全焊接板式换热器是通过板片间的全焊接密封来替代传统可拆卸式的密封垫的,大幅提升了它的耐压、耐温性能,但重要地部件仍存在磨损、腐蚀、疲劳等失效风险。它的易损部件主要集中在板片、焊缝、流体分配器及辅助结构件,这些部件的损坏直接影响全焊接板式换热器的换热效率、密封性和运行安全。艾克森系统梳理易损部件类型、损伤形式及失效诱因:
一、重要易损部件:板片
板片是艾克森全焊接板式换热器实现换热的重要组成部分,也是最易出现损伤的部件,它的失效形式与介质特性、运行工况密切相关。
1.板片损伤类型
腐蚀损伤:
艾克森全焊接板式换热器板片通常采用奥氏体不锈钢、钛合金、哈氏合金等材质,如果介质含氯离子、强酸、强碱或氧化性物质,就容易引发点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂(SCC)。例如:316L不锈钢在氯离子浓度>200ppm的介质中就很易出现点蚀;高温碱性介质可能导致晶间腐蚀,会破坏掉板片微观结构。
介质中的氧含量过高或流速不均形成的局部贫氧区,会引发氧浓差电池腐蚀,表现为板片表面出现凹坑或穿孔。
磨损损伤:
如果介质含固相颗粒,高速流体携带颗粒冲刷板片波纹处,会造成板片表面磨损,逐渐变薄甚至穿孔。磨损主要集中在板片进口区域和波纹顶点。
疲劳变形/开裂:
艾克森全焊接板式韩热气板片采用波纹设计,运行过程中冷热介质温差导致板片反复热胀冷缩,产生交变热应力;同时,流体压力波动会引发板片振动,长期作用下易在波纹转角、焊缝连接等应力集中区域出现疲劳裂纹,严重时导致板片断裂。
结垢堵塞:
虽然结垢不属于物理损伤,但硬水、含碳酸盐/硫酸盐的介质易在板片表面形成水垢或污垢层,不仅降低换热效率,还会导致局部过热,加速板片腐蚀,属于间接引发板片失效的关键因素。
2.板片易损的重要原因
介质腐蚀性未充分评估,选材不当;
介质流速过高或固相颗粒含量超标;
冷热介质温差过大,容易导致热应力集中;
停车/启动频繁,温度、压力骤变引发疲劳损伤。
二、重点密封部件:焊缝
全焊接板式换热器的密封性完全依赖板片间的焊缝,焊缝缺陷或失效都会直接导致介质泄漏,是安全运行的重大隐患。
1.焊缝损伤类型
焊接缺陷引发的泄漏:
制造过程中如果焊接工艺控制不当,易产生气孔、夹渣、未焊透、咬边等缺陷,这些缺陷在运行压力和热应力作用下会逐渐扩展,形成泄漏通道。例如:未焊透区域的金属结合力薄弱,高压下易开裂;气孔会降低焊缝致密性,引发介质渗透。
焊缝疲劳开裂:
运行过程中,板片的热胀冷缩会传递至焊缝,导致焊缝金属承受交变应力;如果焊缝存在残余应力,则更易引发疲劳开裂,开裂位置多集中在焊缝与板片的过渡区域。
焊缝腐蚀:
焊缝处的合金元素在焊接过程中可能烧损,形成贫铬区,耐腐蚀性下降;同时,焊缝表面的焊瘤、飞溅物易形成腐蚀电池,引发焊缝腐蚀,表现为焊缝变脆、剥落,最终导致密封失效。
2.焊缝易损的重点因素
焊接工艺参数不合理;
焊后未进行固溶处理或消应力退火,残余应力过高;
介质腐蚀性能强,焊缝耐蚀性不足;
运行压力波动频繁,超出焊缝设计承受范围。
三、辅助易损部件
1.流体分配器
分配器负责将介质均匀分配至各板片流道,如果设计不合理或介质含杂质,易出现以下问题:
堵塞:介质中的颗粒、杂质堆积在分配器入口或导流孔处,导致介质分配不均,部分流道流量过大,部分流道流量过小;
腐蚀/磨损:分配器与板片材质一致,但直接接触进口介质,易受颗粒冲刷和腐蚀,导流板变形或穿孔后,介质分配进一步紊乱,引发换热器整体性能下降。
2.夹紧框架与螺栓
部分全焊接板式换热器采用焊接板束+可拆卸框架设计,框架的夹紧螺栓、导轨、压紧板属于易损部件:
夹紧螺栓长期受预紧力和换热器热胀冷缩的影响,易出现螺纹磨损、螺栓松弛或断裂,导致板束夹紧力不足,引发焊缝应力增大;
导轨与压紧板的滑动接触面易因振动、腐蚀出现磨损,导致板束定位偏移,影响介质流道的均匀性。
3.排污/放空阀
艾克森板式换换热器的排污阀、放空阀属于频繁操作部件,阀芯、密封座易受介质腐蚀或颗粒磨损,导致阀门内漏,影响排污/排气效果,间接引发板片结垢或气阻。
全焊接板式换热器的易损部件以板片和焊缝为核心,损伤本质是介质腐蚀+工况应力+颗粒磨损共同作用的结果。如果艾克森全焊接板式换热器通过精准选材、介质预处理、优化运行工况及定期检测维护,就可以效延长易损部件寿命,进一步保障换热器长期稳定运行。对于高腐蚀、高磨损工况,针对性地升级材质或增加防护措施,既能够从源头降低损伤风险。
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