一、电化学腐蚀(最常见,循环冷却水为主因)
1. 点蚀(孔蚀)
介质诱因:水中氯离子 Cl⁻、溴离子,海水、循环凉水、地下水
原理:Cl⁻穿透金属钝化膜,形成局部腐蚀小孔,穿孔泄漏
易发材质:304 不锈钢最容易;碳钢高氯离子下大面积锈蚀;2205、ND 钢抗性更强
换热器高发区:管板管口、缝隙、水流滞流区、水垢覆盖下方
2. 缝隙腐蚀
介质:含氯冷却水、弱酸性循环水
位置:管子与管板胀接缝隙、法兰垫片底部、污垢堆积夹缝
机理:缝隙内缺氧,氯离子浓缩,腐蚀速度远超裸露金属
3. 电偶腐蚀(异种金属搭配必出现)
工况:碳钢管板 + 不锈钢换热管、碳钢支架 + 钛管、镀锌构件 + 不锈钢
冷却介质导电(水)形成原电池,活性高的碳钢快速锈蚀穿孔
典型场景:碳钢做 99 防腐涂层破损处,裸露碳钢加速腐蚀
二、均匀全面腐蚀(碳钢换热器主要失效形式)
介质:偏酸性冷却水(pH<6.5)、含 CO₂溶解碳酸、含硫污水、软化水
表现:金属整体均匀变薄,壁厚逐年减薄
来源:
循环水二氧化碳溶解生成碳酸
水中有机酸、微生物代谢产酸
未投加缓蚀剂的开放式冷却塔循环水
三、微生物腐蚀(冷却循环水头号隐形腐蚀)
硫酸盐还原菌 SRB
介质:缺氧凉水、淤泥污垢底层;产生 H₂S 硫化氢,形成硫化亚铁腐蚀层,加速点蚀
铁细菌
吸附水中铁离子形成锈瘤,锈瘤下方形成缺氧缝隙,诱发孔蚀
黏液菌、藻类
形成生物黏泥,隔绝缓蚀药剂,局部介质浓缩、酸度升高
适用设备:开式冷却塔配套管壳式、空冷器管束
四、介质特殊组分带来的专用腐蚀
1. 硫化氢腐蚀(炼化、煤化工循环水)
冷却介质携带微量 H₂S,产生湿硫化氢腐蚀:
氢鼓泡、氢致开裂(HIC):Q345R、15CrMo 管板高发
硫化物应力开裂:焊缝、胀接应力位置极易裂纹泄漏
2. 氨 / 铵根腐蚀
工艺冷却介质含氨,碱性环境下破坏不锈钢钝化膜,造成换热器管口裂纹腐蚀
3. 溶解氧腐蚀(开放式冷却系统)
开式冷却塔大量溶氧,氧为阴极去极化剂,大幅加快碳钢锈蚀;密闭软水系统腐蚀轻微。
4. 酸碱介质腐蚀
酸性冷却水(酸洗残留、化工漏料):快速溶解碳钢,不锈钢短期点蚀
高碱水(pH>9.5):高温工况下不锈钢碱脆开裂
五、应力辅助类腐蚀(冷却介质 + 温度 + 应力协同)
1. 氯离子应力腐蚀开裂(SCC)
冷却水中 Cl⁻+ 温度>60℃+ 焊接 / 胀接应力
304 不锈钢管束最典型:表面无明显锈蚀,直接出现穿透性裂纹
2. 冲刷腐蚀(湍流冷却介质)
高速循环冷却水、含泥沙杂质凉水:水流冲掉金属表面钝化膜 / 缓蚀膜,持续冲刷减薄管壁
高发位置:管口入口、弯头、折流板冲刷区域
六、水垢、污垢浓缩加剧腐蚀(间接介质腐蚀)
冷却水中钙镁离子结垢,垢层下方:
氯离子、酸根不断富集,局部浓度是水体几十倍,诱发严重局部腐蚀;
也是监测换热器用来模拟实际腐蚀的核心原理。
简单分类总结(方便现场区分)
离子型腐蚀:氯离子点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀
酸碱气体腐蚀:CO₂碳酸腐蚀、H₂S 湿硫化氢腐蚀
生物腐蚀:各类细菌黏泥腐蚀
力学协同腐蚀:冲刷腐蚀、应力腐蚀开裂
通用整体腐蚀:均匀全面锈蚀
东营胜亚防腐工程有限公司,专业的各种冷换设备防腐专家。