板式换热器机组用材料介绍

材料是产品之本。要生产高性能、高质量的产品，必须选好材、管好材、用好材，并使所选用材料的品种、规格，满足用户、设计图样和相关材料标准的要求。板式换热器材料质量控制的关键在于确保板片、密封垫片、压紧板、中间隔板、夹紧螺柱、管法兰和接管等主要零件及其焊接材料的真实性和可追溯性，从而才能保证产品的质量、使用寿命和安全可靠性。此外，选材、用材应该经济合理。

板式换热器主要零部件用的材料应不低于国家标准《板式换热器》(GB 16409)或行业标准《制冷用板式换热器》(JB8701)的规定。材料的质量控制应贯穿于采购、验收、标志、保管、发放和生产加工等各阶段。

本节主要介绍板片、密封垫片等零件用材料的质量要求和适用范围。板片和密封垫片的耐腐蚀性能除本节已给出的资料外，尚可参考《板式换热器工程设计手册》。板片的材质对板式换热器的性能、寿命、适用工况和板片成型质量等均有重要的影响。材料的质量控制主要包括两个方面：①材料的化学成分、力学性能及其他技术要求应符合相应标准的规定；②针对材料的特性和适用范围，正确、合理选用，即必须考虑换热介质的性质、操作条件（包括氯化物含量、pH值大小、操作温度、操作压力、间隙操作还是连续操作等)，以及材料的成型加工性能、耐腐蚀性能等。板片常用的材料主要有奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金和铜等四类冷轧薄板。

一、国内外板片常用的材料

材料牌号及相应标准对照（表122）；材料的化学成分（表1-23~表126）；材料的力学性能(表127)；当从材料成品上取样进行化学成分分析时，允许与熔炼分析结果有一定的偏差，见表1-24、表125和表1-28；板材的实际厚度与名义厚度允许有一定的偏差，见表1-29。

二、合理选材，避免腐蚀

经济、合理地选用板材，使其不仅具有良好的冷冲压性能，而且在相应的介质中，具有较高的耐蚀性，这一点尤为重要。一般情况下，要求板片的年腐蚀率小于或等于0.05mm年（管壳式换热器小于或等于0.125mm/年)。

1.板式换热器可能产生的腐蚀失效类型

(1)点蚀：由“闭塞电池腐蚀”(Occluded Cell Corrosion)作用引起的一种局部腐蚀一使局部金属表面的钝化膜破坏，形成尺寸小于lmm的穿孔或蚀坑。例如，在不锈钢板片表面生锈或积垢（碳化物、二氧化硅垢层）处，因导热不良、介质的pH值减小产生的腐蚀；

(2)缝隙腐蚀：由“闭塞电池腐蚀”作用引起的一种呈斑点状或溃疡形的局部腐蚀。同点蚀的主要区别是腐蚀产生在金属零件的缝隙处，由于滞留介质的电化学不均匀性而导致的。例如，密封垫片槽底或板片封闭流道的角孔垫片外侧处产生的腐蚀；

(3)应力腐蚀开裂：在静态拉伸应力与电化学介质共同作用下，由阴极溶解过程引起的金属局部腐蚀裂纹或断裂。例如，板片压制成型时将产生残余内应力，若与介质中的卤素离子(如C、F等离子)或HS接触可能引起应力腐蚀开裂；

(4)晶间腐蚀：起源于金属表面并沿晶粒边界深入到内部的腐蚀，可导致晶粒间的结合力丧失，使材料的强度大大降低。例如，不锈钢在过敏温度范围(400~600℃)内产生的腐蚀；

(5)均匀腐蚀：接触介质的金属表面全部或大部分被腐蚀。例如，板片选材不当，或使用期过长，超过了允许使用寿命；

(6)其他腐蚀失效：主要有露点腐蚀、磨蚀、微生物腐蚀等。例如，含有酸性物质的热蒸汽与冷的板片接触，可引起露点腐蚀；板片的介质入口角孔处和导流区的流速过高，或流体中含有砂粒类颗粒物时，可导致磨蚀；海水中的藻类、细菌、原生物等，可导致板片的微生物腐蚀。

以上几种腐蚀失效中，CNi奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂约占50%，点蚀和缝隙腐蚀共约占20%，所以Z危险、Z常见。

2.板片材料中合金元素对耐腐蚀性能的影响

合金元素C具有明显减小耐腐蚀抗力的作用，其含量不宜大于0.08%；C明显有利于增加耐腐蚀抗力；适量的Mo可增加耐腐蚀抗力；Ni(晶间腐蚀除外)、少量的Cu和微量的N、N等均有利于提高耐腐蚀性能，并可以改善材料的力学性能或热稳定性；P和S是对耐腐蚀抗力

Z有害的的元素，其含量应限制在0.045%以下。