板式換熱器的腐蝕分析與控制策略

趙 娜

（大慶油田工程項目管理公司萬方工程技術(shù)設(shè)計院，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

隨著當(dāng)前板式換熱應(yīng)用范圍擴大化發(fā)展，人們對其中的應(yīng)用優(yōu)勢也有一定的了解，已經(jīng)逐漸成為我國各大領(lǐng)域中的重要換熱設(shè)備，但其在實際運行中會發(fā)生各種各樣的腐蝕問題，對其正常使用帶來很大影響，就此本文對板式換熱器的腐蝕分析與控制策略進行探討，具有一定現(xiàn)實研究意義。

1 板式換熱器的腐蝕類型

1.1 均勻腐蝕

均勻腐蝕是板式換熱器中比較普遍的腐蝕類型，通常是在板片和介質(zhì)之間接觸部分發(fā)生大范圍腐蝕，從而使得板片出現(xiàn)比較均勻的變薄情況，最后發(fā)生腐蝕損壞[1]。這種類型的腐蝕能夠通過預(yù)測進行判斷，因此其產(chǎn)生的危險性也相對比較小，一般以耐蝕極限、腐蝕率分別為0.1mm/a、0.1～1.0mm/a為標(biāo)準(zhǔn)來確定，若超出標(biāo)準(zhǔn)則判定為發(fā)生均勻腐蝕。

1.2 孔蝕

這種局部腐蝕形態(tài)比較明顯，一般是在板片上出現(xiàn)類似針孔的小洞，其直徑通常小于腐蝕深度，小洞腐蝕是由內(nèi)部開始擴展，逐漸形成不同的小孔，這種小孔具有一定的破壞性，需要提高重視程度，產(chǎn)生這種現(xiàn)象主要有三個因素，分別是材質(zhì)選擇問題，壓制過程中表面受到損傷，板片材質(zhì)中存在鹵素離子，由于這種介質(zhì)本身濃度、PH值等因素造成腐蝕。

1.3 縫隙腐蝕

對于這種類型腐蝕問題，一般發(fā)生在板片和密封壓緊板兩者之間的邊緣處位置，因該處存在介質(zhì)不流動且狹小的縫隙，因缺氧原因產(chǎn)生陽極，導(dǎo)致板式換熱器因此發(fā)生腐蝕。

1.4 應(yīng)力腐蝕

所謂應(yīng)力腐蝕，是因板片剩余應(yīng)力、外力以及腐蝕三者之間共同作用引發(fā)的破裂問題，而且這種破裂問題將會在板片不會發(fā)生變形的前提下出現(xiàn)的一種突發(fā)性破壞，具有非常大的危害影響。

1.5 磨損與磨振腐蝕

對于磨損腐蝕，主要指的是介質(zhì)對金屬表面同時存在磨損和腐蝕問題，這種類型腐蝕發(fā)生位置在板片入口位置或者是導(dǎo)流位置，發(fā)生腐蝕的原因在于板片入口位置流速高，呈潮流和渦流的流體形態(tài)，從而引發(fā)板片遭受腐蝕影響。

對于磨振腐蝕，主要指的是兩個互相接觸部分共同承受荷載，接觸表面因振動和滑動的作用力引發(fā)腐蝕問題。腐蝕機理是因磨損作用導(dǎo)致金屬表面保護膜發(fā)生破壞，使金屬處于裸漏狀態(tài)迅速發(fā)生氧化，加速腐蝕速度。

2 板式換熱器腐蝕的控制策略

（1）分析材料本身的抗介質(zhì)腐蝕性能，以此來合理進行板片材料選擇，因應(yīng)用領(lǐng)域比較大，介質(zhì)類型也比較多，引發(fā)的腐蝕類型也呈多樣化特征，因此這就根據(jù)實際需求，結(jié)合各種類型的腐蝕材料來進行板片制作，從整體上來講，明確所使用的板式換熱器材料介質(zhì)中的成分和雜質(zhì)，根據(jù)實際需求進行材質(zhì)選擇，從根本上實現(xiàn)防腐目的[2]；

（2）對不銹鋼板片表面進行鈍化處理，通過處理促使板片氧化膜表面形成一種薄且密實的膜，以此起到耐蝕性能。就板式換熱器而言，因遭受Cl-離子造成的侵蝕影響導(dǎo)致破壞，將轉(zhuǎn)化膜技術(shù)應(yīng)用其中，具體來講，對板片表面進行鈍化和氧化處理，處理后促使表面處于高氧化價態(tài)，之后再對表面進行處理，將其中存在的不穩(wěn)定價態(tài)氧化物進行清除處理并提升其中Mo元素含量，以此提升板片耐腐蝕性；

（3）在對板片成型模設(shè)計過程中，可通過剩余應(yīng)力比較小的結(jié)構(gòu)進行，科學(xué)設(shè)計板片波紋的斷面、高度以及節(jié)距，對于斷面部分一般采用圓弧過渡。另外，為降低內(nèi)部剩余應(yīng)力，可通過整體切邊、高頻振蕩等方式進行解決；

（4）對于板片表面發(fā)生劃傷問題，應(yīng)采取拋光的方式處理，板片成型后采用潤滑劑涂抹或者是加潤滑膜的方式起到減輕板片劃痕的作用；

（5）對于板片結(jié)構(gòu)和正常流速部分，通常情況下，板間平均流速為0.2～0.8m/s之間，當(dāng)流速在0.2m/s以下時，流體無法實現(xiàn)湍流狀態(tài)下，并產(chǎn)生比較大的死角區(qū)域，為此這就需要科學(xué)進行流速選擇，以此降低板片入口處腐蝕影響；

（6）通過增加板片觸點接觸率的方式，來起到降低磨振造成的板片觸點破壞影響，從而減少板片發(fā)生腐蝕幾率。

3 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段，我國板式換熱器應(yīng)用范圍越來越廣泛，其中的介質(zhì)也隨之多樣化發(fā)展，因此這就需要相關(guān)研究者研究更多能夠抗介質(zhì)腐蝕的板材，以此更好的促使板式換熱器發(fā)揮其應(yīng)有的價值。