焊、强度胀因苛 刻工况下产生胀力松弛而形成缝隙或应力，缝隙内介 质浓度高于壳程侧介质浓度，产生缝隙腐蚀；已胀段 和未胀管间过渡区，管子内外壁存在较大拉应力，易 产生应力腐蚀破裂；管子与折流板处产生局部应力集 中，加之间隙存在，腐蚀介质浓聚，其结合部位易产 生应力腐蚀。

(3)壳体焊缝及热影响区在高温、腐蚀介质环境下，焊接质量不好更易发生腐蚀。 (4)壳体与折流板材质的电解电位不同，折流板材质的电位高于壳体，壳侧介质为电解质，壳体内壁因此受电化学腐蚀。 (5)大多数换热器失效都发生在管子与管板的连接处。连接接头处的失效可能造成产品不合格及减产、环境污染乃至引发火灾或爆炸，造成装置被迫停产。近年来，管壳式换热器在腐蚀性介质作用下产生的低应力破坏，引起了国内外／‘大学者及工程人员的极大关注，它的严重性正是由于破坏发生在远低于材料屈服点应力的状态下，应力腐蚀裂纹就是低应力

2012传热学模拟试题及参考答案(华科)

第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1 ．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（） A ．复合换热、导热、对流换热 B ．导热、对流换热、复合换热 C ．对流换热、复合换热、导热 D ．复合换热、对流换热、导热 2 ．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。（） A ．等于 B ．大于 C ．小于 D ．可能大于、小于 3 ．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。（） A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（） A ．热对流 B ．复合换热 C ．对流换热 D ．导热 6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（） A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷诺准则反映了的对比关系？（） A ．重力和惯性力 B ．惯性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ A ．磨光的银 B ．无光泽的黄铜 C ．各种颜色的油漆 D ．粗糙的沿

9 ．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。（） A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．无法比较 10 ．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（） A ．辐射换热 B ．热辐射 C ．热对流 D ．无法确定 二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11 ．已知某大平壁的厚度为 10mm ，材料导热系数为 45W/(m · K) ，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。 12 ．已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003 （ m 2 · K ），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为340W （ m 2 · K ），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。 13 ．采用小管径的管子是对流换热的一种措施。 14 ．壁温接近换热系数一侧流体的温度。 15 ．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。 16 ．热对流时，能量与同时转移。 17 ．导热系数的大小表征物质能力的强弱。 18 ．一般情况下气体的对流换热系数液体的对流换热系数。 19 ．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。 20 ．是在相同温度下辐射能力最强的物体。 三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分） 21 ．稳态导热 22 ．稳态温度场 23 ．热对流 24 ．传热过程 25 ．肋壁总效率 四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）

(仅供参考)换热器泄漏原因分析及对策

换热器泄漏原因分析及对策 在装置运行和检修过程中，换热器泄漏是经常遇到的现象。就泄漏产生的形态而言，主要有腐蚀泄漏、磨损泄漏、静密封失效泄漏。原因有工艺方面的问题，也有设备的先天不足，还有施工习惯、质量控制等方面的缺陷。本文讨论的重点是通过加强对制造、安装、检修质量的控制来防止泄漏。 1·换热器芯子的泄漏 1.1管束与管板连接焊缝的泄漏 管束与管板间的连接有强度胀、强度焊、胀焊结合3种方式。强度胀如无过大的振动、温度变化和应力腐蚀，是比较理想的连接方式，但由于其工序复杂，对管束端部表面质量、硬度、管板的机加工精度、胀管经验要求很高，因此绝大部分芯子都是焊接方式。但该方式存在着不足：管束与管板的强度焊缝都是焊一遍，很容易出现焊接缺陷，因此，新制作的芯子在进行水压实验时从强度焊缝处泄漏是常有的事。同时，只进行强度焊接的芯子，管束与管孔之间存在着深且窄的间隙，焊缝在间隙内有很大的焊接残余应力，而且间隙中会积聚大量的Cl-，又处于贫氧状态，很容易产生缝隙腐蚀和应力腐蚀而出现腐蚀泄漏。1.2管束的腐蚀泄漏 1.2.1腐蚀泄漏的主要原因 （1）管束质量缺陷。管束表面往往存在着一些缺陷，如细小的砂眼、重皮、凹坑、局部擦伤等，这些缺陷可导致腐蚀的加强，容易产生泄漏。在制造管束的过程中，对管束的表面质量重视不够，认为只要试压不漏就行，实际上管束表面的这些缺陷往往是管束腐蚀泄漏的根源。

（2）折流板或支持板的负作用。主要表现在其管孔不合适或与管板间相互对中不好时会局部挤压管束。使受挤压处的防腐层难以涂上，如果由于外因而折流板或支持板相对于管束稍有错动，未防腐的部分就会裸露出来，从而加速管束的腐蚀。而且该处容易藏污纳垢，形成小的滞流区，导致缝隙腐蚀的产生。管孔外的锐角未去掉，穿管时会刮伤管束。另外，管孔不合适会造成管束的振动破坏。（3）吊装时钢丝绳对管束防腐层的破坏作用。在运输、安装过程中，采用的吊装工具几乎都是钢丝绳，由于其硬度高，很容易将管束的防腐层破坏，这也会造成腐蚀的产生。 （4）检修时吹扫、清洗、试压的负作用。检修时都是用蒸汽吹扫，用新鲜水清洗芯子和试压，而且试压从上水到放水经历的时间很长，结束后又不按要求吹干，这就会导致水分的增加，为腐蚀性介质的充分电离创造了条件；Cl-含量的增加，它们与管束中吸附的Cl-及H2S共同作用，会加剧腐蚀反应的进行；氧含量的增加，氧对碳钢芯子腐蚀起着很大的促进作用。水、腐蚀性介质、氧气的共同作用，使其腐蚀速度远高于水、氧含量低时的腐蚀速度。这就是“检修负效应”产生的主要原因。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式

换热器原理与设计(答案)

广东海洋大学 2013年清考试题 《换热器原理与设计》课程试题 课程号： 1420017 √ 考试 □ A 卷 □ 闭卷 □ 考查 □ B 卷 √ 考试 一．填空题（10分。每空1分） 1．相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数 较低。 2．对于套管式换热器和管壳式换热器来说， 套管式换热器 金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。 3．在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是 增加管外程数 和两台单壳程换热器串联。 4．在流程的选择上，腐蚀性流体宜走 管程，流量小或粘度大的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re ＞100)下即可达到湍流。 5．采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到强化。 6. 相对于螺旋槽管和光管，螺旋槽管的换热系数高. 7. 根据冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，横管 传热系数较高。 8.减小管子的支撑跨距能增加管子固有频率，在弓形折流板缺口处不排管，将 减小 管子的支撑跨距 9. 热交换器单位体积中所含的传热面积的大小大于等于700m 2/m 3，为紧凑式换热器。 10. 在廷克流动模型中ABCDE5股流体中，真正横向流过管束的流路为B 股流体,设置旁路挡板可以改善C 股流体对传热的不利 GDOU-B-11-302 班级： 姓 名： 学号： 试题共 4 页 加白纸3 张 密 封 线

影响。

二．选择题（20分。每空2分） 1.管外横向冲刷换热所遵循侧传热准则数为(C ) A. 努赛尔准则数 B. 普朗特准则数 C. 柯尔本传热因子 D. 格拉肖夫数 2.以下哪种翅片为三维翅片管( C ) A. 锯齿形翅片 B. 百叶窗翅片 C. C管翅片 D. 缩放管 3.以下换热器中的比表面积最小( A ) A．大管径换热器B．小管径换热器 C．微通道换热器 D. 板式换热器 4. 对于板式换热器，如何减小换热器的阻力(C ) A．增加流程数B．采用串联方式 C．减小流程数 D. 减小流道数。 5.对于板翅式换热器，下列哪种说法是正确的( C ) A．翅片高度越高，翅片效率越高 B．翅片厚度越小，翅片效率越高 C．可用于多种流体换热。 D. 换热面积没有得到有效增加。 6.对于场协同理论，当速度梯度和温度梯度夹角为( A )，强化传热效果最好。 A．0度B．45度 C.90度 D. 120度 7. 对于大温差加热流体(A ) A．对于液体，粘度减小B．对于气体，粘度减小 C．对于液体，传热系数减小 D. 对于气体，传热系数增大8. 对于下列管壳式换热器，哪种换热器不能进行温差应力补偿( B ) A．浮头式换热器B．固定管板式换热器 C．U型管换热器 D. 填料函式换热器。 9. 对于下列管束排列方式，换热系数最大的排列方式为( A ) A．正三角形排列B．转置三角形排列 C．正方形排列 D. 转正正方形排列。 10. 换热器内流体温度高于1000℃时，应采用以下何种换热器(A )

实验报告-极化曲线测量金属的腐蚀速度

课程 实 验 者 名 称 页数（ ） 专业 年级、班 同组者姓名 级别 姓 名 实验 日 期 年 月 日 一、目的和要求 1、 掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。通过测定Fe 在NaCl 溶液中的极化曲线，求算Fe 的自腐蚀电位，自腐蚀电流 2、论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用 二、基本原理 当金属浸于腐蚀介质时，如果金属的平衡电极电位低于介质中去极化剂（如H +或氧分子）的平衡电极电位，则金属和介质构成一个腐蚀体系，称为共轭体系。此时，金属发生阳极溶解，去极化剂发生还原。在本实验中，镁合金和钢分别与0.5mol/L 的NaCl 溶液构成腐蚀体系。 镁合金与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为： 阳极： Mg= Mg 2++2e 阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - 钢与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为： 阳极： Fe= Fe 2++2e 阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - 腐蚀体系进行电化学反应时的阳极反应的电流密度以 i a 表示， 阴极反应的速度以 i k 表示， 当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，i a =i k =i corr （i corr 为腐蚀电流），体系不会有净的电流积累，体系处于一稳定电位c ?。根据法拉第定律，即在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比，故可阴阳极反应的电流密度代表阴阳极反应的腐蚀速度。金属自腐蚀状态的腐蚀电流密度即代表了金属的腐蚀速度。因此求得金属腐蚀电流即代表了金属的腐蚀速度。金属处于自腐蚀状态时，外测电流为零。 极化电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。测量腐蚀体系的阴阳极极化曲线可以揭示腐蚀的控制因素及缓蚀剂的作用机理。在腐蚀点位附近积弱极化区的举行集会测量可以可以快速求得腐蚀速度。在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为： 其中 I 为外测电流密度，i a 为金属阳极溶解的速度，i k 为去极化剂还原的速度，βa 、βk 分别 为金属阳极溶解的自然对数塔菲尔斜率和去极化剂还原的自然对数塔菲尔斜率。 令?E 称为腐蚀金属电极的极化值，?E ＝0时，I ＝0；?E>0时，是阳极极化，I>0,体系通过阳极电流。?E<0时，I<0， 体系通过的是阴极电流，此时是对腐蚀金属电极进行阴极极化。因此外测电流密度也称为极化电流密度 测定腐蚀速度的塔菲尔直线外推法：当对电极进行阳极极化，在强极化区，阴极分支电流i k =0, )]ex p()[ex p(k c a c corr k a i i i I β??β??---=-=c E ??-=?)]ex p()[ex p(k a corr E E i I ββ?--?=)ex p(a corr a E i i I β?==

化工基础学习知识原理第五章-传热(检验测试题)

?小测验 ?第五章 ?第一章 ?第二章 ?第三章 ?第四章 第六章 第五章传热 1.翅片管换热器的翅片应安装在(A)。 A. α小的一侧 B. α大的一侧 C. 管内 D. 管外 2.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（C）。 A. 增加热阻，减少热量损失; B. 节约钢材、增强美观; C. 增加流体的湍动，提高传热效果。 3. 对流传热是由（C）因素产生的。 A. 流体分子的热振动（传导）; B.流体体内电子的移动; C. 流体质点的位移、扰动。 4.热量传递的基本方式是（D）。 A. 恒温传热和稳态变温传热; B. 导热给热和热交换; C. 气化、冷凝与冷却; D. 传导传热、对流传热与辐射传热 5.传热基本方程Q＝KAΔtm，式中的Δtm是指（B）的平均温度差。 A.器壁内外壁面; B.器壁两侧流体; C.流体进出口; D.器壁与流体之间。 6.流体主体与器壁间的对流传热,其热阻主要存在于（ C ）。 A. 流体主体内; B. 器壁内; C. 滞流内层中; D. 流体湍流区域内。 7.对一台正在工作的列管式换热器，已知αi＝116w/m2.K,α0＝11600 w/m2.K，要提高传热系数K，最简单有效的途径是（A ）。 A. 设法增大αi; B. 设法增大α0; C. 同时增大αi和α0。 8.用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（ B ） ? A. 蒸汽的温度； ? B. 空气的出口温度； ? C. 空气进、出口平均温度 9.（C）是指当间壁两侧泠、热流体之间的温度为1K时，在单位时间内通过单位传热面积， 由热流体传给冷流体的热能。 ? A. 导热系数λ； ? B. 对流传热系数ａ； ? C. 总传热系数K 10. 间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数ａ （B ）之值。 ? A. 大者； ? B. 小者； ? C. 两者； 11. 在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（ C ）。?A. α蒸汽 B. α空气 ?C. α蒸汽与α空气的平均值

金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案

金属腐蚀与防护试卷1 一、解释概念:（共8分，每个2分） 钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀 二、填空题：（共30分，每空1分） 1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。 2．在水的电位-pH图上，线?表示关系，线?表示关系，线?下方是的稳定存在区，线?上方是的稳定存在区，线?与线?之间是的稳定存在区。 3．热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征是，防止游离CO2腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在围为宜。 4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。 5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。 6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。 7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。 三、问答题：（共24分，每小题4分） 1．说明协调磷酸盐处理原理。 2．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么？ 3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么？ 4．凝汽器铜管用硫酸亚铁造膜的原理是什么？ 5．说明热力设备氧腐蚀的机理。 6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。 四、计算：（共24分，每小题8分）

析氢腐蚀？并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。（E 0Fe 2+/Fe = - 0.44） 2．写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式，并说明式中各项的物理意义。 3．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位： Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337V H 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V 2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V 问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀？ 五、分析：（共14分，每小题7分） 1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低？ 2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。 (25 15 20 pH o C) 9.80 9.60 9.40 9.20 9.00 8.802 3 4 5 6 7 8 9 10 R =2.8 R =2.6 R =2.4R =2.3R =2.2R =2.1 图1. 协调磷酸盐—pH 控制图

换热器的结垢与清洗

换热器结垢的原因及清洗。 换热器是合理利用与节约能源、开发新能源的关键设备。随着新技术、新工艺、新材料的应用，板式换热器以占地面积小、投资少、换热效率高等特点，逐步取代原的管壳式换热器。但由于板式换热器流通截面积小，结垢后容易产生阻塞，是板式换热器的换热效率降低的主要原因。 １结垢的原因分析 １．１以离子或分子状态溶解于水中的杂质 ａ．钙盐类：在水中的主要构成有Ｃａ（ＨＣＯ３）２、ＣａＣｌ２、ＣａＳＯ４、ＣａＳｉＯ３等。钙盐是造成换热器结垢的主要成分。 ｂ．镁盐：在水中的主要构成有Ｍｇ（ＨＣＯ３）２、ＭｇＣｌ２、ＭｇＳＯ４等。镁溶解在水中后，在受热分解后生成Ｍｇ（ＯＨ）２沉淀，构成泥渣或水垢。 ｃ．钠盐：主要构成有ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＨ－ＣＯ３等。ＮａＣｌ不生成水垢，但水中有游离氧存在，会加速金属壁的腐蚀；Ｎａ２ＳＯ４的含量过高会结盐，影响安全运行；水中的ＮａＨＣＯ３在温度和压力的作用下会分解出ＮａＣＯ３、ＮａＯＨ、ＣＯ２，使金属晶粒受损。 １．２以胶体状态存在的杂质 ａ．铁化合物：主要成分是Ｆｅ２Ｏ３，它会生成铁垢。 ｂ．微生物：由于循环水的水温、溶解氧等对微生物提供了有利

于繁殖的条件，微生物将大量繁殖。循环水的温度较高时，在水中投加磷酸盐等药剂，正好是微生物的养料，微生物的繁殖不但阻塞板片通道，有时还会堵塞管路，还会使金属腐蚀。 ｃ．污泥：冷却循环水中的污泥，来源于空气中的尘土及补充水中的悬浮物，逐渐沉积在流速较低的换热器中。 ｄ．粘垢：主要是微生物的分泌物与水中泥沙、腐蚀产物、菌藻残骸粘结而成，常常附着在换热器壁面上。 ２板式换热器结垢的清洗方式 ２．１清洗剂的选择 清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。有机酸主要有：草酸、甲酸等。无机酸主要有：盐酸、硝酸等。 换热器材质为镍钛合金，使用盐酸为清洗液．容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。多采用的是硝酸。硝酸清洗所用的缓蚀剂可为０．２％～０．３％的乌洛托平，加入０．１５％～０．２％的苯胺和０．０５％～０．１％的硫氟酸铵。经硝酸清洗并冲洗干净后的设备在空气中可自行钝化。 通过反复试验发现，选择甲酸作为清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加入缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。通过对水垢样本的化学试验研究表明，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。 ２．２清除水垢的基本原理 ２．２．１溶解作用：酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生

《换热器原理与设计》课程试题

《换热器原理与设计》课程试题 一．填空题（10分。每空1分） 1．相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数较低。 2．对于套管式换热器和管壳式换热器来说，套管式换热器金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。 3．在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是增加管外程数和两台单壳程换热器串联。 4．在流程的选择上，腐蚀性流体宜走管程，流量小或粘度大的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re＞100)下即可达到湍流。 5．采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到强化。 6. 相对于螺旋槽管和光管，螺旋槽管的换热系数高. 7. 根据冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，横管传 热系数较高。 8.减小管子的支撑跨距能增加管子固有频率，在弓形折流板缺口 处不排管，将减小管子的支撑跨距 9. 热交换器单位体积中所含的传热面积的大小大于等于 700m2/m3，为紧凑式换热器。 10. 在廷克流动模型中ABCDE5股流体中，真正横向流过管束的流 路为B股流体,设置旁路挡板可以改善C股流体对传热的不利影响。 二．选择题（20分。每空2分） 1.管外横向冲刷换热所遵循侧传热准则数为(C ) A. 努赛尔准则数 B. 普朗特准则数 C. 柯尔本传热因子 D. 格拉肖夫数 2.以下哪种翅片为三维翅片管( C )

A. 锯齿形翅片 B. 百叶窗翅片 C. C管翅片 D. 缩放管 3.以下换热器中的比表面积最小( A ) A．大管径换热器B．小管径换热器 C．微通道换热器 D. 板式换热器 4. 对于板式换热器，如何减小换热器的阻力(C ) A．增加流程数B．采用串联方式 C．减小流程数 D. 减小流道数。 5.对于板翅式换热器，下列哪种说法是正确的( C ) A．翅片高度越高，翅片效率越高 B．翅片厚度越小，翅片效率越高 C．可用于多种流体换热。 D. 换热面积没有得到有效增加。 6.对于场协同理论，当速度梯度和温度梯度夹角为( A )，强化传热效果最好。 A．0度B．45度 C.90度 D. 120度 7. 对于大温差加热流体(A ) A．对于液体，粘度减小B．对于气体，粘度减小 C．对于液体，传热系数减小 D. 对于气体，传热系数增大8. 对于下列管壳式换热器，哪种换热器不能进行温差应力补偿( B ) A．浮头式换热器B．固定管板式换热器 C．U型管换热器 D. 填料函式换热器。 9. 对于下列管束排列方式，换热系数最大的排列方式为( A ) A．正三角形排列B．转置三角形排列 C．正方形排列 D. 转正正方形排列。 10. 换热器内流体温度高于1000℃时，应采用以下何种换热器(A ) A．辐射式换热器B．强制对流式换热器 C．自然对流式换热器 D. 复合式换热器。 三．名词解释(15分，每题5分) 1.布管限定圆(5分)

腐蚀电化学实验报告

精心整理 腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰 一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1均匀腐抑制剂及以免产生所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。 孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。

间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀 粒间腐蚀是发生在合金晶界及晶界附近的局部腐蚀现象。在正常情况下，若金属均匀腐蚀时，晶界的反应只会稍快于基地的反应。但在某些情况下，晶界区域会变得很容易起反应而导致粒间腐蚀，如此会使合金的强度下，甚至导致晶界分裂。 应力腐蚀 金属 播时， 当腐蚀 当金 因此摩擦 2-2腐蚀速率之测试 在实验室中一般用来评估材料的耐蚀性及腐蚀行为有下列几种方式： (1)计划性间歇测试法(Planned-intervaltests) 腐蚀反应是涵括环境反应与金属反应两者。计划性间歇测试法(ASTMG31)可显示两件事：环境之侵蚀性(corrosivity,reactivity)是如何随时间在改变，以及金属腐蚀度(corrodibility)是如何随时间在改变，溶液侵蚀性是由于腐蚀生成物浓度增高，溶液中所含原侵蚀性物种逐渐消耗短缺，或因微生物在溶液中生长或死亡等原因而随时间在改变。金属腐蚀度通常会因腐蚀生成物有趋势在金属表面

换热器管束腐蚀案例分析及预防

换热器管束腐蚀案例分析及预防 发表时间：2020-01-18T09:19:09.970Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：盛洁 [导读] 摘要：管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。 国核电力规划设计研究院有限公司北京市 1000095 摘要：管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。换热器是化工装置中重要的设备之一。换热器工作原理是由管壳程中两种不同介质再在换热管壁两侧进行流动，达到动态平衡来起到冷热介质热量交换的作用。常用的换热管尺寸为Φ19x2和Φ25x2．5。常规化工设备，碳钢设备腐蚀量取2mm到2．5mm，设备壁厚最薄取8mm，所以与其他化工设备相比较换热管的壁厚特别薄，容易进行产生腐蚀穿透的现象。一旦换热管发生腐蚀穿透现象，换热器中压力高侧介质会流入压力低侧介质，破坏压力平衡，物料平衡和温度平衡状态。介质泄露会引发下游物料被掺混、催化剂中毒、计划外停产检修的事故。对于泄露的管束，一般无法进行更换，通常采用的维修方法为通过对壳程打压的方式找出泄露的换热管，将泄露的换热管两端用管堵堵住。堵住以后此换热管封闭，换热器面积会减小。当换热器管热面积小到无法满足换热性能要求，则需要更换换热器。文章以某工厂为例，对其换热器管束腐蚀情况进行了详细的分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。 关键词：换热器；管束；防腐蚀 引言：合理设置换热器结构，规避不必要的腐蚀，决定着化工生产装置长期稳定的运行及安全的生产。换热器作为化工生产装置中重要部分，对换热器结构设计提出了特殊的要求。设计人员需要储备扎实的基础知识和丰富的工程经验，设计前充分考虑各种影响因素，设计出满足长期运行的换热器设备。 1.换热器目前的运行工况 某工厂甲醇-凝结水换热器1190-E1102A/B管束与管板自2017年4月份以来连续泄漏5次，泄漏频率明显提高，严重制约生产，烯烃中心申请质量技术部委托设计院，对此换热器的材质和工况进行重新核准，核准此管板和管束材质能否长期满足此工况运行，如果材质比较低，请给出升级后的材质建议，便于中心立刻上报采购计划，解决换热器泄漏的难题。管程：介质凝结水，出入口工作温度120/162℃，工作压力0．3MPa。壳程：介质甲醇，出入口工作温度76/100℃，工作压力0．8MPa。 2.换热器目前材质 规格型号BJS1300-2．5-465-6/25-41，管板材质16MnIII，换热管材质10#钢，每台管束共有1024根换热管，4管程，单台换热面积为467．1平方，上下重叠式安装。管程介质凝结水，壳程介质甲醇。 3.腐蚀介质的影响 换热器管程介质为加氢反应流出物，管程操作温度为240～260℃，操作压力为3.5ＭＰａ，该环境下加氢反应流出物中的腐蚀介质硫化氢、氨、水、氯化氢、氢均呈气相存在，可能对管束造成硫化氢＋氢气腐蚀和氢损伤，而管束材质选用了耐硫化氢＋氢气腐蚀和氢损伤的0Crｒ18ni10Ti奥氏体不锈钢，因此，其腐蚀轻微。腐蚀介质中虽含有氯元素，但其以气相化合物的形式存在，不可能导致管束性氯化物应力腐蚀开裂。因此，管程腐蚀介质不是导致管束开裂的主要影响因素。换热器壳程介质为冷低分油，操作温度为144～219℃，操作压力为0.6ＭＰａ，该环境下冷低分油中存在液相水，部分腐蚀介质溶于水中形成电化学腐蚀溶液，对换热管造成腐蚀。该冷凝水ph值为9.12，呈碱性，硫化氢含量较高，氯离子及铁离子含量较低。碳钢和低合金钢对硫化物应力腐蚀开裂比较敏感，而0Crｒ18ni10Ti奥氏体不锈钢对氯化物应力腐蚀开裂比较敏感，因此，冷低分油中的腐蚀介质氯化物给换热管的应力腐蚀开裂提供了腐蚀环境。 4.换热器目前泄漏维修状况 自2017年4月至今，共计检修5次。累计A台堵管70根，B台堵管120根。其中B台凝结水出口管程已经堵漏1/3，对工艺生产造成重大影响，能耗增加。 案例分析：（1）从腐蚀方面考量：本换热器管壳程介质为凝结水和甲醇，碳钢材质对此介质均有良好内腐蚀性，且从业主拍的换热器截面图片看，管束一侧有较多的管子腐蚀，说明不属于腐蚀导致管子泄露。如果是因为介质腐蚀导致管子泄露，则会均匀的有泄露换热管存在，不会集中在换热器某一区域。（2）从冲刷方面考量：本换热器壳程流量为236842kg/h密度741．06～711．25kg/m3入口管为DN300，出口管线为两个DN250。入口流量ρv2为1193．67kg（m．s2）因为壳程含有0．0015%酸值壳程介质为有腐蚀液体，在流速ρv2＞740kg/（m．s2）会产生冲刷腐蚀情况。本设备壳程一个入口两个出口，入口DN300，出口DN250。DN300管口流通截面积为0．07065m2，一个出口流通截面积为0．049m2，两个出口流通截面积合计为0．098m2。在不介质密度影响不大的状态下壳程介质由壳程入口进入换热器，自设备出口流出时，换热器出口截面积大于入口截面积，壳程介质流体流速会更低一些[1]。如果由于两个出口由于配管等因素，压力降不同会导致在此换热器中壳程介质会发生壳程流体流向压力低侧，即绝大部分壳程流体流向一端出口。则可能会在壳程出口处出现流速激增，加重冲刷腐蚀现象。（3）从折流板方面考量：换热器壳体内有折流板以引导壳程流体在壳程中穿行。因为折流板与壳程流体垂直，且同一块折流板有死区，有缺口，所以在壳程流体冲击情况下会产生振动。换热管穿过折流板但并没有焊接，所以折流板如果发生振动，会对换热管产生割锯作用。如果折流板一端振动，振动区域附近换热管均会受此影响。换热器管束腐蚀预防：在重新设计换热器时，要采取相应