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你知道板式换热器机组材料的质量控制主要包括哪两个方面?

2022-10-29 11:57:26

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。

板式换热器机组材料的质量控制主要包括哪两个方面?

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。

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