板式換熱器泄漏、腐蝕等常見(jiàn)故障解讀

換熱器滲漏主要是腐蝕造成的，少部分是由于換熱器選型和換熱器本身的制造工藝缺陷。

板式換熱器應(yīng)用越來(lái)越廣泛，針對(duì)常見(jiàn)的泄漏問(wèn)題，分析其主要原因有：

(1) 換熱板片腐蝕穿透；

(2) 換熱板片有裂紋；

(3) 夾緊螺栓緊固不均勻；

(4) 換熱板片變形太大；

(5) 密封墊片斷裂或老化；

(6) 密封墊片厚度不均；

(7) 密封墊片壓偏。

圖片

具體失效形式可能由如下情況造成：

由于水質(zhì)不達(dá)標(biāo)加上水處理設(shè)備運(yùn)行不當(dāng)，且冷熱介質(zhì)溫差，易在板式換熱器板片表面形成積垢（碳化物、二氧化硅垢層），從而引起導(dǎo)熱不良、換熱效果降低，嚴(yán)重的將產(chǎn)生局部點(diǎn)蝕穿孔泄漏；

在板式換熱器密封墊片槽底或板片封閉流道的角孔墊片外側(cè)等縫隙處，會(huì)造成介質(zhì)的滯留，由于滯留介質(zhì)的電化學(xué)不均勻性而導(dǎo)致在此處產(chǎn)生縫隙腐蝕泄漏；

板式換熱器板片在制作壓制過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定殘余內(nèi)應(yīng)力，若與介質(zhì)中的一定濃度的鹵素離子（如氯離子等離子）或H2S長(zhǎng)時(shí)間的接觸可能引起板片應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂；

板式換熱器不銹鋼板片在焊接過(guò)程中造成晶間腐蝕；

板式換熱器板片選材不當(dāng)或使用期過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)了允許使用壽命造成泄漏；

安裝或拆卸清洗的時(shí)候夾緊螺栓緊固不均勻，造成墊片、板片錯(cuò)位而泄漏；

安裝墊片時(shí)，墊片上和墊片槽內(nèi)有砂子、油污、鐵屑和焊劑等雜物，造成密封面破壞而泄漏。

板式換熱器腐蝕失效類型

① 點(diǎn)蝕：

由“閉塞電池腐蝕”（Ocluded Cell Corrosion）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)的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)狀或潰瘍形的局部腐蝕。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。例如，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(kāi)裂：

在靜態(tài)拉伸應(yīng)力與電化學(xué)介質(zhì)共同作用下，由陰極溶解過(guò)程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(kāi)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(guò)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)的金屬表面全部或大部分被腐蝕的現(xiàn)象。例如，板片選材不當(dāng)，或使用期過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)了允許使用壽命；

⑥ 其他腐蝕失效：

主要有露點(diǎn)腐蝕、磨蝕、微生物腐蝕等。例如，含有酸性物質(zhì)的熱蒸汽與冷的板片接觸，可引起露點(diǎn)腐蝕；板片的介質(zhì)入口角孔處和導(dǎo)流區(qū)的流速過(guò)高，或流體中含有砂粒類顆粒物時(shí)，可導(dǎo)致磨蝕；海水中的藻類、細(xì)菌、原生物等，可導(dǎo)致板片的微生物腐蝕。

以上幾種腐蝕失效中，Cr-Ni奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂約占50％，點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕共約占20％，所以最危險(xiǎn)、最常見(jiàn)。

如果板片之間發(fā)生泄漏，可能輕則導(dǎo)致?lián)Q熱效果不佳，影響后續(xù)生產(chǎn)加工；重則會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器停止工作，直接影響我們的生產(chǎn)計(jì)劃。所以我們要根據(jù)工況定期對(duì)換熱器進(jìn)行清洗保養(yǎng)和維護(hù)。

板式換熱器運(yùn)維保養(yǎng)知識(shí)分享

板式換熱器具有傳熱系數(shù)高、壓降小、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、占用空間小、面積和流程組合方便、 零件通用性強(qiáng)、 可選擇材料廣以及容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于食品、機(jī)械、冶金、石油化工和船舶等領(lǐng)域， 并成為城市集中供熱工程中的主導(dǎo)換熱設(shè)備。為了保證板式換熱器的正常運(yùn)行， 延長(zhǎng)關(guān)鍵部件 ( 如板片、膠墊) 的使用壽命，了解掌握板式換熱器出現(xiàn)的故障及其產(chǎn)生原因和處理方法顯得尤為重要。

1、板式換熱器常見(jiàn)故障

1.1外漏

主要表現(xiàn)為滲漏 ( 量不大，水滴不連續(xù) ) 和泄漏 ( 量較大，水滴連續(xù)) 。外漏出現(xiàn)的主要部位為板片與板片之間的密封處、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片與壓緊板內(nèi)側(cè)。

1.2 串液

主要特征為壓力較高一側(cè)的介質(zhì)串入壓力較低一側(cè)的介質(zhì)中，系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)壓力和溫度的異常。如果介質(zhì)具有腐蝕性， 還可能導(dǎo)致管路中其它設(shè)備的腐蝕。串液通常發(fā)生在導(dǎo)流區(qū)域或者二道密封區(qū)域處。

1.3 壓降大

介質(zhì)進(jìn)、出口壓降超過(guò)設(shè)計(jì)要求，甚至高出設(shè)計(jì)值許多倍，嚴(yán)重影響系統(tǒng)對(duì)流量和溫度的要求。在供暖系統(tǒng)中，若熱側(cè)壓降過(guò)大，則一次側(cè)流量將嚴(yán)重不足， 即熱源不夠， 導(dǎo)致二次側(cè)出溫度不能滿足板式換熱器常見(jiàn)故障及處理方法要求。

1.4供熱溫度不能滿足要求

主要特征是出口溫度偏低，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2、原因分析及處理方法

2.1外漏

2 .1.1 產(chǎn)生原因

①夾緊尺寸不到位、 各處尺寸不均勻 ( 各處尺寸偏差不應(yīng)大于3 mm)或夾緊螺栓松動(dòng)。

② 部分密封墊脫離密封槽，密封墊主密封面有臟物，密封墊損壞或墊片老化。

③板片發(fā)生變形，組裝錯(cuò)位引起跑墊。

④在板片密封槽部位或二道密封區(qū)域有裂紋。實(shí)例：北京、青海和新疆等地的多個(gè)熱力站均采用飽和蒸汽作為一次側(cè)熱源供暖，由于蒸汽溫度較高， 在設(shè)備運(yùn)行初期系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下， 橡膠密封墊在高溫下失效，引起蒸汽外漏。

2.1.2 處理方法

① 在無(wú)壓狀態(tài)， 按制造廠提供的夾緊尺寸重新夾緊設(shè)備， 尺寸應(yīng)均勻一致，壓緊尺寸的偏差應(yīng)不大于±0．2N (mm)(N。為板片總數(shù)) ，兩壓緊板間的平行度應(yīng)保持在2 mm 以內(nèi)。

② 在外漏部位上做好標(biāo)記，然后換熱器解體逐一排查解決， 重新裝配或更換墊片和板片。

③ 將開(kāi)換熱器解體，對(duì)板片變形部位進(jìn)行修理或者更換板片。在沒(méi)有板片備件時(shí)可將變形部位板片暫時(shí)拆除后重新組裝使用。

④重新組裝拆開(kāi)的板片時(shí)， 應(yīng)清潔板面，防止污物粘附著于墊片密封面。

2.2串液

2 .2.1產(chǎn)生原因

① 由于板材選擇不當(dāng)導(dǎo)致板片腐蝕產(chǎn)生裂紋或穿孔。

②操作條件不符合設(shè)計(jì)要求。

③板片冷沖壓成型后的殘余應(yīng)力和裝配中夾緊尺寸過(guò)小造成應(yīng)力腐蝕。

④板片泄漏槽處有輕微滲漏， 造成介質(zhì)中有害物質(zhì) ( 如 CL)濃縮腐蝕板片，形成串液。實(shí)例：某鋁業(yè)有限公司硫酸系統(tǒng)中 1 臺(tái)板片材料為 254 SMo的 BR03板式換熱器，在運(yùn)行5 個(gè)月后出現(xiàn)冷卻水側(cè)碳鋼接管腐蝕泄漏，酸液泄漏到了冷卻水側(cè)。檢查發(fā)現(xiàn)板片酸液進(jìn)口處和導(dǎo)流區(qū)域有嚴(yán)重的腐蝕及開(kāi)裂現(xiàn)象。

現(xiàn)場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行溫度、流量和濃度等工藝參數(shù)均超出設(shè)計(jì)條件，使用溫度遠(yuǎn)超出材料的適用范圍。采用飽和蒸汽作為一次側(cè)熱源的板式換熱器在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生板片腐蝕，導(dǎo)致產(chǎn)品串液。這是由于蒸汽溫度較高， 設(shè)備運(yùn)行中很容易造成橡膠密封墊在高溫下失效，引起蒸汽外漏并在二道密封區(qū)域急速冷凝。隨著外漏的不斷進(jìn)行， 冷凝殘液越聚越多，局部形成cl 質(zhì)量濃度較高區(qū)域，達(dá)到破壞板片表面鈍化層的腐蝕條件。同時(shí)，由于此區(qū)域板片冷沖壓形成的內(nèi)部應(yīng)力較大，在表面鈍化層被破壞的情況下， 內(nèi)部應(yīng)力作用導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。

2 .2.２處理方法

① 更換有裂紋或穿孔板片，在現(xiàn)場(chǎng)用透光法查找板片裂紋。

②調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)條件。

③換熱器維修組裝時(shí)夾緊尺寸應(yīng)符合要求， 并不是越小越好。

④ 板片材料合理匹配。

2.3 壓降過(guò)大

2.3.1產(chǎn)生原因

①運(yùn)行系統(tǒng)管路未進(jìn)行正常吹洗，特別是新安裝系統(tǒng)管路中許多臟物 ( 如焊渣等 ) 進(jìn)入板式換熱器的內(nèi)部， 由于板式換熱器流道截面積較窄，換熱器內(nèi)的沉淀物和懸浮物聚集在角孔處和導(dǎo)流區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致該處的流道面積大為減小，造成壓力主要損失在此部位。

②板式換熱器首次選型時(shí)面積偏小， 造成板間流速過(guò)高而壓降偏大。

③ 板式換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后，因板片表面結(jié)垢引起壓降過(guò)大。

2.3.2 處理方法

① 清除換熱器流道中的臟物或板片結(jié)垢， 對(duì)于新運(yùn)行的系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況每周清洗一次。清洗板片表面水垢 ( 主要指 CaCO。) 時(shí)，選用含 0.3 氨基磺酸溶液或含0.3 烏洛托平、 0.2 苯胺、0.1硫氰酸鉀的 0.8硝酸溶液作為清洗液，清洗溫度40～60℃。不拆卸設(shè)備化學(xué)浸泡清洗時(shí)， 要打開(kāi)換熱器冷介質(zhì)進(jìn)、 出口，或安裝設(shè)備時(shí)在介質(zhì)進(jìn)、出口接管上安裝DN25清洗口，將配好的清洗液注入設(shè)備中，浸泡后用清水清洗干凈殘留酸液，使pH≥7。拆開(kāi)清洗時(shí)，將板片在清洗液中浸泡 30 min ，然后用軟刷輕刷結(jié)垢，最后用清水清洗干凈。清洗過(guò)程中應(yīng)避免損傷板片與橡膠墊。若采用不拆卸機(jī)械反沖洗方法， 應(yīng)事先在介質(zhì)進(jìn)、 出口管路上接一管口， 將設(shè)備與機(jī)械清洗車連接，把清洗液按介質(zhì)流動(dòng)的反方向注入設(shè)備，循環(huán)清洗時(shí)間10～1 5 min ，介質(zhì)流速控制在 0.05～0.15 m／s。最后再用清水循環(huán)幾遍，使清水中 Cl 質(zhì)量濃度控制在 25 mg／I以下。

② 二次循環(huán)水最好采用經(jīng)過(guò)軟化處理后的軟水， 一般要求水中懸浮物質(zhì)量濃度不大于 5 mg／L、雜質(zhì)直徑不大于 3 mm、pH≥ 7。當(dāng)水溫不大于95℃時(shí)，Ca 、Mg濃度應(yīng)不大于 2 mmol／L；當(dāng)水溫大于 95|C 時(shí)，Ca 、Mg 濃度應(yīng)不大于 0．3 mmol／L、溶解氧質(zhì)量濃度應(yīng)不大于0.1mg／L。

③對(duì)于集中供熱系統(tǒng)，可以采用一次向二次補(bǔ)水的方法。

2.4供熱溫度不能滿足要求

2.4.1產(chǎn)生原因

① 一次側(cè)介質(zhì)流量不足，導(dǎo)致熱側(cè)溫差大，壓降小。

②冷側(cè)溫度低，并且冷、熱末端溫度低。

③并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)板式換熱器流量分配不均。

④換熱器內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重。

2.4.2處理方法

① 增加熱源的流量或加大熱源介質(zhì)管路直徑。

② 平衡并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)板式換熱器的流量。

③拆開(kāi)板式換熱器清洗板片表面結(jié)垢。

板式換熱器的維護(hù)保養(yǎng)

即使是板式換熱器，也會(huì)在一年中的使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，需要維修，尤其是它的密封件，要看看它是否已松動(dòng)。板式換熱器維護(hù)保養(yǎng)時(shí)的注意事項(xiàng)。

板式換熱器是流程工業(yè)設(shè)備中熱交換技術(shù)中一個(gè)重要部件。在各個(gè)板式散熱片之間進(jìn)行密封的彈性密封墊是一種易損件，并且在自然條件下也是一種易于老化的零件。它的使用壽命對(duì)于板式換熱器的使用壽命有著重要的影響。如果這些密封熱硬化了，失去了原有的彈性，則可導(dǎo)致?lián)Q熱器無(wú)法正常工作。

下列因素對(duì)彈性密封墊的使用壽命有著重要影響：

-換熱器的工作方式(連續(xù)的還是不連續(xù)的)

-散熱的介質(zhì)和使用的清潔劑的腐蝕性

-最高工作溫度

-最高工作壓力

-由于過(guò)大的壓力和不均衡的壓力而使彈性密封墊的應(yīng)力較大

-自然老化。

彈性密封墊的軟化與壓力和溫度有關(guān)，當(dāng)密封墊失去彈性后，換熱器會(huì)出現(xiàn)滴漏。在某些產(chǎn)品中，為了解決因密封墊老化而引起的滴漏現(xiàn)象，允許對(duì)換熱器進(jìn)行密封性能調(diào)節(jié)，即再次擰緊組合板式換熱器的螺栓，調(diào)節(jié)各個(gè)換熱器之間的彈性密封墊的壓緊力，解決滴漏問(wèn)題。

在有這種功能的換熱器的銘牌上，一般都給出了允許最大和最小應(yīng)力。對(duì)于新的換熱器片組，應(yīng)使用最小的允許應(yīng)力進(jìn)行連接固定。

視每組換熱器片的數(shù)量多少，可以一次或者多次調(diào)整換熱器的擰緊力，每次擰緊時(shí)，可以將螺母擰進(jìn)去3mm，并在擰緊過(guò)程中始終注意調(diào)節(jié)片的應(yīng)力情況，而且，只允許對(duì)無(wú)工作壓力的換熱器，在室溫條件下進(jìn)行擰緊力的調(diào)整，防止滴漏。
對(duì)于在銘牌中沒(méi)有給出應(yīng)力調(diào)節(jié)范圍的板式換熱器，一般在零件圖中給出了應(yīng)力數(shù)值，在擰緊這類板式換熱器時(shí)，擰緊力矩?zé)o論如何不應(yīng)低于圖紙規(guī)定的數(shù)值，因?yàn)樗c板式換熱器的組裝質(zhì)量、組裝變形有關(guān)。在擰緊力矩達(dá)到規(guī)定數(shù)值的要求時(shí)，則可有計(jì)劃地對(duì)彈性密封墊進(jìn)行更換。對(duì)于在重要的生產(chǎn)設(shè)備中和腐蝕介質(zhì)中使用的板式換熱器，建議有一套備用的密封件。倉(cāng)庫(kù)溫度18℃時(shí)，在透明塑料包裝中，板式換熱器的密封件可保存3～5年左右。

密封件的固定

原則上，密封件的固定分為粘接固定和非粘接固定兩大類。密封墊的形狀應(yīng)與板式換熱器密封處的形狀保持一致。必須指出的是粘接式的固定方法不對(duì)密封功能產(chǎn)生任何作用。

非粘接密封-對(duì)準(zhǔn)；將密封圈放置到位-放入；使密封圈正確地進(jìn)入密封槽中-壓緊；在密封槽中，有橫截面逐漸減小的槽形結(jié)構(gòu)，以便使密封圈正確定位。

粘接式密封

根據(jù)密封墊的使用目的和密封質(zhì)量要求，可使用不同生產(chǎn)廠家的調(diào)和式密封膠和非調(diào)和式密封膠。在進(jìn)行粘接之前，應(yīng)使用蒸汽氣流徹底地清除。粘接面殘留的粘接劑和殘留的密封墊。對(duì)于調(diào)和式密封膠粘接來(lái)講，必須用火燒盡板式換熱器結(jié)合面上的殘留粘接劑和殘留密封墊。在大批量進(jìn)行粘接時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備冷凍密封件的液氮池，準(zhǔn)備好為帶有密封墊的板式換熱器進(jìn)行干燥處理的加熱爐，加熱溫度應(yīng)達(dá)160℃，如果有條件，應(yīng)對(duì)板式換熱器進(jìn)行化學(xué)清理，以保證徹底清除殘留在板式換熱器結(jié)合面中的粘接件的密封墊。

可以根據(jù)板式換熱器的蜂室觀察孔來(lái)了解密封墊的安裝是否正確。

板式換熱器的結(jié)合面應(yīng)使用化學(xué)清潔劑清理(例如利用丙酮)。同樣，也必須利用化學(xué)清潔劑清除粘接在密封墊上的軟化劑和防粘連涂層。將粘接劑涂抹在各個(gè)粘接結(jié)合面的中部。視密封墊的寬度，粘接劑的寬度約為一根火柴的寬度，然后用毛刷將粘接劑在整個(gè)粘接表面涂抹均勻，以便充分利用整個(gè)結(jié)合面。根據(jù)粘接劑的種類不同，等待一定的通風(fēng)干燥時(shí)間，然后放入密封墊，將各個(gè)板式換熱器疊放在一起，用拉緊螺桿拉緊，或者用重物壓放在疊放的換熱器組上。根據(jù)粘接劑的種類不同，硬化時(shí)間約為8～20小時(shí)。對(duì)于調(diào)和式粘接劑，則必須進(jìn)行螺桿拉緊和爐內(nèi)加熱硬化。

清理和清潔

通常，人們是通過(guò)流程設(shè)備冷態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)的滴漏或者停車?yán)鋮s過(guò)程中的滴漏來(lái)發(fā)現(xiàn)換熱器密封件失效的，有些板式換熱器具有二次調(diào)節(jié)的功能，允許在出現(xiàn)小量滴漏時(shí)可以再次將換熱器片組擰緊。從而增加各個(gè)密封墊之間的應(yīng)力，短時(shí)間內(nèi)解決滴漏現(xiàn)象。在新組裝的換熱器中，可以使用較大的組合長(zhǎng)度尺寸，當(dāng)出現(xiàn)滴漏后，再擰緊各組板式換熱器，使用較長(zhǎng)的組合長(zhǎng)度尺寸。最大組合長(zhǎng)度尺寸和最小組合長(zhǎng)度尺寸一般都可在熱交換器的銘牌中看到。需注意的是：不能小于最小組合長(zhǎng)度尺寸。當(dāng)組合后的換熱器達(dá)到最小組合長(zhǎng)度尺寸仍出現(xiàn)滴漏時(shí)，說(shuō)明密封墊必須需要更換了。