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可拆式板式換熱器板片腐蝕老化分析

       可拆式板式換熱器作為一種緊湊的換熱設備,盡管其發展已有好多年歷史,且在一些部門(如食品、制藥、氯堿等行業)有著的應用,但是由于其耐溫、耐壓、耐腐蝕等能力的不足而制約了其應用范圍。我公司某廠離子膜車間蒸發工段,采用兩臺MB100型可拆式板式換熱器并聯對堿液進行冷卻,換熱器熱流體入口介質是溫度在8 5℃以上的堿液(含少量鹽),出口溫度約為50℃。板片熱交換器材質為304不銹鋼板,壓制成人字形0.6m m厚度波紋板,由具有反向左右的人字溝槽組成迷宮式的流體通道。經二年使用,可拆式板式換熱器出現滲漏,采取可拆式板式換熱器防泄漏措施一個月后要停車檢修整體替換。下面簡要分析下該可拆式板式換熱器失效的原因。
       可拆式板式換熱器使用時出現泄漏,其原因除板片腐蝕外,密封墊片材料的失效也是個重要因素。主要存在以下方式:①橡膠密封墊片材料在與流體接觸時,當某流體組份滲入橡膠,有時可萃取其中的可溶解物質,導致產生橡膠密封墊片的溶脹;②鹵素的存在和臭氧的作用使密封墊片變軟或使其發生應力腐蝕開裂。③在某些條件下,在高溫下,彈性材料會分解并釋放出化學物質,而這些物質本身會腐蝕板片材料,比如FPM橡膠會釋放氧。拆卸該可拆式板式換熱器后,發現板片冷流體端表面光亮,局部有少量黑色垢狀物,腐蝕坑數量較少并未穿透,且腐蝕坑中有黑色沉積物,故可推斷為密封墊片腐蝕存在。
       流體壓力
       可拆式板式換熱器在額定工作壓力之內使用時出現泄漏,除設備在制造裝配方面的質量因素之外,主要與系統中出現的水錘、氣錘非正常沖擊載荷有關,這是使用過程中不易觀察到的現象。沖擊所造成的壓力峰值往往比正常的工作壓力高出1-3倍,使安裝在可拆式板式換熱器中的橡膠密封墊移位,導致密封失效。由于該種設備的傳熱元件,采用不銹鋼薄板制造(厚度為0.5-1.0m m),其密封剛性相對較差且密封周邊長,所以耐沖擊壓力的能力遠低于管殼式換熱器??刹鹗桨迨綋Q熱器的這種非正常沖擊可依據為其提供輸送介質的設備來判斷,在檢修為該可拆式板式換熱器輸送堿液的堿泵時發現,泵殼存在少量蜂窩,說明泵運行過程中有氣蝕現象;同時因前期板片的周圍存在泄漏的情況,故可推斷流體壓力的變化也是泄漏的一個可能因素。
       溫度
       溫度的變化也能造成密封失效。當溫度變化過快時,橡膠密封墊的線脹系數與彈性變形量和密封預緊力不相匹配,使密封預緊力下降,造成設備承壓能力低于額定設計壓力。
       從該可拆式板式換熱器的工作條件看,溫度對其的影響不大。
       腐蝕   
       可拆式板式換熱器的腐蝕主要是指板片的腐蝕??刹鹗桨迨綋Q熱器大多是由不銹鋼薄板壓制而成,但是在鈍化膜被破壞后將使不銹鋼板片產生均勻的或局部的腐蝕??刹鹗桨迨綋Q熱器表現出的腐蝕現象大多是Cl-引起的應力腐蝕,常發生在板片密封槽底部以及有污垢形成后的垢底部位,其主要成因為:①不銹鋼板片由機械冷沖壓而成,會殘存一些表面殘余應力,對于不含鉬元素的不銹鋼薄板,表面殘余應力的清理是困難的。②板片組裝后形成了多縫隙結構,相鄰板片波紋頭部相互交叉形成大量觸點。在交叉觸點上將存在縫隙,縫隙內介質流動不暢,使縫隙內外存在氧的濃度差,從而引起縫隙腐蝕。③當板片表面的污垢嚴重時,介質中的腐蝕元素(Cl、S等)可能大量附著于污垢,并在垢底縫隙處富集。④密封槽底中的有害元素往往是粘接劑中的Cl因溫度升高失穩析出來的。如氯丁膠系列的粘接劑、壓縮石棉墊(含有CaCl2),往往在水與蒸汽工況條件下,析出的富集Cl-與H+形成H Cl,使槽底縫隙處發生嚴重的應力腐蝕開裂。檢查拆開的板片時發現,熱流體側進口處大部分板片有裂紋,且未清洗前均有一層厚厚的黑褐色沉積物;在板片熱流體進口側人字形波紋頭部、相鄰板片人字形波紋頭部的觸點上,均有點狀表面損傷及腐蝕斑點,周圍有黑褐色沉積物。在每一板片上有1~2處發生穿孔腐蝕,均處在波紋頂端靠近熱流體進口側的相互交叉觸點上,局部區域則成腐蝕麻點、麻坑。穿孔腐蝕坑熱流體一側裂口較明顯,多數腐蝕呈縫隙形狀,大部分已經穿透。因此可判斷該可拆式板式換熱器的腐蝕情況是多種因素的綜合反應。
       分析與討論
       根據上述分析及檢驗結果,該換熱器板片失效主要是腐蝕失效,
       換熱器采用三元乙丙膠作為密封墊,由于進口溫度高加上壓緊力的作用,使墊中的S元素與板片接觸產生某種硫化物,加快了腐蝕的發生和擴散。
       換熱器由許多板片交替排列、壓緊組合而成,相鄰板片波紋頭部相互交叉形成大量觸點。在交叉觸點上將存在縫隙,縫隙內介質不流動或流動不暢,導致縫隙內外存在氧的濃度差,從而引起縫隙腐蝕,使縫隙內某些區域優先發生腐蝕溶解,這是其均在觸點處發生穿孔腐蝕的主要原因。
       在堿液中含有少量氯化鈉,使板片縫隙處含有較高濃度的Cl-離子,由于其具有強的穿透能力,破壞甚至穿透表面鈍化膜,從而使基體金屬直接與介質接觸,引起腐蝕溶解。
       無錫雷曼換熱設備有限公司是生產可拆式可拆式板式換熱器(PHE)、換熱器密封墊(PHE GASKET)、換熱器板片(PHE PLATE)并提供可拆式板式換熱器維護服務(PHE MAINTENANCE)的換熱器廠家。無錫雷曼換熱設備有限公司設有多個標準化工廠及庫存點,服務點和銷售網點。
       無錫雷曼換熱設備有限公司的設計和生產技術以及換熱器專業知識,一直以來無錫雷曼換熱設備有限公司致力于為50多個國家和地區的石油、化工、工業、食品飲料、電力、冶金、造船業、暖通空調等行業的客戶提供的可拆式板式換熱器,目前已有超過50,000臺的可拆式板式換熱器良好地運行于各行業。
       無錫雷曼換熱設備有限公司同時也是可拆式板式換熱器配件(換熱器板片和換熱器密封墊)領域的供應商和維護商。能夠提供品牌(包括:阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、傳特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普爾.斯密特/API.Schmidt、日阪/HISAKA、風凱/FUNKE、薩莫威孚/Thermowave、維卡勃Vicarb、東和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等)的型號的可拆式板式換熱器板片和墊片。世界約有1/5的可拆式板式換熱器正在使用無錫雷曼換熱設備有限公司提供的換熱器配件或接受無錫雷曼換熱設備有限公司的維護服務(包括定期清洗、維修及替換配件等維護服務)。
       無論您身在何處,無論您有什么要求,無錫雷曼換熱設備有限公司為您提供可拆式板式換熱器領域的系統解決方案。

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