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板式换热器板片腐蚀分析

文章作者:板式换热器 发布时间:2022-06-01 15:35:03 浏览次数:0

  板式换热器作为一种紧凑高速的换热器,广泛应用于食品、制药、氯碱等行业。换热流体的入口介质为温度在85°以上的碱液(含少量盐),出口温度约为50°。它采用304不锈钢板,压制成厚度为0.6mm的人字形波纹板,由左右相对的人字形凹槽形成迷宫式流体通道。使用两年后,板式换热器发生泄漏,在采取了一个月的防泄漏措施后,不得不停机检修,整体更换。下面简要分析板式换热器腐蚀的原因。

板式换热器

  密封垫圈材料

  可拆卸板式换热器在使用过程中出现泄漏。除了板的腐蚀外,密封垫片材料的失效也是一个重要因素。主要有以下几种方式:橡胶密封垫材料与流体接触时,当一种流体成分渗透到橡胶中时,有时可抽出其中的可溶性物质,导致橡胶密封垫膨胀;卤素的存在和臭氧的作用使密封垫变软或引起应力腐蚀开裂。在一定条件下,特别是在高温下,弹性材料会分解释放出化学物质,这些化学物质会腐蚀板材本身,如FPM橡胶会释放出氧气。拆下板式换热器后,发现该板冷液端表面光亮,局部有少量黑鳞,有少量未穿透的蚀坑,蚀坑内有黑色沉积物,可推断密封垫被腐蚀。

  温度

  温度的急剧变化也会导致密封失效。当温度变化过快时,橡胶垫的线膨胀系数与弹性变形和密封预紧力不匹配,降低了密封预紧力,导致设备承压能力低于额定设计压力。

  从板式换热器的工作条件来看,温度对其影响不大,可以消除。

  腐蚀

  板式换热器的腐蚀主要是指板片的腐蚀。板式换热器大多由不锈钢板制成。不锈钢虽然具有良好的耐蚀性,但钝化膜被破坏后会发生均匀或局部腐蚀。板式换热器的腐蚀现象多为Cl-引起的应力腐蚀,结垢后常发生在板式密封槽底部和水垢底部。主要原因是:

  不锈钢薄板采用机械冷冲压成型,不可避免地会留下一定的表面残余应力。对于不含钼的不锈钢板,很难消除表面残余应力。

  板组装后形成多狭缝结构,相邻板的波纹状顶部相互交叉,形成大量触点。交叉触点会有缝隙,缝隙中的介质流动不畅,导致缝隙内外氧浓度不同,从而导致缝隙腐蚀。

  当板材表面结垢严重时,大量腐蚀元素(Cl、S等。)可能附着在垢上,并富集在垢底部的裂缝中。密封槽底部的有害元素,往往是由于温度升高导致胶粘剂中Cl不稳定而析出的。如氯丁橡胶系列胶粘剂和压缩石棉垫(含CaCl2)在水和蒸汽的工况下,常析出丰富的Cl-和H形成h Cl,导致槽底应力腐蚀开裂严重。

  在对拆下的板片进行检查时,发现热流体侧入口的板片大部分有裂纹,清洗前有一层厚厚的黑褐色沉淀物;该板热流体入口侧人字形波纹顶部和相邻板人字形波纹顶部接触处有点状表面损伤和腐蚀斑,周围有深褐色沉积物。每块板上有1 ~ 2处穿孔腐蚀,均位于波纹顶部靠近热流体入口侧的交叉接点上,局部形成腐蚀坑和凹坑。腐蚀坑热流体侧裂纹明显,大部分腐蚀呈裂纹状,大部分已穿透。因此,可以判断板式换热器的腐蚀是多种因素的综合反应。

  在换热器的运行系统中,当异常冲击超过额定负荷时,容易使垫片移位,造成泄漏。

板式换热器

  板式换热器的质量和使用寿命很大程度上取决于垫片的质量和使用寿命。对于对数较大的换热器,板一般不会损坏,而垫片容易老化造成泄漏,所以垫片的质量决定了换热器的质量和使用寿命。

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