一、汽輪機設備如何會産生管闆腐蝕
此冷凝器為汽輪機冷凝器,采用列管式交互換熱方法,冷凝器是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實現物料之間熱量傳遞的節能設備,是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體,使流體溫度達到流程規定的指标,以滿足工藝條件的需要,同時也是提高能源利用率的主要設備之一。
列管式冷凝器是利用循環冷卻水的溫度來控制殼程介質溫度的,在運行過程中當殼程介質溫度高時靠冷凝器對殼程介質進行降溫,冷卻循環水在管束内流動,殼程介質在殼體内管束外流動,通過兩者的熱量交換,進而使殼程介質達到工藝要求溫度的目的。由于在使用過程中,循環冷卻水在管束内流通,極容易因為循環水中雜質沖刷造成管闆上管束焊接口處腐蝕滲漏。另外在運行中,管束内輸送的水就是一種電解質,因此冷凝器管闆腐蝕原因還有一部分帶有電化學的性質,水内雜質對腐蝕影響最大的就是水中的溶解氧,水的PH值會明顯影響冷凝器管闆的腐蝕速度。因此,一旦出現腐蝕滲漏問題勢必會造成内部介質串流情況,嚴重影響産品質量和設備安全運行,若介質為特殊介質,嚴重時則會導緻安全事故。
二、企業汽輪機冷凝器管闆設備問題分析
1.問題分析
換熱器的材料一般以碳鋼、不鏽鋼和銅為主。設備在鑄造過程中出現沙眼等情況,設備使用時因管闆部分結垢嚴重,每次使用高壓水清洗或傳統化學酸洗後,極易造成管闆面腐蝕。其次水中的離子及電化學腐蝕問題也是造成企業換熱器管闆腐蝕的主要原因,嚴重影響換熱器的使用壽命,給企業造成了大量的損失。長期以來這一問題得不到妥善解決,成為行業難題。
2.設備參數
設備名稱 汽輪機冷凝器
損壞部位 管闆
損壞形式 腐蝕
連接方式 強度焊加貼脹
管程介質 循環水
殼程介質 蒸汽
管束材質 S30408
管闆材質 碳鋼
工作溫度 60℃左右
工作壓力 0.86MPa
闆面直徑 Φ2950mm
管束直徑 Φ25mm
管束數量 3850
3.現場圖片
三、冷凝器管闆腐蝕設備修複工藝
傳統修複工藝:
對于管闆表面的腐蝕,企業往往通過改變冷凝器的材質來提高防腐蝕性能,這樣将投入大量的資金。但是随着使用時間的推移,管闆表面腐蝕的現象會再次出現,所以這種方法隻能延緩冷凝器的腐蝕周期,也無法從根本上解決冷凝器管闆表面的腐蝕現象。
複合材料修複工藝:
高分子複合材料現場修複技術即節省時間又可降低修複費用。高分子複合材料有着優異的粘着力和耐腐蝕性能,防止整個管闆表面,尤其是焊縫及漲接部位進一步腐蝕滲漏。複合材料防腐材料是一種在浸泡環境下的抗高溫、抗強化學腐蝕保護的材料,主要應用于強化學物質和高溫環境。對氨、氮、鹽酸、冰狀醋酸和甲醇都有極好的抗腐蝕能力;用于高溫,強腐蝕,一般塗料不能工作的環境;可修複和保護各種搪瓷罐體、金屬罐體、管道、閥門,避免腐蝕;特别用于浸泡環境下的高溫,強化學腐蝕的設備修複和整體保護。
複合材料噴塗施工工藝,通過使用低壓霧化噴塗技術,其低的霧化氣壓和低空氣射流速度非常适合我們材料的噴塗,低的霧化塗料運行速度改善了塗料從被塗物表面反彈出來的情況,節省了材料。噴塗施工周期較短,而且在處理縫隙及管束根部角落時顯得特别靈活,短時間就能完成大面積管闆面的施工,通過噴塗工藝施工的管闆面,平整度非常優異,各管束縫隙能夠完全覆蓋。
此設備腐蝕情況,冷凝設備的管程内主要介質為循環水、蒸汽為主。根據介質特性我們匹配了複合材料128S高分子複合材料進行塗層噴塗施工。複合材料128S高分子複合材料操作時間長,流平性好,表面光澤度高,耐水性和耐磨性好,适合大面積防腐保護。
四、冷凝器管闆保護修複方案概述
脹接式管束的管闆進行操作防腐工作時,首先要檢查管束伸出管闆面的長度,由于脹接式的冷凝器具有管束密度大的特點,在噴塗材料時,噴塗效果易受管束長度影響而造成噴塗不勻,因此在操作脹接式管束的管闆防腐工作時,先要檢查管束伸出管闆面的長度,必要時裁切管束(如下圖所示)。
防腐處理時首先對管闆面進行噴砂處理,去除表面鏽等污垢,先塗抹2211F對管闆面凹坑做修複處理,然後使用128S防腐材料對管闆表面進行整體防腐保護。
五、現場管闆防腐保護操作步驟
1.準備工作:對冷凝器進行清洗,清洗完成後拆卸封頭,保證施工安全,留出可操作空間。對施工用配電箱等設備連接電源并安置到安全位置。據環境濕度、溫度等情況确定合理的施工時間。
2.打壓測漏:按照額定壓力打壓測漏,如果有漏點,處理好漏點後再進行施工。
3.搭建腳手架:根據甲方安全要求搭建符合安全标準的腳手架,甲方驗收合格進行使用。
4.清理管束:使用壓縮空氣(無水無雜質)将管束内存留的水份吹幹,(管束内無水可忽略此步驟)。
5.保護管束:管束塞橡膠保護塞,避免噴砂對管束造成傷害。
6.搭建防塵罩:根據要求在冷凝器周邊搭建防塵措施,避免造成環境污染。
7.表面處理:對管闆表面進行噴砂處理,去除表面鏽迹及雜質,露出金屬原色,檢查驗收。
8.清潔表面:去除管束口塞子,使用壓縮空氣将管闆表面灰塵等附着物吹掃幹淨,做到幹淨、幹燥、堅實。(間隔時間較長可噴刷複合材料預處理,避免生鏽)
9.準備複合材料FSL-Q100型噴槍,确認足夠壓力的壓縮空氣,安裝固定壓縮空氣軟管,确認并安裝固定2:1比例噴槍推盤。
10.加熱材料,材料升溫至50-60℃,保證材料良好霧化。
11.噴塗材料,确認材料正常霧化後,直接對管闆表面進行噴塗,噴頭與闆面距離控制在30-40cm,均勻噴塗。噴塗兩遍,單層塗層厚度約200μm(0.2mm),總厚度約400μm(0.4mm),第二遍噴塗時可适當調整噴塗方向以确保噴塗無死角。
12.材料固化後進行厚度檢測,确認驗收後即可投入使用。
六、現場圖片
七、采用複合材料進行管闆保護的總結
通過此次複合材料塗層技術在冷凝器管闆上的應用,證明複合材料塗層技術可以很好的應用在設備的腐蝕問題上。複合材料技術充分利用設備運行環境相對應複合材料的綜合性能來定制針對性的修複方案和嚴謹科學的實施修複步驟,改變了用戶的傳統修複手段,實現了現場短時間的修複難題,保證了設備的正常運行;工藝簡便、費用低廉,實現了生産成本的合理控制。
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