不銹鋼板式換熱器的失效分析
點擊次數(shù)：?? 更新時間:2018-06-28?? ??【關(guān)閉】
不銹鋼換熱器可稱作不銹鋼板式換熱器，也可直接叫做板式換熱器，是一種使用場合較多的換熱器,特別是在賓館、飯店等公共場所,不銹鋼板式換熱器作為熱量交換的重要設(shè)備,使用更為廣泛。
由于氯離子對不銹鋼有腐蝕，而板式換熱器大多使用水或水蒸氣作為熱交換介質(zhì),很多單位為了節(jié)約成本,使用自來水作為介質(zhì),在一定的壓力和氯離子的作用下,很多不銹鋼板式換熱器都發(fā)生了腐蝕。要解決或減少這類事故的發(fā)生,首先需要清楚發(fā)生這類腐蝕的產(chǎn)生的原因、腐蝕的類型及具體的預防措施。
一、不銹鋼板式換熱器腐蝕的案例介紹
一般這些腐蝕大多發(fā)生在靠近水的一側(cè)。在同樣承受內(nèi)壓和接觸含氯離子的自來水的情況下,隨著水的工作溫度不同,腐蝕形態(tài)也不一樣。其中有的發(fā)生應力腐蝕開裂,另外有的發(fā)生嚴重的孔蝕。對發(fā)生應力腐蝕的板式換熱器進行觀察分析,發(fā)現(xiàn)外壁上沒有點腐蝕存在;而對發(fā)生嚴重孔蝕的板式換熱器進行宏觀檢查,也未發(fā)現(xiàn)表面裂紋,再進行100%表面著色探傷,內(nèi)壁也未發(fā)現(xiàn)裂紋。
二、不銹鋼板式換熱器腐蝕的原因分析
按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》水壓試驗的要求,在對不銹鋼材料進行壓力試驗時,水中的氯離子含量不應超過25mg/l。因此,在使用過程中,也應限制水中氯離子的含量。由于不銹鋼板式換熱器中的不銹鋼不耐氯離子腐蝕。通常原水中的氯離子含量為40～50mg/l,較少時為30～40mg/l,較多時為70～80mg/l,發(fā)生海水倒灌時更可達到100mg/l。而我們?nèi)粘Ｉ钪械淖詠硭?為了滅菌,還需要用氯氣進行處理,又額外增加了氯離子的含量。氯離子的增多,使得不銹鋼板式換熱器發(fā)生腐蝕的概率大大增加,也是換熱器殼程發(fā)生貫穿性氣孔,引起泄漏。
對使用條件進行分析發(fā)現(xiàn):例：某飯店發(fā)生點腐蝕穿孔的板式換熱器，如此板式換熱器采用SUS304材質(zhì)。為了延緩結(jié)垢,加熱水出口的溫度控制在55～65℃之間。這類板式換熱器近水側(cè)沒有發(fā)生應力腐蝕,全面檢驗時內(nèi)外壁也沒有發(fā)現(xiàn)裂紋,但在焊縫區(qū)域發(fā)生了嚴重的點腐蝕穿孔。不銹鋼板式換熱器通過審查原始資料,由于此板式換熱器采用SUS304材質(zhì),采用氬弧焊焊接 ,在焊后緩慢冷卻的過程中,Cr33C6從固溶體中析出 ,耐腐蝕性能降低。經(jīng)過處理的抗腐蝕性能甚至低于普通碳素鋼。
而對發(fā)生應力腐蝕的板式換熱器進行分析發(fā)現(xiàn),這種板式換熱器的近水側(cè)殼體在90～95℃溫度下產(chǎn)生了應力腐蝕。應力腐蝕裂紋集中出現(xiàn)在近水側(cè)殼體頂封頭與筒體的環(huán)焊縫上,并大多發(fā)源于弧坑處。
三、阻止不銹鋼板式換熱器腐蝕預防措施
要提高防腐蝕性能,主要可以從兩個方面入手,一是提高制造質(zhì)量,二是盡量避免或控制氯離子與不銹鋼板式換熱器的接觸。
通過對比發(fā)現(xiàn),使用316不銹鋼制造的板式換熱器,雖然使用環(huán)境(水)中的氯離子含量較高,但迄今為止還未在檢驗中發(fā)現(xiàn)有腐蝕情況發(fā)生。因此,首先應選用耐孔蝕能力較好的不銹鋼作為殼體材料,如316或316L。由于18-8不銹鋼中加入了2%的Mo,其耐腐蝕能力大大增加了。焊接時盡量采用氬弧焊而不是電弧焊進行焊接。不銹鋼板式換熱器在保證焊縫熔合質(zhì)量的基礎(chǔ)上,應嚴格控制焊接工藝參數(shù),采取小線能量、多道焊的方法,避免焊縫產(chǎn)生局部過熱。
要控制氯離子與殼體的接觸,主要采用隔離的方法。目前我國主要采用非金屬防腐蝕涂料進行隔離。在壓力容器中常用的有生漆、環(huán)氧樹脂漆等,由于這些非金屬材料附著力強,漆膜堅韌、耐磨、耐溫,而且成本低廉,因此不僅使用方便,而且可以大大提高不銹鋼換熱器的使用性能。
四、結(jié)論
(1)不銹鋼板式換熱器在不同的使用條件下會發(fā)生應力腐蝕和點腐蝕。
(2)通過控制制造材料和工藝參數(shù),提高制造質(zhì)量,并對容器進行隔離處理,就可以避免或減少腐蝕的發(fā)生。
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