板式換熱器板片材質(zhì)的選擇
一,板式換熱器板片材質(zhì)的選擇
材料牌號(hào)及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照
板片材質(zhì)有304,316L,316,TA1,H68等
二,合理的選材,避免腐蝕
經(jīng)濟(jì)合理的選擇板材,使其不僅具有良好的冷沖壓性能,而且在相應(yīng)的介質(zhì)中,具有較高的耐蝕性,這一點(diǎn)尤為重要。一般情況下,要求板片的年腐蝕率小于或等于0.05mm/年(管殼式換熱器小于或等于0.125mm/年)。
1,板式換熱器可能產(chǎn)生的腐蝕失效類型
(1)點(diǎn)蝕:由“閉塞電池腐蝕”作用引起的一種局部腐蝕---使局部金屬表面的鈍化膜破壞。形成尺寸小于1mm的穿孔或蝕坑。例如,在不銹鋼板片表面生銹或積垢(碳化物、二氧化硅垢層)處,因?qū)岵涣?、介質(zhì)PH值減小產(chǎn)生的腐蝕;
(2)縫隙腐蝕:由閉塞電池腐蝕作用引起的一種呈斑點(diǎn)狀或潰瘍型的局部腐蝕。同點(diǎn)蝕的主要區(qū)別是腐蝕產(chǎn)生在金屬零件的縫隙處,由于滯留介質(zhì)的電化學(xué)不均勻性而導(dǎo)致的。列如,密封墊片槽底或板片封閉流道的角孔墊片外側(cè)處產(chǎn)生的腐蝕。
(3)應(yīng)力腐蝕開裂:在靜態(tài)拉伸應(yīng)力與電化學(xué)介質(zhì)共同作用下,由陰極溶解國產(chǎn)引起的金屬局部腐蝕裂紋或斷裂。例如:板片壓制成型時(shí)將產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力,若與介質(zhì)中的鹵素離子(如CL`/F`等離子)或H2S接觸可能引起應(yīng)力腐蝕開裂。
(4)晶間腐蝕:起源于金屬表面并沿晶粒邊界深入到內(nèi)部的腐蝕,可導(dǎo)致晶粒間的結(jié)合力喪失,使材料的強(qiáng)度大大降低。例如,不銹鋼在過敏溫度范圍(400-600℃)內(nèi)產(chǎn)生的腐蝕;
(5)均勻腐蝕:接觸介質(zhì)金屬表面全部或大部分腐蝕等。例如,板材選材不當(dāng),或使用期過長,超過了允許使用壽命。
(6)其他腐蝕失效:主要有露點(diǎn)腐蝕、磨蝕、微生物腐蝕。
2,板片材料中合金元素對(duì)耐腐蝕性能的影響
合金元素C具有明顯減小腐蝕抗力的作用,其含量不宜大于0.08%;Cr明顯有利于增加耐蝕抗力;適量的Mo可增加耐蝕抗力;Ni少量的Cu和微量的Nb、Ti、N等均有利于提高耐腐蝕性能,并可以改善材料的力學(xué)性能或熱穩(wěn)定性,P、S是對(duì)耐腐蝕抗力最有害的元素,其含量控制在0.045%一下。
3,常見介質(zhì)的腐蝕性和合理選材原則
通常,氯離子對(duì)不銹鋼,氟化物對(duì)鈦,均容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕;含氮介質(zhì)(如氨和胺)對(duì)銅有腐蝕性。在靜止的腐蝕性介質(zhì)中,局部腐蝕的危險(xiǎn)性更大。介質(zhì)的腐蝕性取決于其成分外,主要同他的濃度溫度、PH值。含氧量以及流速等有關(guān)。
(1)奧氏體不銹鋼表面經(jīng)鈍化處理,可在表面形成鈍化膜,使其耐蝕性提高。但是,含鹵素離子(尤其是CL`)的液體(例如,鹽水、鹽酸、含碘或含氯的消毒液等)對(duì)鈍化膜有破壞作用,從而可加劇腐蝕。如果由于化學(xué)侵蝕、機(jī)械損傷以及其他原因造成的鈍化膜破壞、也將在受到破壞的地方產(chǎn)生局部腐蝕。一般情況下,介質(zhì)中CL`濃度小于200mg/L時(shí),可選用316(溫度在60℃一下,最高CL`濃度可達(dá)300mg/L。溫度在120℃以下,僅80mg/L)或304(溫度60℃以下,最高CL`濃度僅50mg/L)型不銹鋼;CL`濃度大于200mg/L時(shí),宜選用高級(jí)不銹鋼或鈦及鈦合金。
(2)奧氏體不銹鋼對(duì)硫化物腐蝕有一定的抗力。
(3)必須注意板片材料與墊片或膠黏劑的相容性。
(4)一般,硫酸可選鎳及鎳基合金。鹽酸、硝酸、稀硫酸(濃度70%以下)等可選用鈦粑合金。
4.板片常用材料的特點(diǎn)及適用條件
(1)304不銹鋼 價(jià)格低廉,適用于一般的有機(jī)和無機(jī)介質(zhì)。
(2)316L型不銹鋼 適用于一般有機(jī)和無機(jī)介質(zhì)。
(3)254 SMO 高級(jí)不銹鋼 這是一種提高了Mo含量對(duì)316型進(jìn)行了改進(jìn)的超低碳高級(jí)不銹鋼,具有優(yōu)良的對(duì)氯化物點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的能力,適用于不能用316型的含鹽水、無機(jī)酸等介質(zhì)。
(4)鈦 非合金化鈦,重量輕,相對(duì)米芾4.5,能自然生成鈍化保護(hù)膜,且如果一旦被破壞,具有自愈性,故耐蝕性比不銹鋼好。
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