板式换热器失效主要因素

1、板式换热器失效主要因素原作者：张治川出处：【关键词】板式换热器，失效，防范【论文摘要】板式换热器失效主要因素中图分类号：tq 051.5文献标识码：b板式换热器作为一种紧凑高效的换热设备，已在我国的许多工业领域被广泛 应用，并发挥了巨大的经济效益。但板式换热器的各种失效破坏也给使用者造 成一定的经济损失，其原因是多方面的，它与我国的板式换热器应用历史不长， 设计、使用、维护和保养经验不足冇关。1密封失效1. 1压力可拆式板式换热器在额定工作压力之内使用时岀现泄漏，除设备在制造装配 方面的质量因素z外，主要与系统中出现的非正常冲击载荷有关（水锤、气锤）， 这是一般操作者不易观察到的现象。冲击所造

2、成的瞬间压力峰值往往比正常的工 作压力高!1! 1-3倍，使安装在板式换热器中的橡胶密封垫移位，导致密封失效。 rtr丁该种设备的传热元件，采用不锈钢薄板制造（厚度为0.5-0.8）,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。防范 措施：鉴于板式换热器的结构特点，可视操作压力情况，提高设备设计压力 15-2倍。使用屮应尽量避免系统屮出现的冲击现象。在发生过此类事故的 应用场合，视情况也可采取增加板片厚度的措施，其效果很明显。同型号设备板 片厚度变化的液压试验结果见图lo图1厚度与压力关系1.2温度温度的急剧变化也能造成密封失效。当温度变化过快吋，橡胶密封垫的线

3、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。对此可采用如下办法解决：在操作设备时升压升温应尽 量趋缓。可在夹紧螺柱上设计压缩预紧弹簧，有效的补偿密封预紧力的变化, 防止泄露。1.3时间使用或闲置几年以上的设备，密封材料的自身老化冇可能彩响密封可靠性， 此时就需更换新的密封垫片。2设备堵塞与结垢2. 1堵塞板式换热器的流道间隙较小（2.56mm）,直径大于1. 53mm的颗粒杂物 容易阻塞板片通道，使设备的压力降急剧恶化，导致设备因堵塞而失效。根据需 要可在介质进口处设置粗过滤或反冲洗装置，能有效地防止设备的堵塞。2.2 结垢结垢可导致传热设备

4、的传热系数降低，严重吋还会堵塞板片通道。流体力学 观点认为，结垢易在流体层流层生成，板式换热器内的流体在雷诺数很低的流 动状态下（rcvioo）便可紊流，因此该设备不易结垢。但对板式换热器内的垢 样分析表明，结垢现象有时也很严重。板式换热器的板片设计有大量的支承触点, 旨在对介质起扰流（使介质紊流以提高传热系数）和承压支承作用，是固体杂物 或纤维容易集聚之处，其副作用是使流体形成了局部的滞流而生成污垢积瘤，介 质中的钙镁离子在适宜的温度析出后很容易在积瘤上附着长大，形成蜂窝状的垢 样。堵塞与结垢在成因上虽然不同，但在板式换热器上的影响现彖是相同的。其 对策是：板式换热器不宜用在较脏或易结垢的环

5、境（除非增设有效的其它措 施）。用未经软化的冷却水做冷却介质时，操作温度应控制在50°c左右甚至 更低，以避开介质中钙镁离子析出的敏感温度。用于生活热水（洗澡水）就需设 计专门的温度调控系统來控制岀水温度（洗澡水不允许软化或用其它化学方法处 理），方能使设备正常使用。3腐蚀腐蚀是复杂的化学现象，奥氏体不锈钢板式换热器表现出的腐蚀现象人多是 c1 一引起的应力腐蚀，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：不锈钢传热板片由机械冲压而成，不可避免地残存一定量的表 面残余应力，对于不含钳元素的不锈钢薄板，表面残余应力的消除是很困难的， 或者甚至是不可行的。板片组装后

6、形成了多缝隙结构，如板片之间的触点、密 封槽底等部位。而缝隙容易造成c1 一的富集，局部质量分数往往可达数万10", 其值远远超过了不锈钢口身抗应力腐蚀的能力。当板片表面的污垢严重时，介 质屮的腐蚀元素（cl、s等）可能大量附着于污垢，并在垢底缝隙处富集。密 封榊底中的有害元素往往是粘接剂中的c1因温度升高失稳析岀来的。如氯丁胶 系列的粘接剂、压缩石棉垫（含有cacl2），往往在水与蒸汽工况条件下，析出 的富集c1 一与h+形成hc1，使槽底缝隙处发生严重的应力腐蚀开裂。板片缝隙在表面残余应力、c1 一的富集程度及温度等条件下，经过一定的腐 蚀孕冇期，就冇可能发生应力腐蚀开裂。设法破

7、坏上述任一条件，都可冇效地防 止或延缓腐蚀发生，使设备安全正常地运行。为此，正确选用材料，定期清垢以 破坏腐蚀的生成条件和孕育期，选用非含氯元素的粘接剂，实践证明都可有效 防止应力腐蚀。4其它对于不锈钢板式换热器，严禁使用盐酸（hc1）或盐酸类的清洗剂和清洗 粉末（即使加有一定量的缓蚀剂）进行化学除垢清洗，不拆机的整机清洗尤其要 注意。这是因为未充分溶解的垢渣(含冇残存氯)在多缝隙的结构屮是很难冲洗 干净的，碱中和也不可能充分进行。可采用硝酸加缓蚀剂或硝酸类的清洗剂、清 洗粉进行清洗，适当加温可提高清洗效率。采用乙丙垫片的板式换热器因其密 封材质的耐油性很差，在保养刷漆清洁设备吋，应避免清洗油

8、或油漆等油类物质 溅涂在设备传热体外，以防止露外的密封垫部位溶胀断裂，发生不应有的泄露事 故。安装设备配管时，应避免焊线搭接在设备上，而应搭接在配管的管道上， 以防止焊接电流使板片内触点处被击穿。这一现彖在设备的安装过程中曾多有发 生。蒸汽的过热度对橡胶垫片使用寿命影响很大，正常应用在150-180°c饱和 蒸汽中的乙丙垫片，其使用期为3-5年或更长，而用在130°c左右的过热蒸汽中 寿命仅为几个月。这是因为饱和蒸汽可在垫片表面生成一层水膜，在高温下对垫 片起到冇效的保护作用。因此使用蒸汽不仅要视英温度是否适用丁垫片，过热度 也是不可忽视的重要因素。5结论对板式换热器失效的主耍影响因索有了认识和了解，正确地选用、操作和维 护设备，就能安全可靠地充分发挥板式换热器高效节能的特点，从而获得更好的 经济效