板式換熱器作為一種緊湊的換熱設(shè)備，盡管其發(fā)展已有很久的歷史，且在一些部門（如食品、制藥等行業(yè)）有著許多的應(yīng)用，但是由于其耐溫、耐壓、耐腐蝕等能力的不足而制約了其應(yīng)用范圍。我公司某廠離子膜車間蒸發(fā)工段，采用兩臺BR0.2型板式換熱器并聯(lián)對堿液進(jìn)行冷卻，換熱器熱流體入口介質(zhì)是溫度在8 5℃以上的堿液（含少量鹽），出口溫度約為50℃。板片熱交換器材質(zhì)為304不銹鋼板，壓制人字形0.6m m厚度波紋板，由具有反向左右的人字溝槽組成迷宮式的流體通道。經(jīng)二年使用，板式換熱器出現(xiàn)滲漏，采取板式換熱器防泄漏措施一個(gè)月后要停車檢修。下面簡要分析下該板式換熱器失效的原因。
密封墊片材料
可拆式板式換熱器使用時(shí)出現(xiàn)泄漏，其原因除板片腐蝕外，密封墊片材料的失效也是個(gè)重要因素。主要存在以下方式：①橡膠密封墊片材料在與流體接觸時(shí)，當(dāng)某流體組份滲入橡膠，有時(shí)可萃取其中的可溶解物質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)生橡膠密封墊片的溶脹；②鹵素的存在和臭氧的作用使密封墊片變軟或使其發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。③在高溫下，彈性材料會分解并釋放出化學(xué)物質(zhì)，而這些物質(zhì)本身會腐蝕板片材料，比如FPM橡膠會釋放氧。拆卸該板式換熱器后，發(fā)現(xiàn)板片冷流體端表面光亮，局部有少量黑色垢狀物，腐蝕坑數(shù)量較少并未穿透，且腐蝕坑中有黑色沉積物，故可推斷為密封墊片腐蝕存在。
流體壓力
可拆式板式換熱器在額定工作壓力之內(nèi)使用時(shí)出現(xiàn)泄漏，除設(shè)備在制造裝配方面的質(zhì)量因素之外，主要與系統(tǒng)中出現(xiàn)的水錘、氣錘非正常沖擊載荷有關(guān)，這是使用過程中不易觀察到的現(xiàn)象。沖擊所造成的壓力峰值往往比正常的工作壓力高，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[2]。由于該種設(shè)備的傳熱元件，采用不銹鋼薄板制造（厚度為0.5-1.0m m），其密封剛性相對較差且密封周邊很長，所以耐沖擊壓力的能力遠(yuǎn)低于管殼式換熱器。板式換熱器的這種非正常沖擊可依據(jù)為其提供輸送介質(zhì)的設(shè)備來判斷，在檢修為該板式換熱器輸送堿液的堿泵時(shí)發(fā)現(xiàn)，泵殼存在少量蜂窩，說明泵運(yùn)行過程中有氣蝕現(xiàn)象；同時(shí)因前期板片的周圍存在泄漏的情況，故可推斷流體壓力的變化也是泄漏的一個(gè)可能因素。
溫度
溫度的變化也能造成密封失效。當(dāng)溫度變化過快時(shí)，橡膠密封墊的線脹系數(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。
腐蝕
板式換熱器的腐蝕主要是指板片的腐蝕。板式換熱器大多是由不銹鋼薄板壓制而成，不銹鋼雖有良好的耐腐蝕性，但是在鈍化膜被破壞后將使不銹鋼板片產(chǎn)生均勻的或局部的腐蝕。板式換熱器表現(xiàn)出的腐蝕現(xiàn)象大多是Cl－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)椋孩俨讳P鋼板片由機(jī)械冷沖壓而成，以免殘存于表面殘余應(yīng)力，對于不包括鉬元素的不銹鋼薄板，消減表面殘余應(yīng)力是很困難的。②板片組裝后形成了多縫隙結(jié)構(gòu)，相鄰板片波紋相互交叉形成大量觸點(diǎn)。在交叉觸點(diǎn)上將存在縫隙，縫隙內(nèi)介質(zhì)流動不暢，使縫隙內(nèi)外存在氧的濃度差，從而引起縫隙腐蝕。③當(dāng)板片表面的污垢嚴(yán)重時(shí)，介質(zhì)中的腐蝕元素（Cl、S等）可能大量附著于污垢，并在垢底縫隙處富集。④密封槽底中的有害元素往往是粘接劑中的Cl因溫度升高失穩(wěn)析出來的。穿孔腐蝕坑熱流體一側(cè)裂口較顯眼，多數(shù)腐蝕呈縫隙形狀，大部分已經(jīng)穿透。因此可判斷該板式換熱器的腐蝕情況是多種因素的綜合反應(yīng)。
分析與討論
根據(jù)上述分析及檢驗(yàn)結(jié)果，該換熱器板片失效主要是腐蝕失效，
換熱器采用三元乙丙膠作為密封墊，由于溫度高加上壓緊力的作用，使墊中的S元素與板片接觸產(chǎn)生某種硫化物，導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生。
換熱器由許多板片交替排列、壓緊組合而成，相鄰板片波紋相互交叉形成大量觸點(diǎn)。在交叉觸點(diǎn)上將存在縫隙，縫隙內(nèi)介質(zhì)不流動或流動不暢，導(dǎo)致縫隙內(nèi)外存在氧的濃度差，從而引起縫隙腐蝕，使縫隙內(nèi)某些區(qū)域優(yōu)先發(fā)生腐蝕溶解，這是其均在觸點(diǎn)處發(fā)生穿孔腐蝕的主要原因。
換熱器在操作系統(tǒng)中，受到額定載荷的非正常沖擊時(shí)，容易產(chǎn)生密封墊的移位而引起泄漏。
板式換熱器的質(zhì)量及使用壽命久取決于密封墊的質(zhì)量和使用壽命。對于大對數(shù)的換熱器而言，板片一般不會損壞，而密封墊則容易老化而引起泄漏，所以密封墊的好壞決定了換熱器的好壞和使用壽命。 ARD板式換熱器選用ARD本公司生產(chǎn)的高質(zhì)量的換熱器密封墊作為配套密封墊，ARD板式換熱器的長時(shí)間運(yùn)行壽命。 艾瑞德每種規(guī)格的板片，均具有至少兩個(gè)板型，采用熱混合技術(shù)，可以綜合換熱器的傳熱和壓降，使其運(yùn)行在工作點(diǎn)。內(nèi)旁通，雙流道技術(shù)和不等流通截面積裝配為兩側(cè)介質(zhì)流量相差較大的工況提供了解決方案。ARD板式換熱器有AB系列、AM系列、AL系列、AP系列、AS系列等幾大系列百余種板型。不同型號都有深波紋、淺波紋、大角度、小角度等，可以根據(jù)不同用戶的需要，加工按用戶需要進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。
