舜特機(jī)械 · 生產(chǎn)工藝

雙熱源換熱器性能特點(diǎn)

雙熱源換熱器適用于具有兩種不同熱源的熱水系統(tǒng)，雙熱源換熱器多采用立式結(jié)構(gòu)，上下兩組換熱管束布置，兩種換熱管束一般呈水平直徑對(duì)稱(chēng)設(shè)置;雙熱源換熱器具有和單管束換熱器一樣的性能優(yōu)點(diǎn)，并且可以利用太陽(yáng)能及其它可再生能源，達(dá)到節(jié)能的效果。

關(guān)于不銹鋼晶間腐蝕的原理說(shuō)明及對(duì)策

在換熱器及容器制造行業(yè)中，以前常用的不銹鋼材料為304牌號(hào)，其通常國(guó)標(biāo)的牌號(hào)表示法為：0Cr18Ni9,這是一種不含鈦的不銹鋼材料，由于我國(guó)早在2012年前的不銹鋼材料大多依賴(lài)進(jìn)口，所以一個(gè)時(shí)期內(nèi)我們國(guó)家的許多機(jī)械廠當(dāng)時(shí)相信外國(guó)的材料而進(jìn)口了大量的304不銹鋼材料，后來(lái)許多換熱器制造公司發(fā)現(xiàn)進(jìn)口的不銹鋼304材料產(chǎn)地非常眾多，而且一般進(jìn)口材料都采用卷筒板開(kāi)平，因此這樣的不銹鋼材料的質(zhì)量也會(huì)參差不齊。

對(duì)于不銹鋼304而言，由于其化學(xué)元素中不含鈦，在溫水及承壓使用場(chǎng)合里如果有CL-（氯離子）存在，同時(shí)伴隨壓力作用下極易造成“不銹鋼晶間腐蝕”，造成不銹鋼晶間腐蝕的原理是：

不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須大于10~12%。當(dāng)溫度升高時(shí)，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度大于鉻的擴(kuò)散速度。因?yàn)槭覝貢r(shí)碳在奧氏體中的溶解度很小，約為0.02%～0.03%，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過(guò)此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（CrFe）23C6等。數(shù)據(jù)表明，鉻沿晶界擴(kuò)散的活化能力162～252KJ/mol，而鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散活化能約540KJ/mol，即:鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散速度比鉻沿晶界擴(kuò)散速度小，內(nèi)部的鉻來(lái)不及向晶界擴(kuò)散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來(lái)自?shī)W氏體晶粒內(nèi)部，而是來(lái)自晶界附近，結(jié)果就使晶界附近的含鉻量大為減少，當(dāng)晶界的鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低到小于12%時(shí)，就形成所謂的“貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質(zhì)作用下，貧鉻區(qū)就會(huì)失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。

產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼，當(dāng)受到拉應(yīng)力作用時(shí)，即會(huì)沿晶界斷裂、強(qiáng)度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種危險(xiǎn)的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)(HAZ)、焊縫或熔合線上，在熔合線上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱(chēng)刀線腐蝕(KLA)。

根據(jù)我公司多年制造熱交換器的經(jīng)驗(yàn)，一旦不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕，就無(wú)法采用補(bǔ)焊的方法加以補(bǔ)漏，因?yàn)榫чg腐蝕己造成不銹鋼母體的金相組織發(fā)生脆變。產(chǎn)生裂紋后筒體部位特別是焊縫附近就會(huì)產(chǎn)生微裂紋，從而導(dǎo)致滲漏。

對(duì)策1：

為了克服不銹鋼晶間腐蝕，如果是因?yàn)樗新入x子含量超標(biāo)（大于25PPM，注：按GB150標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不銹鋼容器水壓試驗(yàn)時(shí)氯離含量）,這種情況下，一般用戶無(wú)法自己降低水中氯離子含量，可以采用更高級(jí)的不銹鋼316L材料制作熱交換器或貯水罐：

*316L材料抗晶間腐蝕原理說(shuō)明:

相比304不銹鋼，316L（國(guó)標(biāo)牌號(hào)為S31603或00Cr17Ni14Mo2）是一種超低碳氮、含17%鉻14%鎳與2%鉬的奧氏體不銹鋼。其中鉬元素的存在極大提高了高溫抗氧化性能，可以避免形成鉻的碳化物，同時(shí)也具有很好的抗晶間腐蝕的能力,超低碳的元素也很大程度上提高了材料的焊接性能，與304相比，316L鋼種具有高抗氯、優(yōu)良的耐應(yīng)力腐蝕性、抗點(diǎn)蝕性等有優(yōu)點(diǎn)，可較大提高換熱器的使用壽命。

當(dāng)然采用316L不銹鋼做設(shè)備造價(jià)會(huì)比304不銹鋼貴，這也是用戶需要考慮的問(wèn)題。

對(duì)策2：

可以采用碳鋼內(nèi)襯不銹鋼工藝，可較好地避免不銹鋼殼體產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象：

碳鋼內(nèi)襯不銹鋼工藝原理圖：

如圖：碳鋼內(nèi)襯不銹鋼是在碳鋼內(nèi)表面通過(guò)拼接、壓制和加強(qiáng)，襯一層不銹鋼板(常規(guī)是1.0~1.5mm的304薄不銹鋼板)，相鄰襯板間的交接處采用搭接的方式用氬弧焊或焊接連接，內(nèi)襯不銹鋼304起到防銹的作用，而且碳鋼和不銹鋼可采用異種鋼焊條良好的結(jié)合，保證內(nèi)襯層不會(huì)與碳鋼殼體輕易剝離。另外，碳鋼和不銹鋼兩種材料都是鋼，不會(huì)形成金屬原電池效應(yīng)，所以，不會(huì)對(duì)碳鋼殼體造成氧化腐蝕;同時(shí)，由于不銹鋼內(nèi)襯材料貼合在碳鋼殼體內(nèi)部，這層不銹鋼材料只起一個(gè)隔離水和外部碳鋼殼體的作用，所以不受壓力引起的應(yīng)力，內(nèi)襯材料不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象。

當(dāng)然，采用碳鋼內(nèi)襯不銹鋼材質(zhì)，造價(jià)反而會(huì)比用不銹鋼304材質(zhì)更低，因?yàn)橹黧w的碳鋼材料價(jià)比不銹鋼低許多，這也是近年來(lái)許多用戶的選擇。

 綜合上述，熱交換器或貯水罐在產(chǎn)生不銹鋼晶間腐蝕現(xiàn)象后，一般是無(wú)法采用補(bǔ)焊的方式來(lái)解決殼體開(kāi)裂現(xiàn)象的，因?yàn)榇藭r(shí)不銹鋼的材料己發(fā)生晶相組織脆化，焊接只會(huì)加劇裂紋的產(chǎn)生，而且局部的補(bǔ)焊也無(wú)法保證其它部位不出現(xiàn)新的裂紋，更換新的設(shè)備才是解決問(wèn)題的根本方法，用戶可根據(jù)實(shí)際需要，建議可采用上面兩種方案加以實(shí)施。

熱交換器換熱管選用不銹鋼管及紫銅管的優(yōu)缺點(diǎn)說(shuō)明

碳鋼內(nèi)襯不銹鋼是在碳鋼內(nèi)表面通過(guò)拼接、壓制和加強(qiáng)，襯一層不銹鋼板(常規(guī)是1.0~1.5mm的304薄不銹鋼板)，相鄰襯板間的交接處采用搭接的方式用氬弧焊或焊接連接，內(nèi)襯不銹鋼304起到防銹的作用，而且碳鋼和不銹鋼可采用異種鋼焊條良好的結(jié)合，保證內(nèi)襯層不會(huì)與碳鋼殼體輕易剝離。另外，碳鋼和不銹鋼兩種材料都是鋼，不會(huì)形成金屬原電池效應(yīng)，所以，不會(huì)對(duì)碳鋼殼體造成氧化腐蝕;同時(shí)，由于不銹鋼內(nèi)襯材料貼合在碳鋼殼體內(nèi)部，這層不銹鋼材料只起一個(gè)隔離水和外部碳鋼殼體的作用，所以不受壓力引起的應(yīng)力，內(nèi)襯材料不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象。

當(dāng)然，采用碳鋼內(nèi)襯不銹鋼材質(zhì)，造價(jià)反而會(huì)比用不銹鋼304材質(zhì)更低，因?yàn)橹黧w的碳鋼材料價(jià)比不銹鋼低許多，這也是近年來(lái)許多用戶的選擇。

綜合上述

熱交換器或貯水罐在產(chǎn)生不銹鋼晶間腐蝕現(xiàn)象后，一般是無(wú)法采用補(bǔ)焊的方式來(lái)解決殼體開(kāi)裂現(xiàn)象的，因?yàn)榇藭r(shí)不銹鋼的材料己發(fā)生晶相組織脆化，焊接只會(huì)加劇裂紋的產(chǎn)生，而且局部的補(bǔ)焊也無(wú)法保證其它部位不出現(xiàn)新的裂紋，更換新的設(shè)備才是解決問(wèn)題的根本方法，用戶可根據(jù)實(shí)際需要，建議可采用上面兩種方案加以實(shí)施。

以大降低產(chǎn)品造價(jià)，但同時(shí)具備相同的使用效果，是一種非常合理可靠的新工藝。