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板式换热器额定的工作压力
       板式换热器作为一种紧凑的换热设备,尽管其发展已有很久的历史,且在一些部门(如食品、制药等行业)有着许多的应用,但是由于其耐温、耐压、耐腐蚀等能力的不足而制约了其应用范围。我公司某厂离子膜车间蒸发工段,采用两台BR0.2型板式换热器并联对碱液进行冷却,换热器热流体入口介质是温度在8 5℃以上的碱液(含少量盐),出口温度约为50℃。板片热交换器材质为304不锈钢板,压制人字形0.6m m厚度波纹板,由具有反向左右的人字沟槽组成迷宫式的流体通道。经二年使用,板式换热器出现渗漏,采取板式换热器防泄漏措施一个月后要停车检修。下面简要分析下该板式换热器失效的原因。
密封垫片材料
       可拆式板式换热器使用时出现泄漏,其原因除板片腐蚀外,密封垫片材料的失效也是个重要因素。主要存在以下方式:①橡胶密封垫片材料在与流体接触时,当某流体组份渗入橡胶,有时可萃取其中的可溶解物质,导致产生橡胶密封垫片的溶胀;②卤素的存在和臭氧的作用使密封垫片变软或使其发生应力腐蚀开裂。③在高温下,弹性材料会分解并释放出化学物质,而这些物质本身会腐蚀板片材料,比如FPM橡胶会释放氧。拆卸该板式换热器后,发现板片冷流体端表面光亮,局部有少量黑色垢状物,腐蚀坑数量较少并未穿透,且腐蚀坑中有黑色沉积物,故可推断为密封垫片腐蚀存在。
  流体压力
       可拆式板式换热器在额定工作压力之内使用时出现泄漏,除设备在制造装配方面的质量因素之外,主要与系统中出现的水锤、气锤非正常冲击载荷有关,这是使用过程中不易观察到的现象。冲击所造成的压力峰值往往比正常的工作压力高,使安装在板式换热器中的橡胶密封垫移位,导致密封失效[2]。由于该种设备的传热元件,采用不锈钢薄板制造(厚度为0.5-1.0m m),其密封刚性相对较差且密封周边很长,所以耐冲击压力的能力远低于管壳式换热器。板式换热器的这种非正常冲击可依据为其提供输送介质的设备来判断,在检修为该板式换热器输送碱液的碱泵时发现,泵壳存在少量蜂窝,说明泵运行过程中有气蚀现象;同时因前期板片的周围存在泄漏的情况,故可推断流体压力的变化也是泄漏的一个可能因素。
  温度
       温度的变化也能造成密封失效。当温度变化过快时,橡胶密封垫的线胀系数与弹性变形量和密封预紧力不相匹配,使密封预紧力下降,造成设备承压能力低于额定设计压力。
  腐蚀                      
        板式换热器的腐蚀主要是指板片的腐蚀。板式换热器大多是由不锈钢薄板压制而成,不锈钢虽有良好的耐腐蚀性,但是在钝化膜被破坏后将使不锈钢板片产生均匀的或局部的腐蚀。板式换热器表现出的腐蚀现象大多是Cl-引起的应力腐蚀,常发生在板片密封槽底部以及有污垢形成后的垢底部位,其主要成因为:①不锈钢板片由机械冷冲压而成,以免残存于表面残余应力,对于不包括钼元素的不锈钢薄板,消减表面残余应力是很困难的。②板片组装后形成了多缝隙结构,相邻板片波纹相互交叉形成大量触点。在交叉触点上将存在缝隙,缝隙内介质流动不畅,使缝隙内外存在氧的浓度差,从而引起缝隙腐蚀。③当板片表面的污垢严重时,介质中的腐蚀元素(Cl、S等)可能大量附着于污垢,并在垢底缝隙处富集。④密封槽底中的有害元素往往是粘接剂中的Cl因温度升高失稳析出来的。穿孔腐蚀坑热流体一侧裂口较显眼,多数腐蚀呈缝隙形状,大部分已经穿透。因此可判断该板式换热器的腐蚀情况是多种因素的综合反应。
  分析与讨论
        根据上述分析及检验结果,该换热器板片失效主要是腐蚀失效,
        换热器采用三元乙丙胶作为密封垫,由于温度高加上压紧力的作用,使垫中的S元素与板片接触产生某种硫化物,导致腐蚀的发生。
        换热器由许多板片交替排列、压紧组合而成,相邻板片波纹相互交叉形成大量触点。在交叉触点上将存在缝隙,缝隙内介质不流动或流动不畅,导致缝隙内外存在氧的浓度差,从而引起缝隙腐蚀,使缝隙内某些区域优先发生腐蚀溶解,这是其均在触点处发生穿孔腐蚀的主要原因。
        换热器在操作系统中,受到额定载荷的非正常冲击时,容易产生密封垫的移位而引起泄漏。
        板式换热器的质量及使用寿命久取决于密封垫的质量和使用寿命。对于大对数的换热器而言,板片一般不会损坏,而密封垫则容易老化而引起泄漏,所以密封垫的好坏决定了换热器的好坏和使用寿命。 ARD板式换热器选用ARD本公司生产的高质量的换热器密封垫作为配套密封垫,ARD板式换热器的长时间运行寿命。 艾瑞德每种规格的板片,均具有至少两个板型,采用热混合技术,可以综合换热器的传热和压降,使其运行在工作点。内旁通,双流道技术和不等流通截面积装配为两侧介质流量相差较大的工况提供了解决方案。ARD板式换热器有AB系列、AM系列、AL系列、AP系列、AS系列等几大系列百余种板型。不同型号都有深波纹、浅波纹、大角度、小角度等,可以根据不同用户的需要,加工按用户需要进行设计制造。

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