板式換熱器失效主要因素

1、板式換熱器失效主要因素原作者：張治川出處：【關(guān)鍵詞】板式換熱器，失效，防范【論文摘要】板式換熱器失效主要因素中圖分類號(hào)：tq 051.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b板式換熱器作為一種緊湊高效的換熱設(shè)備，已在我國(guó)的許多工業(yè)領(lǐng)域被廣泛 應(yīng)用，并發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但板式換熱器的各種失效破壞也給使用者造 成一定的經(jīng)濟(jì)損失，其原因是多方面的，它與我國(guó)的板式換熱器應(yīng)用歷史不長(zhǎng)， 設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)和保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)不足冇關(guān)。1密封失效1. 1壓力可拆式板式換熱器在額定工作壓力之內(nèi)使用時(shí)岀現(xiàn)泄漏，除設(shè)備在制造裝配 方面的質(zhì)量因素z外，主要與系統(tǒng)中出現(xiàn)的非正常沖擊載荷有關(guān)（水錘、氣錘）， 這是一般操作者不易觀察到的現(xiàn)象。沖擊所造

2、成的瞬間壓力峰值往往比正常的工 作壓力高!1! 1-3倍，使安裝在板式換熱器中的橡膠密封墊移位，導(dǎo)致密封失效。 rtr丁該種設(shè)備的傳熱元件，采用不銹鋼薄板制造（厚度為0.5-0.8）,其密封剛 性相對(duì)較差且密封周邊很長(zhǎng)，所以耐沖擊壓力的能力遠(yuǎn)低于管殼式換熱器。防范 措施：鑒于板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可視操作壓力情況，提高設(shè)備設(shè)計(jì)壓力 15-2倍。使用屮應(yīng)盡量避免系統(tǒng)屮出現(xiàn)的沖擊現(xiàn)象。在發(fā)生過此類事故的 應(yīng)用場(chǎng)合，視情況也可采取增加板片厚度的措施，其效果很明顯。同型號(hào)設(shè)備板 片厚度變化的液壓試驗(yàn)結(jié)果見圖lo圖1厚度與壓力關(guān)系1.2溫度溫度的急劇變化也能造成密封失效。當(dāng)溫度變化過快吋，橡膠密封墊的線

3、脹 系數(shù)與彈性變形量和密封預(yù)緊力不相匹配，使密封預(yù)緊力下降，造成設(shè)備承壓能 力低于額定設(shè)計(jì)壓力。對(duì)此可采用如下辦法解決：在操作設(shè)備時(shí)升壓升溫應(yīng)盡 量趨緩?？稍趭A緊螺柱上設(shè)計(jì)壓縮預(yù)緊彈簧，有效的補(bǔ)償密封預(yù)緊力的變化, 防止泄露。1.3時(shí)間使用或閑置幾年以上的設(shè)備，密封材料的自身老化冇可能彩響密封可靠性， 此時(shí)就需更換新的密封墊片。2設(shè)備堵塞與結(jié)垢2. 1堵塞板式換熱器的流道間隙較?。?.56mm）,直徑大于1. 53mm的顆粒雜物 容易阻塞板片通道，使設(shè)備的壓力降急劇惡化，導(dǎo)致設(shè)備因堵塞而失效。根據(jù)需 要可在介質(zhì)進(jìn)口處設(shè)置粗過濾或反沖洗裝置，能有效地防止設(shè)備的堵塞。2.2 結(jié)垢結(jié)垢可導(dǎo)致傳熱設(shè)備

4、的傳熱系數(shù)降低，嚴(yán)重吋還會(huì)堵塞板片通道。流體力學(xué) 觀點(diǎn)認(rèn)為，結(jié)垢易在流體層流層生成，板式換熱器內(nèi)的流體在雷諾數(shù)很低的流 動(dòng)狀態(tài)下（rcvioo）便可紊流，因此該設(shè)備不易結(jié)垢。但對(duì)板式換熱器內(nèi)的垢 樣分析表明，結(jié)垢現(xiàn)象有時(shí)也很嚴(yán)重。板式換熱器的板片設(shè)計(jì)有大量的支承觸點(diǎn), 旨在對(duì)介質(zhì)起擾流（使介質(zhì)紊流以提高傳熱系數(shù)）和承壓支承作用，是固體雜物 或纖維容易集聚之處，其副作用是使流體形成了局部的滯流而生成污垢積瘤，介 質(zhì)中的鈣鎂離子在適宜的溫度析出后很容易在積瘤上附著長(zhǎng)大，形成蜂窩狀的垢 樣。堵塞與結(jié)垢在成因上雖然不同，但在板式換熱器上的影響現(xiàn)彖是相同的。其 對(duì)策是：板式換熱器不宜用在較臟或易結(jié)垢的環(huán)

5、境（除非增設(shè)有效的其它措 施）。用未經(jīng)軟化的冷卻水做冷卻介質(zhì)時(shí)，操作溫度應(yīng)控制在50°c左右甚至 更低，以避開介質(zhì)中鈣鎂離子析出的敏感溫度。用于生活熱水（洗澡水）就需設(shè) 計(jì)專門的溫度調(diào)控系統(tǒng)來控制岀水溫度（洗澡水不允許軟化或用其它化學(xué)方法處 理），方能使設(shè)備正常使用。3腐蝕腐蝕是復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象，奧氏體不銹鋼板式換熱器表現(xiàn)出的腐蝕現(xiàn)象人多是 c1 一引起的應(yīng)力腐蝕，常發(fā)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?yàn)椋翰讳P鋼傳熱板片由機(jī)械沖壓而成，不可避免地殘存一定量的表 面殘余應(yīng)力，對(duì)于不含鉗元素的不銹鋼薄板，表面殘余應(yīng)力的消除是很困難的， 或者甚至是不可行的。板片組裝后

6、形成了多縫隙結(jié)構(gòu)，如板片之間的觸點(diǎn)、密 封槽底等部位。而縫隙容易造成c1 一的富集，局部質(zhì)量分?jǐn)?shù)往往可達(dá)數(shù)萬10", 其值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了不銹鋼口身抗應(yīng)力腐蝕的能力。當(dāng)板片表面的污垢嚴(yán)重時(shí)，介 質(zhì)屮的腐蝕元素（cl、s等）可能大量附著于污垢，并在垢底縫隙處富集。密 封榊底中的有害元素往往是粘接劑中的c1因溫度升高失穩(wěn)析岀來的。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c1 一與h+形成hc1，使槽底縫隙處發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕開裂。板片縫隙在表面殘余應(yīng)力、c1 一的富集程度及溫度等條件下，經(jīng)過一定的腐 蝕孕冇期，就冇可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。設(shè)法破

7、壞上述任一條件，都可冇效地防 止或延緩腐蝕發(fā)生，使設(shè)備安全正常地運(yùn)行。為此，正確選用材料，定期清垢以 破壞腐蝕的生成條件和孕育期，選用非含氯元素的粘接劑，實(shí)踐證明都可有效 防止應(yīng)力腐蝕。4其它對(duì)于不銹鋼板式換熱器，嚴(yán)禁使用鹽酸（hc1）或鹽酸類的清洗劑和清洗 粉末（即使加有一定量的緩蝕劑）進(jìn)行化學(xué)除垢清洗，不拆機(jī)的整機(jī)清洗尤其要 注意。這是因?yàn)槲闯浞秩芙獾墓冈?含冇殘存氯)在多縫隙的結(jié)構(gòu)屮是很難沖洗 干凈的，堿中和也不可能充分進(jìn)行?？刹捎孟跛峒泳徫g劑或硝酸類的清洗劑、清 洗粉進(jìn)行清洗，適當(dāng)加溫可提高清洗效率。采用乙丙墊片的板式換熱器因其密 封材質(zhì)的耐油性很差，在保養(yǎng)刷漆清潔設(shè)備吋，應(yīng)避免清洗油

8、或油漆等油類物質(zhì) 濺涂在設(shè)備傳熱體外，以防止露外的密封墊部位溶脹斷裂，發(fā)生不應(yīng)有的泄露事 故。安裝設(shè)備配管時(shí)，應(yīng)避免焊線搭接在設(shè)備上，而應(yīng)搭接在配管的管道上， 以防止焊接電流使板片內(nèi)觸點(diǎn)處被擊穿。這一現(xiàn)彖在設(shè)備的安裝過程中曾多有發(fā) 生。蒸汽的過熱度對(duì)橡膠墊片使用壽命影響很大，正常應(yīng)用在150-180°c飽和 蒸汽中的乙丙墊片，其使用期為3-5年或更長(zhǎng)，而用在130°c左右的過熱蒸汽中 壽命僅為幾個(gè)月。這是因?yàn)轱柡驼羝稍趬|片表面生成一層水膜，在高溫下對(duì)墊 片起到冇效的保護(hù)作用。因此使用蒸汽不僅要視英溫度是否適用丁墊片，過熱度 也是不可忽視的重要因素。5結(jié)論對(duì)板式換熱器失效的主耍影響因索有了認(rèn)識(shí)和了解，正確地選用、操作和維 護(hù)設(shè)備，就能安全可靠地充分發(fā)揮板式換熱器高效節(jié)能的特點(diǎn)，從而獲得更好的 經(jīng)濟(jì)效