夏和偉?劉全眾?夏和詳?夏海濤

摘要：在分析板式換熱器時(shí)，增強(qiáng)板式換熱器的壽命，主要考慮到板式換熱器中所涉及到的傳熱流體阻力等不同的方面，其能確保換熱器正常地運(yùn)行。在1878年，德國(guó)首先發(fā)明了板式換熱器并且申請(qǐng)專利。20世紀(jì)60年代，我國(guó)則發(fā)明了第一臺(tái)板式換熱器，是一種新型的、高效的換熱器，是由具有一系列的波紋形狀金屬片堆緊密堆疊而成，其中包括了傳熱板片的固定活動(dòng)，夾緊板等系列的組成部分。

關(guān)鍵詞：板式換熱器;失效原因分析;維修方法

引言：板式換熱器本身具有結(jié)構(gòu)緊湊并且耐壓、耐濕等一系列的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)不同領(lǐng)域。目前板式換熱器在使用的過(guò)程中，其中主要集中在傳熱的過(guò)程以及流體阻力動(dòng)力學(xué)研究上。板式換熱器中所涉及到的波紋板片以及腐蝕介版片等研究都直接影響到了板式換熱器的整體使用質(zhì)量。本文在分析板式換熱器時(shí)，主要分析的是其失效的原因以及相關(guān)的維修方法，降低板式換熱器出現(xiàn)問(wèn)題的頻率以及可能性，通過(guò)金相實(shí)驗(yàn)以及材料硬度實(shí)驗(yàn)，提高板式換熱器在使用過(guò)程的效果。

一、板式換熱器失效的原因

板式換熱器之所以會(huì)出現(xiàn)失效的原因，主要有以下幾個(gè)不同的內(nèi)容。

（一）傳熱片材料組織出現(xiàn)問(wèn)題

在選擇板式換熱器進(jìn)行分析時(shí)，本文主要采用的板式換熱器是金相試驗(yàn)鑲嵌機(jī)和雙盤金相拋光機(jī)，這兩種板式換熱器中的傳熱材料均通過(guò)金相顯微鏡進(jìn)行觀察，能夠發(fā)現(xiàn)其不銹鋼傳熱板材料的表面，以此來(lái)判斷材料的成像。如果是材料本身出現(xiàn)了大小缺陷或者是分布缺陷，選擇一個(gè)失效樣本，在該樣本下找到?jīng)]有被腐蝕，腐蝕程度較輕或者以及腐蝕程度相對(duì)較為嚴(yán)重的三個(gè)不同區(qū)域，通過(guò)對(duì)這三個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行線切割、加工等不同方式制作出三個(gè)不同試樣，放在1000攝氏度到1100攝氏度的高溫下進(jìn)行高溫加熱并且分解，將其分解后在最短的時(shí)間進(jìn)行冷卻處理，能夠讓碳化物固溶于奧氏體中。等到冷卻到室溫時(shí)，則可以在室溫的條件下獲得奧氏體組織通過(guò)金相顯微鏡下進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有被腐蝕的樣品，其組織處于正常的狀態(tài)。孿晶以晶體形態(tài)分布，而輕度腐蝕樣品在腐蝕后，由于已經(jīng)被腐蝕，其存在一定的腐蝕口，腐蝕孔周圍則是正常的結(jié)晶分布。如果腐蝕程度較輕，周圍存在大量的腐蝕孔，也會(huì)出現(xiàn)樹(shù)枝狀的裂紋，整體的表面是非常粗糙的，有許多顆粒會(huì)嚴(yán)重的被腐蝕，甚至從表面上脫落。由此可見(jiàn)，傳熱板材料是傳熱器使用的過(guò)程中出現(xiàn)失效的原因之一。

（二）材料的硬度

由于傳熱片本身的材料被腐蝕，導(dǎo)致的材料結(jié)構(gòu)遭受到破壞，y的硬度同樣也影響到了換板式換熱器在使用時(shí)的效果，對(duì)該傳熱片的硬度進(jìn)行分析時(shí)，主要選擇的儀器是維氏硬度測(cè)試儀，在使用時(shí)的使用原理是通過(guò)四棱錐體金剛石對(duì)試樣進(jìn)行壓力檢測(cè)，檢測(cè)一段時(shí)間后卸除該壓力，觀察試樣中的壓痕長(zhǎng)度，由此能夠直接計(jì)算出樣品中的硬度。檢查時(shí)主要檢查的部位是熱交換面以及密封槽。測(cè)試的壓力為9.89807N，測(cè)試時(shí)間則保持在十秒鐘，要求不同的測(cè)試樣點(diǎn)在進(jìn)行測(cè)試時(shí)間隔2mm，進(jìn)行測(cè)量七次，并且取平均值通過(guò)測(cè)量得到結(jié)果。密封槽測(cè)試的平均硬度為237，高于國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)硬度210，并不符合國(guó)際的要求。而熱交換面試硬度平均值則在204，低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)硬度值。為此，發(fā)現(xiàn)密封槽硬度值過(guò)高，不符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn)，在整體使用的過(guò)程中，很有可能會(huì)出現(xiàn)密封槽硬化的現(xiàn)象，使得材料的塑性降低而脆性提高，甚至在使用的過(guò)程中出現(xiàn)裂紋的情況不僅降低了整體的使用壽命，還會(huì)導(dǎo)致使用的效果逐步下降，這也是當(dāng)前板式換熱器出現(xiàn)失效的原因之一。

二、板式換熱器的維修方式

板式換熱器一旦出現(xiàn)故障時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行維修。大多數(shù)情況下，一旦板式換熱器自身的換熱效率在逐步下降，可以選擇反沖洗法以及化學(xué)清洗法進(jìn)行簡(jiǎn)單的維修。找到故障出現(xiàn)的原因，降低此類故障的發(fā)生，提高在整體使用過(guò)程中的使用效果和質(zhì)量。

（一）選擇反沖洗法

板式換熱器失效原因是由于換熱器的換熱效果在逐步下降，在確保沒(méi)有外界環(huán)境的干擾因素之下可以清洗冷熱接進(jìn)口的過(guò)濾器，如果這種方法仍舊無(wú)法解決板式換熱器失效的問(wèn)題，則將換熱器切出，并且采用從流到相的方向，操作壓力處在1.2至1.5倍進(jìn)行反向沖洗。這一種沖洗方法能夠改變板式換熱器失效的問(wèn)題，但是通過(guò)大量的實(shí)踐表明，需要多次沖洗才能夠得到效果。如果僅僅是一到兩次沖洗，整體的效果不明顯。在實(shí)際應(yīng)用中效率同樣較低。

（二）化學(xué)清洗法

如果選擇化學(xué)清洗法，多數(shù)情況下應(yīng)該根據(jù)板式換熱器本身的材料分析，如果是不銹鋼材料出現(xiàn)問(wèn)題，則不能夠使用鹽酸或者是鹽酸類的清洗劑進(jìn)行清洗，需要考慮到其化學(xué)清洗后是否會(huì)發(fā)生反應(yīng)。不拆板片的正太設(shè)備清洗更需要注意，由于化學(xué)試劑在充分溶解后，可能會(huì)存在著一定的殘?jiān)诙嗫p隙的結(jié)構(gòu)中難以被有效的沖洗，而堿中和也無(wú)法做到充分反應(yīng)?？梢圆捎孟跛峒由暇徫g劑進(jìn)行清洗，直接有效地提高清洗的整體效率，并且做到適當(dāng)?shù)募訙?，提高板式換熱器的整體處理效果。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，分析板式換熱器失效原因以及其研究其維修方法后，能發(fā)現(xiàn)板式換熱器相比于原本的管殼式換熱器而言，存在著非常多的優(yōu)勢(shì)，其中包括了占地面積小，質(zhì)量輕，對(duì)數(shù)平均溫差大，容易拆洗等一系列優(yōu)點(diǎn)，板式換熱器實(shí)現(xiàn)了多種介質(zhì)之間的相互換熱。由于傳熱片材料被腐蝕而導(dǎo)致的材料結(jié)構(gòu)發(fā)生了破壞，其殘余應(yīng)力反應(yīng)過(guò)大是失效是機(jī)器失效的原因之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]張艷麗.板式換熱器失效原因分析及維修方法研究[J].冶金管理，2020（01）：110+116.

[2]吳軍.板式換熱器失效原因分析及維修方法探討[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2018（01）：76-77+84.