專用換熱器

  • 産品名稱: 專用換熱器
  • 産品分類: 螺旋換熱器
  • 公司名稱: 山東瀚尊冷暖設備有限公司
  • 添加時間: 18/02/03
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産品詳情
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      換熱器(英语翻译:heat exchanger),是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。換熱器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。在化工生产中換熱器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。換熱器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。在三类換熱器中,间壁式換熱器应用最多。

換熱器發展

  換熱器是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實現物料之間熱量傳遞的節能設備,是使熱量由較高的流體傳遞給溫度較低的流體,使流體溫度達到流程規定的指標,以滿足過程工藝條件的需要,同時也提高能源利用率的主要設備之一。換熱器行業涉及暖通、壓力容器、中水處理設備等近30多種産業,相互形成産業鏈條。

  數據顯示2010年中國換熱器産業市場規模在500億元左右,主要集中于石油、化工、冶金、電力、船舶、集中供暖、制冷空調、機械、食品、制藥等領域。其中,石油化工領域仍然是換熱器産業最大的市場,其市場規模爲150億元;電力冶金領域換熱器市場規模在80億元左右;船舶工業換熱器市場規模在40億元以上;機械工業換熱器市場規模約爲40億元;集中供暖行業換熱器市場規模超過30億元,食品工業也有近30億元的市場。另外,航天飛行器、半導體器件、核電常規島核島、風力發電機組、太陽能光伏發電多晶矽生産等領域都需要大量的專業換熱器,這些市場約有130億元的規模。

  近年來國內換熱器行業在節能增效、提高傳熱效率、減少傳熱面積、降低壓降、提高裝置熱強度等方面的研究取得了顯著成績。基于石油、化工、電力、冶金、船舶、機械、食品、制藥等行業對換熱器穩定的需求增長,我國換熱器行業在未來一段時期內將保持穩定增長,2011年至2020年期間,我國換熱器産業將保持年均10-15%左右的速度增長,到2020年我國換熱器行業規模有望達到1500億元。

換熱器基本概念

  換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體,使流體溫度達到工藝流程規定的指標的熱量交換設備,又稱熱交換器。換熱器作爲傳熱設備被廣泛用于鍋爐暖通領域,隨著節能技術的飛速發展,換熱器的種類越來越多。

分類

  适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的換熱器,结构型式也不同,換熱器的具体分類如下:

一、換熱器按传热原理分類

       1、表面式換熱器

       表面式換熱器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。表面式換熱器有管殼式、套管式和其他型式的換熱器。

      2、蓄热式換熱器

      蓄热式換熱器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。蓄热式換熱器有旋转式、阀门切换式等。

      3、流体连接间接式換熱器

      流体连接间接式換熱器,是把两个表面式換熱器由在其中循环的热载体连接起来的換熱器,热载体在高温流体換熱器和低温流体之间循环,在高温流体接受热量,在低温流体換熱器把热量释放给低温流体。

      4、直接接触式換熱器

      直接接触式換熱器是两种流体直接接触进行换热的设备,例如,冷水塔、气体冷凝器等。

      5、复式換熱器

      兼有汽水面式间接换热及水水直接混流换热两种换热方式的设备。同汽水面式间接换热相比,具有更高的换热效率;同汽水直接混合换热相比具有较高的稳定性及较低的机组噪音。

二、換熱器按用途分類

1、加熱器

      加热器是把流体加热到必要的温度,但加热流体没有发生相的变化。

2、預熱器

       预热器预先加热流体,为工序操作提供标准的工艺参数。

3、過熱器

       过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。

4、蒸發器

       蒸发器用于加热流体,达到沸点以上温度,使其流体蒸发,一般有相的变化。

三、按換熱器的结构分類

        可分为:浮头式換熱器、固定管板式換熱器、U形管板換熱器、板式換熱器等。

注意事項

       1、保持管网的清洁,无论是在工作前还是工作完成后,我们都必须对管网中进行清洁处理,这样做的目的是为了避免发生換熱器堵塞的现象。还要注意及时对除污器以及过滤器的清洗,让整个工作顺利完成。

       2、严重把关软化水,对于任何一种水质把关,这一点是相当重要,在进行对软化水水质处理的前提下,首先要认真检查系统中的水和软化罐水质问题,如果确定合格就可以进行注入处理。

       3、新系统检验,对于一些新系统来说,不能马上与換熱器进行交替使用,首先需把新的系统在指定的时间段运行,让它有了一个运行模式后,此时方可以把換熱器并入系统中使用,这样做的目的完全是为了避免管网中的杂质破坏換熱器设备。

換熱器

2行業狀況

換熱器

       換熱器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。換熱器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。換熱器既可是一种单元设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如氨合成塔内的換熱器。換熱器是化工生产中重要的单元设备,根据统计,热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%,其重要性可想而知。

管殼式

       管殼式換熱器是一个量大而品种繁多的产品,迫切需要新的耐磨损、耐腐蝕、高强度材料。我国在发展不锈钢铜合金复合材料、铝镁合金及碳化硅等非金属材料等方面都有不同程度的进展,其中尤以钛材发展较快。钛对海水、氯碱、醋酸等有较好的抗腐蝕能力,如再强化传热,效果将更好,一些制造单位已较好的掌握了钛材的加工制造技术。对材料的喷涂,我国已从国外引进生产线。铝镁合金具有较高的抗腐蝕性和导热性,价格比钛材便宜,应予注意。国内在节能增效等方面改进換熱器性能,提高传热效率,减少传热面积降低压降,提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。換熱器的大量使用有效的提高了能源的利用率,使企业成本降低,效益提高。

設計要求

      随着经济的发展,各种不同型式和种类的換熱器發展很快,新结构、新材料的換熱器不断涌现。为了适应发展的需要,中国对某些种类的換熱器已经建立了标准,形成了系列。完善的換熱器在设计或选型时应满足以下基本要求:

(1) 合理地实现所规定的工艺条件;

(2) 结构安全可靠;

(3) 便于制造、安装、操作和维修;

(4) 经济上合理。

優點:

(1)管束可以抽出,以方便清洗管、殼程;

(2)介質間溫差不受限制;

(3)可在高溫、高壓下工作,一般溫度小于等于450度,壓力小于等于6.4兆帕;

(4)可用于結垢比較嚴重的場合;

(5)可用于管程易腐蝕場合。

缺點:

(1)小浮頭易發生內漏;

(2)金屬材料耗量大,成本高20%;

(3)結構複雜

制造工藝

      选取换热设备的制造材料及牌号,进行材料的化学成分检验,机械性能合格后,对钢板进行矫形,方法包括手工矫形,机械矫形及火焰矫形。

備料--劃線--切割--邊緣加工(探傷)--成型--組對--焊接--焊接質量檢驗--組裝焊接--壓力試驗

質量檢驗

      化工设备不仅在制造之前对原材料进行检验,而且在制造过程中要随时进行检查。

換熱器

2.全不鏽鋼制作,使用壽命長,可達20年以上。

3.改層流爲湍流,提高了換熱效率,降低了熱阻。

4.換熱速度快,耐高溫(400℃),耐高壓(2.5Mpa)。

5.結構緊湊,占地面積小,重量輕,安裝方便,節約土建投資。

6.設計靈活,規格齊全,實用針對性強,節約資金。

7.應用條件廣泛,適用較大的壓力、溫度範圍和多種介質熱交換。

8.維護費用低,易操作,清垢周期長,清洗方便。

9.采用納米熱膜技術,顯著增大傳熱系數。

10.應用領域廣闊,可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫藥、能源電子、機械輕工等領域。

6相關內容

質檢內容

設備制造過程中的檢驗,包括原材料的檢驗、工序間的檢驗及壓力試驗,具體內容如下:

(1)原材料和設備零件尺寸和幾何形狀的檢驗;

(2)原材料和焊縫的化學成分分析、力學性能分析試驗、金相組織檢驗,總稱爲破壞試驗;

(3)原材料和焊縫內部缺陷的檢驗,其檢驗方法是無損檢測,它包括:射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測等;

(4)設備試壓,包括:水壓試驗、介質試驗、氣密試驗等。

耐壓試驗和氣密性試驗:

制造完工的換熱器应对換熱器管板的连接接头,管程和壳程进行耐压试验或增加气密性试验,耐压试验包括水压试验和气压试验。換熱器一般进行水压试验,但由于结构或支撑原因,不能充灌液体或运行条件不允许残留试验液体时,可采用气压试验。

如果介質毒性爲極度,高度危害或管、殼程之間不允許有微量泄漏時,必須增加氣密性試驗。

質檢方法


換熱器压力试验的顺序如下:

固定管板換熱器先进行壳程试压,同时检查换热管与管板连接接头,然后进行管程试压;

U形管式換熱器、釜式重沸器(U形管束)及填料函式換熱器先用试验压环进行壳程试压,同时检查接头,然后进行管程试压;

浮头式換熱器、釜式重沸器(浮头式管束)先用试验压环和浮头专用工具进行管头试压,对于釜式重沸器尚应配备管头试压专用壳体,然后进行管程试压,最后进行壳程试压;

重叠換熱器接头试压可单台进行,当各台換熱器程间连通时,管程和壳程试压应在重叠组装后进行。



安裝方法


安装換熱器的基础必须满足以使換熱器不发生下沉,或使管道把过大的变形传到传热器的接管上。基础一般分为两种:一种为砖砌的鞍形基础,換熱器上没有鞍式支座而直接放在鞍形基础上,換熱器与基础不加固定,可以随着热膨胀的需要自由移动。另一种为混凝土基础,換熱器通过鞍式支座由地脚螺栓将其与基础牢固的连接起来。

在安装換熱器之前应严格的进行基础质量的检查和验收工作,主要项目如下:基础表面概况;基础标高,平面位置,形状和主要尺寸以及预留孔是否符合实际要求;地脚螺栓的位置是否正确,螺纹情况是否良好,螺帽和垫圈是否齐全;放置垫铁的基础表面是否平整等。

基础验收完毕后,在安装換熱器之前在基础上放垫铁,安放垫铁处的基础表面必须铲平,使两者能很好的接触。垫铁厚度可以调整,使換熱器能达到设计的水平高度。垫铁放置后可增加換熱器在基础上的稳定性,并将其重量通过垫铁均匀地传递到基础上去。垫铁可分为平垫铁、斜垫铁和开口垫铁。其中,斜垫铁必须成对使用。地脚螺栓两侧均应有垫铁,垫铁的安装不应妨碍換熱器的热膨胀。

換熱器就位后需用水平仪对換熱器找平,这样可使各接管都能在不受力的情况下连接管道。找平后,斜垫铁可与支座焊牢,但不得与下面的平垫铁或滑板焊死。当两个以上重叠式換熱器安装时,应在下部換熱器找正完毕,并且地脚螺栓充分固定后,再安装上部換熱器。可抽管束換熱器安装前应抽芯检查,清扫,抽管束时应注意保护密封面和折流板。移动和起吊管束时应将管束放置在专用的支承结构上,以避免损伤换热管。

根据換熱器的形式,应在換熱器的两端留有足够的空间来满足条件(操作)清洗、维修的需要。浮头式換熱器的固定头盖端应留有足够的空间以便能从壳体内抽出管束,外头盖端必须也留出一米以上的位置以便装拆外头盖和浮头盖。

固定管板式換熱器的两端应留出足够的空间以便能抽出和更换管子。并且,用机械法清洗管内时。两端都可以对管子进行刷洗操作。U形管式換熱器的固定头盖应留出足够的空间以便抽出管束,也可在其相对的一端留出足够的空间以便能拆卸壳体。

換熱器不得在超过铭牌规定的条件下运行。应经常对管,壳程介质的温度及压降进行监督,分析换热管的泄漏和结垢情况。管殼式換熱器就是利用管子使其内外的物料进行热交换、冷却、冷凝、加热及蒸发等过程,与其他设备相比较,其余腐蝕介质接触的表面积就显得非常大,发生腐蝕穿孔结合处松弛泄漏的危险性很高,因此对換熱器的防腐蝕和防泄漏的方法也比其他设备要多加考虑,当換熱器用蒸汽来加热或用水来冷却时,水中的溶解物在加热后,大部分溶解度都会有所提高,而硫酸钙类型的物质则几乎没有变化。冷却水经常循环使用,由于水的蒸发,使盐类浓缩,产生沉积或污垢。又因水中含有腐蝕性溶解气体及氯离子等引起设备腐蝕,腐蝕与结垢交替进行,激化了钢材的腐蝕。因此必须经过清洗来改善換熱器的性能。由于清洗的困难程度是随着垢层厚度或沉积的增加而迅速增大的,所以清洗间隔时间不宜过长,应根据生产装置的特点,换热介质的性质,腐蝕速度及运行周期等情况定期进行检查,修理及清洗。

換熱器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如氨合成塔内的热交换器。

由于制造工藝和科学水平的限制,早期的換熱器只能采用简单的结构,而且传热面积小、体积大和笨重,如蛇管式換熱器等。随着制造工藝的发展,逐步形成一种管殼式換熱器,它不仅单位体积具有较大的传热面积,而且传热效果也较好,长期以来在工业生产中成为一种典型的換熱器。

發展曆史


二十世纪20年代出现板式換熱器,并应用于食品工业。以板代管制成的換熱器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。30年代初,瑞典首次制成螺旋板換熱器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式換熱器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式換熱器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蝕性介质的换热问题,人们对新型材料制成的換熱器开始注意。

60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的換熱器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,換熱器制造工藝得到进一步完善,从而推动了紧凑型板面式換熱器的蓬勃发展和广泛应用。此外,自60年代开始,为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,典型的管殼式換熱器也得到了进一步的发展。70年代中期,为了强化传热,在研究和发展热管的基础上又创制出热管式換熱器。

換熱器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时,入口处两流体的温差最大,并沿传热表面逐渐减小,至出口处温差为最小。逆流时,沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下,当两种流体都无相变时,以逆流的平均温差最大顺流最小。

在完成同样传热量的条件下,采用逆流可使平均温差增大,換熱器的传热面积减小;若传热面积不变,采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。前者可节省设备费,后者可节省操作费,故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。

當冷、熱流體兩者或其中一種有物相變化(沸騰或冷凝)時,由于相變時只放出或吸收汽化潛熱,流體本身的溫度並無變化,因此流體的進出口溫度相等,這時兩流體的溫差就與流體的流向選擇無關了。除順流和逆流這兩種流向外,還有錯流和折流等流向。

在传热过程中,降低间壁式換熱器中的热阻,以提高传热系数是一个重要的问题。热阻主要来源于间壁两侧粘滞于传热面上的流体薄层(称为边界层),和換熱器使用中在壁两侧形成的污垢层,金属壁的热阻相对较小。

增加流體的流速和擾動性,可減薄邊界層,降低熱阻提高給熱系數。但增加流體流速會使能量消耗增加,故設計時應在減小熱阻和降低能耗之間作合理的協調。爲了降低汙垢的熱阻,可設法延緩汙垢的形成,並定期清洗傳熱面。

一般換熱器都用金属材料制成,其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压換熱器;不锈钢除主要用于不同的耐腐蝕条件外,奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料;铜、铝及其合金多用于制造低温換熱器;镍合金则用于高温条件下;非金属材料除制作垫片零件外,有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀換熱器,如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。

機組構造


换热机组是一次热网与用户之间的直接桥梁,从一次热网得到热量,自动连续地转换为用户需要的生活用水及采暖用水,适用于空调(供暖供冷),采暖,生活用水(洗浴)或其他换热回路(如地板供热,工艺水冷却等)。换热机组由板式換熱器、循环水泵、补水泵、过滤器、阀门、机组底座、热计量表、配电箱、电子仪表及自控系统等组成。热源的蒸汽或高温水从机组的一次侧供水口进入板式換熱器,二次侧的低温回水经过过滤器除污,通过循环泵也进入板式过滤器,两种不同温度的水经过热交换,二次侧将热量输送给热用户。

常見問題

在生产过程中,由于換熱器管板受水分冲刷、气蚀和微量化学介质的腐蝕,管板焊缝处经常出现渗漏,导致

換熱器防腐保护

水和化工材料出现混合,生产工艺温度难以控制,致使生成其它产品,严重影响产品质量,降低产品等级。冷凝器管板焊缝渗漏后,企业通常利用传统补焊的方法进行修复,管板内部易产生内应力,且难以消除,致使其它換熱器出现渗漏,企业通过打压,检验设备修复情况,反复补焊、实验,2~4人需要几天时间才能修复完成,使用几个月后管板焊缝再次出现腐蝕,给企业带来人力、物力、财力的浪费,生产成本的增加。通过福世蓝高分子复合材料的耐腐蝕性和抗冲刷性,通过提前对新換熱器的保护,这样不仅有效治理了新換熱器存在的焊缝和砂眼问题,更避免了使用后化学物质腐蝕換熱器金属表面和焊接点,在以后的定期维修时,也可以涂抹福世蓝高分子复合材料来保护裸露的金属;即使使用后出现了渗漏现象,也可以通过福世蓝技术及时修复,避免了长时间的堆焊维修影响生产。正是由于此种精细化的管理,才使得換熱器渗漏问题出现的概率大大降低,不仅降低了換熱器的设备采购成本,更保证了产品质量、生产时间,提高了产品竞争力。

7新型

氣動噴塗

俄罗斯提出了一种先进方法,即氣動噴塗法,来提高翅片化表面的性能。其实质是采用高速的冷的或稍微加温的含微粒的流体给翅片表面喷镀粉末粒子。用该方法不仅可喷涂金属还能喷涂合金和陶瓷(金属陶瓷混合物),从而得到各种不同性能的表面。通常在实践中翅片底面的接触阻力是限制管子加装翅片的因素之一。为了评估翅片管換熱器元件进行了试验研究。试验是采用在翅片表面喷涂ac-铝,并添加了24a白色电炉氧化铝。将试验所得数据加以整理,便可评估翅片底面的接触阻力。将研究的翅片的效率与计算数据进行比较,得出的结论是:氣動噴塗翅片的底面的接触阻力对效率无实质性影响。为了证实这一点,又对基部(管子)与表面(翅片)的过渡区进行了金相结构分析。

对过渡区试片的分析表明,连接边界的整个长度上无不严密性的微裂纹。所以,氣動噴塗法促进表面与基本相互作用的分支边界的形成,能促进粉末粒子向基体的渗透,这就说明了附着强度高,有物理接触和金属链形成。因而氣動噴塗法不但可用于成型,还可用来将按普通方法制造的翅片固定在換熱器管子的表面上,也可用来对普通翅片的底面进行补充加固。可以预计,氣動噴塗法在紧凑高效換熱器的生产中,将会得到广泛应用。

螺旋折流

在管殼式換熱器中,壳程通常是一个薄弱环节。通常普通的弓形折流板能造成曲折的流道系统(z字形流道),这样会导致较大的死角和相对高的返混。而这些死角又能造成壳程结垢加剧,对传热效率不利。返混也能使平均温差失真和缩小。其后果是,与活塞流相比,弓形折流板会降低净传热。优越弓形折流板管殼式換熱器很难满足高热效率的要求,故常为其他型式的換熱器所取代(如紧凑型板式換熱器)。对普通折流板几何形状的改进,是发展壳程的第一步。虽然引进了密封条和附加诸如偏转折流板及采取其他措施来改进換熱器的性能,但普通折流板设计的主要缺点依然存在。

为此,美国提出了一种新方案,即建议采用螺旋状折流板。这种设计的先进性已为流体动力学研究和传热试验结果所证实,此设计已获得专利权。此种结构克服了普通折流板的主要缺点。螺旋折流板的设计原理很简单:将圆截面的特制板安装在“拟螺旋折流系统”中,每块折流板占換熱器壳程中横剖面的四分之一,其倾角朝向換熱器的轴线,即与換熱器轴线保持一倾斜度。相邻折流板的周边相接,与外圆处成连续螺旋状。折流板的轴向重叠,如欲缩小支持管子的跨度,也可得到双螺旋设计。螺旋折流板结构可满足相对宽的工艺条件。此种设计具有很大的灵活性,可针对不同操作条件,选取最佳的螺旋角;可分别情况选用重叠折流板或是双螺旋折流板结构。

麻花管

在管子上缠绕金属丝作为筋条(翅片)的螺旋管式換熱器(ta),一般都是采用焊接方法将金属丝固定在管子上。但这种方法对整个设备的质量有一系列的影响,因为钎焊法必将从换热中“扣除”很大一部分管子和金属丝的表面。更重要的是,由于焊料迅速老化和破碎会造成机器和设备堵塞,随之提前报损。

螺旋板式

8腐蝕防護

換熱器在炼油工业中的应用是十分广泛的,其重要性也是显而宜见的,换热设备利用率的高低直接影响到炼油工艺的效率以及成本的费用问题。据统计換熱器在化工建设中约占投资的1/5,因此,換熱器的利用率及寿命是值得研究的重要问题。由換熱器的损坏原因来看,腐蝕是一个十分重要的原因,而且換熱器的腐蝕是大量的普遍存在的,能够解决好腐蝕问题,就等于解决了換熱器损坏的根本。要想防止換熱器的腐蝕,就得弄清楚腐蝕的根源,现就換熱器的腐蝕的原因从以下几方面进行讨论。

腐蝕


1·換熱器的用材的选择 使用何种材料的决定因素是其经济性,管子材料有不锈钢,铜镍合金,镍基合金,钛和锆等,除了工业上不能使用焊接管的情况以外都使用了焊接管,耐蚀材料仅用于管程,壳程材料是碳钢。 2·換熱器的金属腐蝕

2.1 金属腐蝕的原理 金属腐蝕是指在周围介质的化学或电化学的作用下,并且经常是在和物理、机械或生物学因素的共同作用下金属产生的破坏,也即金属在它所处环境的作用下所产生破坏。

2.2 換熱器几种常见的腐蝕破坏类型

2.2.1 均匀腐蝕 在整个暴露于介质的表面上,或者在较大的面积上产生的,宏观上均匀的腐蝕破坏叫均匀腐蝕。 2.2.2 接触腐蝕 两种电位不同的金属或合金互相接触,并浸于电解质溶解质溶液中,它们之间就有电流通过,电位正的金属腐蝕速度降低,电位负的金属腐蝕速度增加。

2.2.3 选择性腐蝕 合金中某一元素由于腐蝕,优先进入介质的现象称为选择性腐蝕。

2.2.4 孔蚀 集中在金属表面个别小点上深度较大的腐蝕称为孔蚀,或称小孔腐蝕、点蚀。

2.2.5 缝隙腐蝕 在金属表面的缝隙和被覆盖的部位会产生剧烈的缝隙腐蝕。

2.2.6 冲刷腐蝕 冲刷腐蝕是由于介质和金属表面之间的相对运动而使腐蝕过程加速的一种腐蝕。

2.2.7 晶间腐蝕 晶间腐蝕是优先腐蝕金属或合金的晶界和晶界附近区域,而晶粒本身腐蝕比较小的一种腐蝕。 2.2.8 应力腐蝕破裂(SCC)和腐蝕疲劳     SCC是在一定的金属一介质体系内,由于腐蝕和拉应力的共同作用造成的材料断裂。

       2.2.9 氢破坏 金属在电解质溶液中,由于腐蝕、酸洗、阴极保护或电镀,可以产生因渗氢而引起的破坏。

       3·冷却介质对金属腐蝕的影响 工业上使用最多的冷却介质是各种天然水。影响金属腐蝕的因素很多,主要的几个因素及其对几种常用金属的影响:

       3.1 溶解氧 水中的溶解氧是参加阴极过程的氧化剂,因此它一般促进腐蝕。当水中氧的浓度不均匀时,将形成氧的浓差电池,造成局部腐蝕。对碳钢、低合金钢、铜合金和某些牌号的不锈钢而言,熔解氧是影响它们在水中腐蝕行为的最重要因素。

      3.2 其他溶解气体 在水中无氧时CO2将导致铜和钢的腐蝕,但不促进铝的腐蝕。微量的氨腐蝕铜合金,但对铝和钢没有影响。H2S促进铜和钢的腐蝕,但对铝无影响。SO2降低了水的pH值,增加了水对金属的腐蝕性。

      3.3 硬度 一般说来,淡水的硬度增高对铜、锌、铅和钢等金属的腐蝕减小。非常软的水腐蝕性很强,在这种水中,不宜用铜、铅、锌。相反,铅在软水中耐蚀,在硬度高的水中产生孔蚀。

      3.4 pH值 钢在pH>11的水中腐蝕较小,pH<7时腐蝕增大。

      3.5 离子的影响 氯离子可以破坏不锈钢等钝化金属的表面,诱发孔蚀或SCC。

      3.6 垢的影响 淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢层对传热不利,但是有利于防止腐蝕。

      4·传热过程对腐蝕的影响 金属在有传热和没有传热的条件下,腐蝕行为是不相同的。一般说来,传热使金属的腐蝕加剧,特别是在有沸腾、汽化或过热的条件下更明显。在不同介质中,或对不同的金属,传热的影响也不相同。

      5·防腐方法 知道了換熱器各种腐蝕的原因,合理的选择防腐措施,才能达到高效利用设备的目的。

防護


针对以上讨论的有关腐蝕情况,提出以下防腐方法:

      这里主要介绍缓蚀剂,电化学保护。

      ①缓蚀剂 以铬酸盐为主要成分的缓蚀剂是冷却水系统常用的,铬酸根离子是一种阳极(过程)抑制剂,当它与合适的阴极抑制剂组合时,能得到令人满意而又经济的防腐蝕效果。 铬酸盐-锌--聚磷酸盐:聚磷酸盐的使用是由于它是具有清洁金属表面的作用,有缓蚀能力,聚磷酸盐可以部分转成正磷酸盐,它们也可以同钙生成大的胶体阳离子,抑制阴极过程。 铬酸盐-锌--膦酸盐:这种方法用膦酸钠代替聚磷酸盐外与上一种方法相似,氨基甲叉磷酸盐也可以用于比为聚磷酸盐所规定的pH值要高的场合。氨基甲叉膦酸盐可以防止水垢,即使pH值为9也能控制钙盐的沉淀。 铬酸盐-锌--水解的聚丙烯酰胺:由于阳离子型共聚物水解的聚丙烯酰胺的分散作用,能够防止或抑制水垢成污垢的产生。 ②电化学保护 采用阴极保护和阳极保护。阴极保护是利用外加直流电源,使金属表面变为阴极而达到保护,此法耗电量大,费用高。阳极保护是把保护的換熱器接以外加电源的阳极,使金属表面生成钝化膜,从而得到保护。

       声波防、除垢技术已在石油化工、冶金电力、制糖制药等诸多工业领域得以广泛应用超。

      超声波防除垢技术是利用超声高频脉冲震荡波在換熱器金属面与内部物料液体液面产生的一系列作用而达到防除垢目的的。

       具体机理是超声震荡波垂直作用在換熱器金属表面,使其在金属中快速传播,受到震动的金属壁面与相邻液面产生了推斥力,使液体远离壁面,而后恢复原位,过程中产生了一个时间差,出现一个狭小的真空区域,周围液体会迅速填充,产生了微涡,周而复始,就产生了这种高速微涡效应,高速微涡效应阻断了液体中垢质成分附着在金属管壁的条件,从而达到了防垢效果。

       而高速微涡使液体不断冲刷着金属壁面上的软垢,使软垢随液体流走,从而解决软垢问题,同样高速微涡可以带走金属周边的气泡,达到防止金属氧化的目的。

        对于已附着在金属壁上的硬垢质,在高频振动的作用下,由于金属和垢质的弹性阻抗不同,频率响应也不一致,是两者间产生不同振动,硬垢比金属的弹性阻抗差很多,会在内部形成多方向性的微冲性剪切力,使垢质疲劳、裂纹、疏松、脱落。而在产生裂缝的同时,就会有毛细作用的出现,液体通过裂缝迅速进入到垢层当中,接触高温金属管时受热体积急速膨胀,加速垢质的脱离。这就达到了除垢的效果。

        该技术已申请三项国家专利技术,并被发改委评委国家级科技成果重点推广项目。

因利用该换热管做成的換熱器拥有的優點:

       1、压降小

       2、传热效率高

       3、不易结垢

       4、不污堵

       此克服了传统換熱器的缺点,是目前提取低温余热最理想的换热设备,该換熱器应用于冲渣水上效果明显,是最理想的換熱器。



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