板式換熱器被廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)中,其常見的故障有以下幾種:
1、外漏:主要為板片密封失效。
2、串液:由于使用溫度遠(yuǎn)超出材料的應(yīng)用范圍,致使壓力較高一側(cè)的板片流道內(nèi)介質(zhì)串入壓力較低一側(cè)的流道介質(zhì)中。以飽和蒸汽為熱源的板式換熱器,當(dāng)蒸汽溫度過高時,運行過程中很容易發(fā)生蒸汽外漏并在板片兩側(cè)密封區(qū)域極速冷凝,冷凝殘液不斷積集形成局部CL-質(zhì)量濃度較高,破壞板片表面鈍化層。加上該處板片冷沖壓導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力較大,引發(fā)應(yīng)力腐蝕,引起串液。
3、壓降過大:由于介質(zhì)中污垢過多,導(dǎo)致板片表面結(jié)垢,致使原本板片間流道截面流速過高,而壓降超過了允許范圍。
通過對換熱器板片、密封膠、墊片、斷口形貌、材料化學(xué)成分、板片金相組織、內(nèi)外表面微區(qū)能鋪等方面的綜合分析,換熱器板片在密封面發(fā)生泄漏的主要原因在于密封面本身存在較高的冷加工殘余應(yīng)力,操作條件下有較高的應(yīng)力,氯丁膠中含有的CL、S等元素在操作溫度下有析出的趨勢,從而導(dǎo)致奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕。為防止類似事故的發(fā)生,建議采取以下措施。
1、加強(qiáng)換熱器板片冷沖壓成型后消除應(yīng)力熱處理的監(jiān)督與控制。
2、嚴(yán)格把好密封膠的配方關(guān),確保密封膠中不含CL、S等有害元素,或者采取措施確保S、CL在操作條件下不會析出,也可以采用新型粘膠。
3、選擇耐CL、S應(yīng)力腐蝕的不銹鋼換熱器板片,如雙向不銹鋼等。
4、嚴(yán)格檢測并控制蒸汽凝液中所含CL-,避免板片發(fā)生應(yīng)力腐蝕失效,對除鹽水、蒸汽凝液進(jìn)行CL-監(jiān)控。
5、通過調(diào)整墊片密封比壓,探討適宜的換熱器板片密封面上的密封壓緊力或力矩,避免超過合理參數(shù)的預(yù)緊操作。
密封面本身存在較高的冷加工殘余應(yīng)力,操作條件下有較高的應(yīng)力水平,是導(dǎo)致板式換熱器板片失效的直接原因。氯丁膠中含有的CL、S等元素在操作溫度下析出,導(dǎo)致奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕,是本次換熱器板片失效的根本原因。建議在使用過程中定期對上述諸參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的檢查,以避免類似事故的發(fā)生。