曹彥紅

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化，新能源產(chǎn)業(yè)越來越受重視，科研越來越深入，但隨著技術(shù)手段的不斷更新，傳統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法應(yīng)對(duì)多樣化的工作需求，致使能源轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性受到影響，為緩解上述情況，相關(guān)單位開始針對(duì)現(xiàn)存問題進(jìn)行優(yōu)化，其中最具代表性的便是板式換熱器的腐蝕問題優(yōu)化，合理解決能夠提升工藝穩(wěn)定性?；诖耍疚耐ㄟ^對(duì)板式換熱器中常見的腐蝕原因進(jìn)行總結(jié)，明確針對(duì)性的優(yōu)化措施，以期促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：板式換熱器;腐蝕分析;控制策略

在板式換熱器應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大的背景下，由于其占地面積較小，安裝非常輕便，故而廣受行業(yè)追捧。但考慮到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)很容易受到外界環(huán)境等客觀因素的影響，故而工作人員應(yīng)該針對(duì)明確腐蝕來源，針對(duì)性的制定解決方案，提升工藝穩(wěn)定性，減少產(chǎn)品損失，為行業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

一、常見的腐蝕類型

板式換熱器的腐蝕情況主要就是發(fā)生在板片上的化學(xué)反應(yīng)，雖然現(xiàn)階段隨著技術(shù)手段的不斷優(yōu)化板片的材料正在不斷更新，最常見的材料已經(jīng)變?yōu)椴讳P鋼，其原理是通過重力壓制而形成，厚度均勻，承重能力強(qiáng)的新型材料，以前耐腐蝕性極高，但是在某種特定環(huán)境下，其外部的鈍化膜仍然會(huì)出現(xiàn)破損的情況，使得內(nèi)部板片出現(xiàn)腐蝕，其實(shí)情況具體分為兩種，分別是均勻腐蝕和局部腐蝕。詳細(xì)劃分局部腐蝕又分為孔洞腐蝕、縫隙腐蝕，應(yīng)力腐蝕和磨損腐蝕等多種結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和客觀因素的變化，會(huì)呈現(xiàn)不同的外在表現(xiàn)，其形態(tài)各異，成分不同，但都會(huì)明顯對(duì)設(shè)備造成損壞，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接斷裂，影響設(shè)備運(yùn)行的同時(shí)，還會(huì)帶來不必要的成本損失，甚至危害工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全。以下為詳細(xì)的腐蝕原因：

（一）均勻腐蝕

均勻腐蝕是板式換熱器中出現(xiàn)最為頻繁的一種腐蝕狀態(tài)，經(jīng)常出現(xiàn)在板片和介質(zhì)接觸的部位，一旦出現(xiàn)面積較大，會(huì)導(dǎo)致板片出現(xiàn)損壞，影響工藝穩(wěn)定性。但該類問題是可以預(yù)防的，因?yàn)槠湮ｋU(xiǎn)性較小，對(duì)于均勻腐蝕問題來說，最公認(rèn)的抗腐蝕界限是0.1 mm/a，腐蝕率也大致相同，但是如果超過固定閾值，便屬于嚴(yán)重腐蝕，會(huì)對(duì)設(shè)備造成不可逆的影響，并且該類結(jié)構(gòu)，很難在酸性環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，如果已經(jīng)出現(xiàn)均勻腐蝕情況，同時(shí)接觸酸性氣體會(huì)導(dǎo)小車車致腐蝕問題變得極為嚴(yán)重。

（二）孔蝕

所謂孔蝕，是一種外部體現(xiàn)極為明顯的局部腐蝕形態(tài)，在表面會(huì)形成針孔狀小孔，其實(shí)就通常會(huì)小于深度，但隨著內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不斷擴(kuò)張，腐蝕面積的不斷擴(kuò)大，孔洞數(shù)量會(huì)增加，對(duì)設(shè)備的影響力也會(huì)增加，如果工作人員沒有按照特定工藝進(jìn)行解決，隱患會(huì)不斷累積，直至誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故。實(shí)際工作過程中，最常見的空洞腐蝕原因包括以下三點(diǎn)，首先，不銹鋼材料的選擇出現(xiàn)問題，工作人員在進(jìn)行材料選取時(shí)，沒有要求生產(chǎn)廠家提供國(guó)家級(jí)別的質(zhì)量檢測(cè)證書，或管理部門出現(xiàn)邊緣化行為，為一己私利中保私囊選擇熟人進(jìn)行交易，致使材料質(zhì)量沒有得到良好把控投入使用，會(huì)導(dǎo)致整體質(zhì)量受到影響甚至危害人身安全。其次是板片生產(chǎn)時(shí)表面出現(xiàn)劃傷，這類情況通常出現(xiàn)在運(yùn)輸過程中，大量的板材積壓在同一個(gè)車廂內(nèi)，如果沒有穩(wěn)定固定，當(dāng)遇到崎嶇路面時(shí)，很容易因?yàn)檐囕v顛簸導(dǎo)致板片劃傷，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不再穩(wěn)定，一旦受客觀因素影響，極易引起內(nèi)部金屬離子分離生成其他化合物，影響承載能力。最后是離子影響因素，其溫度，濃度會(huì)隨著板間流速而產(chǎn)生變化，酸堿度也會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)含氧量的調(diào)整而產(chǎn)生較大差異，如果工作人員沒有結(jié)合實(shí)際情況改良現(xiàn)有的工作體系，就會(huì)導(dǎo)致原有的防腐蝕鍍層無法起到應(yīng)有的作用，最終導(dǎo)致孔洞腐蝕問題的發(fā)生[1]。

（三）縫隙腐蝕

不銹鋼面的縫隙腐蝕主要是在板片和壓緊板的邊緣，這個(gè)區(qū)域本身很容易接觸到外線化合物，并且介質(zhì)留在極小的縫隙中，由于缺氧，很容易導(dǎo)致陽極出現(xiàn)腐蝕破壞問題，其出現(xiàn)的原理和上述兩種存在差異，但拓展情況卻極為相似，產(chǎn)生的原因比較多，單純就板式換熱器的板片而言，其主要原因是因?yàn)榘迕鎶A緊之后和墊片之間形成縫隙，其寬度和深度和腐蝕的直徑也會(huì)呈正比關(guān)系，另外，介質(zhì)流速的變化，溫度和酸堿度的變化，都會(huì)使得縫隙腐蝕問題不斷加劇，含氯的介質(zhì)中非常容易出現(xiàn)上述情況，但該類腐蝕問題出現(xiàn)之前會(huì)存在較長(zhǎng)一段時(shí)間的平穩(wěn)期，通過設(shè)備可以檢驗(yàn)出來，工作人員如果及時(shí)的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可以避免質(zhì)量問題的發(fā)生[2]。

（四）應(yīng)力腐蝕

應(yīng)力腐蝕出現(xiàn)的主要原因是板片殘余應(yīng)力和外力的作用下，使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破裂，這類問題很少出現(xiàn)，但一旦發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，整體結(jié)構(gòu)受到破壞，短時(shí)間內(nèi)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停止運(yùn)行，工藝停滯，危害性極大。然而這類問題出現(xiàn)，需要結(jié)合多種特定條件，首先，應(yīng)力腐蝕通常出現(xiàn)在奧氏體不銹鋼板中，很容易受到氯離子的破壞，進(jìn)而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其次，該類材料必須通過冷加工的方式成型，且板面內(nèi)部存在一定參與應(yīng)力才會(huì)出現(xiàn)上述腐蝕情況?？偟膩碚f，應(yīng)力腐蝕破壞問題，一開始都是簡(jiǎn)單的裂縫，通過不斷的侵蝕和擴(kuò)展，最終形成較大的損傷面，同時(shí)，如果接觸到氯離子，就會(huì)是出現(xiàn)鈍化膜受拉應(yīng)力和內(nèi)部應(yīng)力的作用，裸露區(qū)域的質(zhì)量問題迅速擴(kuò)展。其發(fā)展階段可以分為三個(gè)時(shí)期：首先是表面生成鈍化膜或保護(hù)膜，其原因是外部金屬材料受氧化反應(yīng)的影響出現(xiàn)氧化物附著在金屬表面，其次，鈍化膜會(huì)出現(xiàn)局部破裂形成裂縫，不斷的在腐蝕過程中出現(xiàn)裂紋。最后，裂紋隨著應(yīng)力的不斷擴(kuò)大向縱深發(fā)展，形成面積較大的應(yīng)力腐蝕面。

二、防護(hù)措施

首先，工作人員要考慮材料的抗腐蝕能力，正確選擇板片材料，同時(shí)要考慮其應(yīng)用領(lǐng)域的不同，選擇合適的介質(zhì)，控制腐蝕行為，避免擴(kuò)大損傷?；诖?，工作人員要從多種抗腐蝕材料中選擇最合適的一種，市面上最常見的包括不銹鋼，鈦材，耐腐蝕、耐熱鎳基合金，鋁鋼合金等等，現(xiàn)階段市面上最常用于民用建筑供熱的是rs-2耐酸不銹鋼。然后根據(jù)介質(zhì)成分和雜質(zhì)成分正確選用板材。其次，工作人員要將不銹鋼板片進(jìn)行表面鈍化，板片表面形成一層堅(jiān)固密實(shí)的氧化膜，使其具有良好的耐腐蝕性能，并且在板式換熱器中，要考慮到氯離子的腐蝕能力，選用轉(zhuǎn)換膜技術(shù)。某地機(jī)械研究所利用轉(zhuǎn)換模技術(shù)進(jìn)行鈍化處理應(yīng)用，在換熱器中的板片抗酸腐蝕能力明顯提升，具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，不易和其他化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)，耐熱能力也大幅提升。再其次，設(shè)置板片外形模具時(shí)要盡可能采取應(yīng)力較小的結(jié)構(gòu)，合理利用波紋斷面調(diào)整節(jié)距，適配當(dāng)前結(jié)構(gòu)中，避免震蕩問題的出現(xiàn)。另外，工作人員要增加板片觸點(diǎn)的接觸率，減少磨損問題出現(xiàn)的頻率，尤其是市面上最常見的人字形波紋撥片，其相鄰結(jié)構(gòu)組合后，會(huì)加大接觸面積，如果仍然用傳統(tǒng)的安裝方式，會(huì)使得內(nèi)部分布不均勻，部分區(qū)域較為稀疏，影響承載平穩(wěn)性導(dǎo)致裂縫問題頻發(fā)。最后，板片換熱器的密封墊片也要進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際情況明確周邊的長(zhǎng)度和換熱面積，確保在密封性足夠的前提下，對(duì)墊片構(gòu)造之間的縫隙進(jìn)行加固，減少腐蝕破壞性。另外，針對(duì)板槽和形狀的設(shè)計(jì)要更加合理，選用和板片構(gòu)造接觸面吻合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝使用，彈性橡膠材料明確其力學(xué)性能和抗腐蝕性能將壓縮變量控制在20%左右，同時(shí)在夾緊后，要盡量減少縫隙，采用粘貼密封結(jié)構(gòu)，使得定位更加準(zhǔn)確，借助彈性材料的特性，減少縫隙腐蝕出現(xiàn)的頻率。

結(jié)論：綜上所述，隨著板式換熱器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，其內(nèi)部介質(zhì)種類也不斷增加，致使傳統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法應(yīng)對(duì)多樣化的工作需求，需要結(jié)合實(shí)際情況了解介質(zhì)特點(diǎn)和腐蝕原理，針對(duì)性的進(jìn)行板材選料。并采取合適的防護(hù)措施，在行業(yè)中穩(wěn)定應(yīng)用，使板式換熱器發(fā)揮出其應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛琳.可拆式板式換熱器的腐蝕分析及防護(hù)途徑[J].全面腐蝕控制，2019，33（8）：2.

[2]王春妍.可拆式板式換熱器的腐蝕分析及防護(hù)措施[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2011（6）：3.