由于化學鍍Ni-P技術從高等院校研究轉換為廠家生產,從小工件生產較快地演變?yōu)閾Q熱器大工件的施鍍、工藝與質量管理難免出問題,如預處理與施鍍控制等,若稍有松懈,就會帶來麻煩。隨著Ni-P鍍層換熱器應用逐漸增多,相應的由于鍍層質量而帶來的失效事故也時有發(fā)生,有時鍍層換熱器使用壽命甚至遠低于碳鋼。追究原因主要是鍍層有微孔與孔隙,這就失去了屏障作用。雖然有時鍍層的孔隙在使用過程中因形成不溶性腐蝕產物被堵塞,使基體不致于腐蝕,但鋼基體鍍層在酸性環(huán)境,如含HCl、H2SO4等介質中不可能形成不溶性產物,尤其在溫度較高的腐蝕環(huán)境中,由于Cl-、S2-等侵蝕性離子通過鍍層孔隙滲透到鋼基體,使電位較正的Ni-P與較負的Fe之間形成電位差,產生嚴重電偶腐蝕,使小孔擴展為孔腔,最后使管壁泄漏。理論上Ni-P化學鍍層上可達到無孔隙,但實際工程中很難得到無孔隙鍍層。某根管子某部位鍍層針孔而造成的泄漏將造成整臺換熱器的事故停車。

為減少Ni-P鍍層的缺陷,提高耐腐蝕性與設備使用壽命,可采用如下對策:(1)嚴格控制化鍍工藝,消除不必要的鍍層缺陷。如加強鍍液分析,保持鍍液中主鹽與還原劑含量相對穩(wěn)定,PH處于最佳范圍。鍍液最好應有自動管理系統。鍍液老化應予以報廢。加強鍍液過濾,采用1～5μm濾孔的過濾機或過濾袋,以除去外來或化鍍過程中產生的各種雜質。尤其是鍍液組份穩(wěn)定劑中鉛、鎘或硫會使鍍層的耐蝕性降低,故應控制與改進。增加空氣攪拌也能減少鍍層缺陷與粗糙。(2)增加鍍層厚度,國外用于防腐目的的鍍層厚度推薦為75μm(3mils)[8],如化工用換熱器Ni-P鍍層厚即是75μm[1]。而國內一般廠家施鍍厚度多為40～60μm,有的鍍層還不到此數,如<25μm,易造成早期失效。但追求較高厚度,會使成本增加。(3)正確進行預處理,如在常規(guī)堿洗除油前增加一道烘烤工序。除銹不宜用噴砂,應采用高效的酸洗工藝?；罨簯洺８碌却胧?以減少孔隙率與提高結合力。(4)選擇合適的絡合劑,鍍液中絡合劑種類與鍍層孔隙率有關。試驗證實,使用磷酸、乳酸,鍍層的耐蝕性較好。(5)采用Ni-W-P,Ni-Sn-P三元化學鍍,其鍍層孔隙率較少,即耐蝕性優(yōu)于Ni-P鍍層。如在Ni-P鍍底層上再鍍以Ni-W-P或Ni-Sn-P,比單一Ni-P鍍層耐蝕性有提高。(6)Ni-P鍍后進行鈍化處理,一般采用鉻酸或重鉻酸鹽溶液處理,實際上耐蝕性提高有一定限度。(7)Ni-P鍍后進行有機涂料封孔處理,但需解決鍍層與涂層的結合問題。(8)確保鍍層中P含量>10%,鍍層的鈍化程度和抗蝕性能一般與鍍層內P含量有關,含P量>10%的Ni鍍層,其抗蝕性比含P量低的鍍層要好。如含P量從10.5%降至4.5%,耐蝕性降為原來的1/3。(9)Ni-P鍍層耐蝕性還與設備使用溫度有關,應避免在較高溫度下使用。200℃以下對鍍層結構無影響,因而耐蝕性幾乎不變。在260℃以上鍍層結構開始發(fā)生變化,鍍層內形成Ni3P顆粒,若在400℃以上鍍層開始結晶,失去非晶態(tài),而且折出的Ni3P,使鎳鍍層中P含量下降,導致耐蝕性大大降低(雖提高了硬度與耐磨性),形成的Ni3P還會使鍍層收縮和形成微裂紋,使基體直接受到介質侵蝕。一般建議在380℃以下使用。6鍍層+涂層聯合防腐換熱器的開發(fā)

根據實際需要,可以針對性地選用耐高溫、而腐蝕、防結垢結焦的有機涂料,如含氟涂料,這樣組成的復合涂鍍技術將有令人滿意的使用效果。鍍層+涂層聯合防腐蝕技術工藝流程:堿性除油→水洗→酸洗除銹→水洗→活化→水洗→化學鍍Ni-P→水洗→活化→鈍化→水洗→烘干→涂底漆→烘干涂面漆→烘干→質量檢驗7小結

當前石化企業(yè)換熱器防腐問題越來越突出,化學鍍Ni-P技術應運而生,已成為解決這一問題的重要手段。但由于一些化鍍廠家工藝與質量控制不嚴,造成了一些鍍層設備失效事例。造成這種失效的主要原因是鍍層存在微孔。為解決鍍層孔隙較高的弊病,開發(fā)了各種封孔技術,尤其是在Ni-P鍍層基礎上,通過化學轉化處理,形成中間層,再涂敷有機涂料,形成三層復合涂鍍防腐技術,有望能以相對較低的成本,順利解決溫度較高,含Cl-、H2S等腐蝕性較強的工藝介質的換熱器防腐防垢防焦的難題,可代替不銹鋼,并完全可排除不銹鋼的應力腐蝕破裂的危險。當然這應當根據實際工況條件(介質與溫度),針對性地對換熱器芯子外殼,管程或整體選用Ni-P鍍層,有機涂層或Ni-P鍍層+有機涂層,建議根據國內外的成功經驗進行設計與選用,并應加強產品的質量檢測。