I. Коррозия — главный убийца теплообменников
Два теплоносителя разделены тонкой стенкой, и одна или обе стороны часто агрессивны (сульфиды в дымовом газе, хлорид-ионы в охлаждающей воде, кислоты и щёлочи в технологических средах). Чем тоньше стенка и сложнее среда, тем чаще приходит коррозия. Распространённые формы:
| Форма | Особенность | Причина |
|---|---|---|
| Равномерная коррозия | Общее истончение поверхности | Полное погружение, однородная среда |
| Точечная коррозия (питтинг) | Локальные глубокие язвы | Хлорид-ионы, дефекты поверхности |
| Коррозия в щелях | Концентрируется на уплотнениях/в застойных зонах | Под прокладками, рядом со сварными швами |
| Коррозионное растрескивание под напряжением | Трещины вдоль направления напряжения | Растягивающее напряжение + определённая среда |
| Эрозионная коррозия | Износ на обтекаемых поверхностях | Высокая скорость, частицы |
II. Как выбрать материал
- Нержавеющая сталь 304/316: Общего назначения, стойка к атмосфере и воде, но только 316 лучше сопротивляется точечной коррозии от хлоридов;
- Титан: Крайне стоек к хлоридам, первый выбор для морской воды и сред с высоким содержанием хлоридов, но дорог;
- Никелевые сплавы (например, 825, C276): Сильная коррозионная стойкость, высокотемпературные условия;
- Алюминиевый сплав: Лёгкий первый выбор для теплообмена воздух-воздух, но не стоек к кислотам/щелочам;
- Покрытие/футеровка: Углеродистая сталь + антикоррозионное покрытие, снижает стоимость, изолируя среду.
III. Больше, чем выбор материала: системная защита
- Катодная защита: Протектор или наложенный ток для подавления электрохимической коррозии;
- Управление качеством воды: Контроль pH, хлорид-ионов, жёсткости; добавление ингибиторов коррозии и накипи;
- Конструктивные ошибки: Уменьшать щели и застойные зоны; избегать прямого контакта разных металлов (гальваническая коррозия);
- Контроль скорости потока: Слишком высокая вызывает эрозию, слишком низкая способствует отложениям; выбирать экономический диапазон.
При выборе дайте инженеру-материаловеду четыре элемента «состав среды + температура + скорость потока + обслуживание», что гораздо надёжнее, чем угадывание по опыту.