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Ha stelloy C- 276 材料在板式换热器中的应用点击：1927 日期：[ 2014-04-26 22:45:06 ] |
| 谢 云 关键词: 腐蚀 材料 板式换热器 应用 板式换热器是以波纹板为换热元件的高效换热器, 由于其较高的传热系数, 一般可达3000～ 5000W/m 2·K (介质为水—水) , 比列管式换热器约高2～ 4 倍。同时还具有结构紧凑、体积小、重量轻、节省材料、零件通用性大、操作灵活、拆洗方便、安全可靠等优点。因此, 板式换热器目前已广泛用于食品、酿造、机械、冶金、电力、化工等行业, 越来越受到各行各业的青睐。 如何开发更加广阔的市场, 始终是摆在板换设备制造商面前的课题, 近年来, 许多实力较强的板式换热器制造厂纷纷着眼于特殊行业用板式换热器市场。在酸行业中, 经大量市场调查, 我们发现一种超低碳型镍钼铬系镍基耐蚀材料——哈氏C- 276, 在充氧或有氧化剂存在的还原性酸以及在有氯离子、氟离子存在的氧化性酸中, 具有独特的耐蚀性。该合金在湿氧、亚硫酸、醋酸、甲酸、次氯酸盐和强氧化性盐的介质中, 也具有优异的耐蚀性, 同时具有优良的耐点蚀、耐均匀腐蚀、耐晶间腐蚀性能。 根据该材料上述的各项优点, 我们对Hastelloy c- 276 D017mm 板材在板式换热器中的应用进行了研制。 1 材料的主要性能与测试 将该材料取样到国家认可的进出口商品理化检测中心进行化学成份和力学性能方面的测试。 1.1 化学成份 化学成份详见表1 所示, 其中还列出有关标准值。 其中标准值是按A SM E 技术条件SB—575UN S N 10276 的规定。 1.2 力学性能 常温力学性能见表2 所示, 其中还列出了有关标准值。 表2 中的标准值按A SM E 技术条件 SB—575UN S N 10276 的规定。从表2 中可看出该材料屈强比约015, 杯突值14, 同时综合考虑其他性能, 该板的冷成形性较好, 适合于板片冷压成形, 故可对其做进一步的工艺性试验。 2 耐蚀性试验 材料是否满足工况的耐蚀性要求, 是决定是否具有开发价值的一个重要因素, 因此在板片压制成形之前, 我们即和材料供应商共同对材料在硫酸中的耐蚀性进行试验。如图1 所示。 由图1 可看出年腐蚀率< 013mm/a 时, 在实验温度0～ 100℃的范围内硫酸具有很宽的温度范围, 为进一步确定在65℃时的耐蚀性,又进行了腐蚀率的试验, 见图2。 由此证明用该材料制成的板式换热器对各种浓度的硫酸, 均具有较优的耐蚀效果。 3 工艺性试验 对哈氏C - 276 的研究与开发是以我厂BR06 型产品为对象, 其压力为0.85M Pa、温度为65℃, 单台组装换热面积分别为41m 2 和55m 2。 由于传热板片成型是板式换热器的关键元件, 因此Hastelloy c- 276 板材的冷成形性成为本次开发新材料的关键, BR06 型板片成型是在6000 吨油压机上进行的, 使用模具为原西德史密特公司的模具, 为避免材料浪费, 保证板片压制的一次性合格率, 结合哈氏C- 276的屈强比、杯突值以及其它性能, 最终以通用工艺相关条款执行。板片成形后对其密封槽及波纹深度等进行了检测, 其结果均符合图样及相关标准要求, 并按GB4730—94 对压形后的板片进行着色探伤检查, 并以É 级为合格判定标准, 其结果均符合规定要求。 板片波纹深度要求为: 317±0115mm , 板片成型检查结果见图3、表3。 该产品接管、法兰、槽形环均采用碳钢材料, 三件组焊后在其内表面进行衬氟处理, 从而避免了哈氏合金的焊接问题, 同时衬里聚四氟乙烯耐酸腐蚀的性能优异, 其在硫酸浓度为0～ 98% , 温度< 180℃的溶液中耐蚀性能良好(通常年腐蚀率在0.05～ 0.5mm/a)。 4 总装及承压试验 用该材料所试制的设备为我厂系列产品,因此所用的工艺文件、工装等均为已验证并确认过的, 组装后, 经检测达到相应质量标准。然后按设计要求, 分别进行单侧承压试验, 试验压力1.25M Pa, 保压30m in, 均无任何渗漏现象, 达到设计要求。从而验证我们所选用材料的力学性能是适合板片冷冲压及产品制造要求的。 5 工业性试验 哈氏C- 276 材料板式换热器, 在完成成品组装后, 在厂内进行承压试验, 主要参数满足设计要求, 质量合格, 之后即发往金陵化工厂进行工业性试验, 本次所研制的BR06 产品组装面积41m 2 (2 台) 和55m 2 (1 台) , 从1996年6 月现场开车运行以来, 运行状况良好, 腐蚀指标控制在设计要求内, 整机未出现任何泄漏问题, 从而证明了我厂对该材料的开发是成功的。 6 结论 耐蚀材料哈氏C—276 的研制成功, 拓宽了板式换热器的应用领域, 部分克服过去常规材料板式换热器在适用范围上的局限, 也为今后开发其它特殊材料的板式换热器、更进一步拓宽板式换热器的应用积累了经验。 |
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