碱液蒸发系统设备的腐蚀

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隔膜烧碱蒸发的主要设备是蒸发器，用于自然循环的结构多为标准式、悬框式，少数有外沸式的列文蒸发器。当采用强制循环工艺时，蒸发器加热管内充满料液，溶液在管内不沸腾，由于循环速度大，溶液在被加热过程中不易不管壁上结晶析出和附着。

　　强制循环蒸发器分为外循环式和内循环式，Swenson蒸发器属外循环式，Zaremba蒸发器则属内循环式。

　　在蒸发器的各个部分中，损坏较多的是加热室，采用碳钢或不锈钢制作的加热室，因腐蚀损坏的情况大致可分为如下三种。

　　1、换热管大多均匀减薄而发生泄漏，管壁可清楚看出磨痕，漏洞处薄如刀片。这是由于在电解碱液于较高温度下进行蒸发浓缩过程中，始终存在着NaCl、Na2SO4、Na2CO等盐类结晶体的冲刷磨蚀，加上NaOH的腐蚀以及上述盐类的悬浮液腐蚀。冲刷腐蚀使得管壁无法形成钝化膜，从而均匀减薄直至损坏。

　　2、换热管与管板的焊接区（或胀管区）及管板附近管段出现裂纹或穿孔而发生泄漏。其主要原因是应力腐蚀开裂，应力来自于焊接（或胀接）等制造过程和安装时的残余应力和装配应力，亦来自设备操状态的工作应力与温差应力。而碱液的浓度与温度，对材料的应力腐蚀影响很大。对于浓效蒸发器的加热室来说，42%以上的浓度、110℃或更高的温度，使得换热器处于应力腐蚀破裂状态下。另外，隔膜电解液中存在的高浓度Cl-及少量的ClO3、SO42以及蒸发浓缩过程中的物料局部结疤过热，亦是发生应力腐蚀破裂和局部腐蚀穿孔的重要原因。

　　3、换热管与管板间的焊缝存在气孔、砂眼、未汗透等缺陷而发生泄漏，检修时可见管板上的管端焊缝，有的整个被加热蒸汽吹掉，有的从一侧翘起。

　　根据碱液蒸发器各部件的腐蚀情况，可依次采用碳钢、不锈钢、镍材和镍基合金制作。例如碱液浓度高达38%、温度达145℃的三效逆流的一效蒸发器，为了避免设备的频繁检修，就必须采用镍材制作。

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对于楼主的以上问题，我们有如下建议：
1、管端均匀减薄，对类似设备在管端安装衬管（材料比母管的要高一个级别），牺牲衬管保护母管。
2、焊接区（或胀管区）应力大，建议采用液压胀管，胀接均匀应力小。
3、换热管与管板间的焊缝存在气孔、砂眼。不管先焊后涨还是先胀后焊，都有一些问题。在要求设计寿命60年的核电换热器，先采用焊接定位器将换热管中心定位，并且留有焊接气体逃逸通道，避免焊接最后出现气孔。附图供参考

于理想

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