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舜特機械

Production process

舜特機械 · 生產(chǎn)工藝

雙熱源換熱器性能特點

 

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稱設(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,并且可以利用太陽能及其它可再生能源,達到節(jié)能的效果。


關(guān)于不銹鋼晶間腐蝕的原理說明及對策

 

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,其通常國標的牌號表示法為:0Cr18Ni9,這是一種不含鈦的不銹鋼材料,由于我國早在2012年前的不銹鋼材料大多依賴進口,所以一個時期內(nèi)我們國家的許多機械廠當時相信外國的材料而進口了大量的304不銹鋼材料,后來許多換熱器制造公司發(fā)現(xiàn)進口的不銹鋼304材料產(chǎn)地非常眾多,而且一般進口材料都采用卷筒板開平,因此這樣的不銹鋼材料的質(zhì)量也會參差不齊。

對于不銹鋼304而言,由于其化學(xué)元素中不含鈦,在溫水及承壓使用場合里如果有CL-(氯離子)存在,同時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)量分數(shù)必須大于10~12%。當溫度升高時,碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴散速度大于鉻的擴散速度。因為室溫時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此值,故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散,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,鉻沿晶界擴散的活化能力162~252KJ/mol,而鉻由晶粒內(nèi)擴散活化能約540KJ/mol,即:鉻由晶粒內(nèi)擴散速度比鉻沿晶界擴散速度小,內(nèi)部的鉻來不及向晶界擴散,所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部,而是來自晶界附近,結(jié)果就使晶界附近的含鉻量大為減少,當晶界的鉻的質(zhì)量分數(shù)低到小于12%時,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,當受到拉應(yīng)力作用時,即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失,這是不銹鋼的一種危險的破壞形式。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)生的晶間腐蝕又稱刀線腐蝕(KLA)。

根據(jù)我公司多年制造熱交換器的經(jīng)驗,一旦不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕,就無法采用補焊的方法加以補漏,因為晶間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產(chǎn)生微裂紋,從而導(dǎo)致滲漏。

 

對策1:

為了克服不銹鋼晶間腐蝕,如果是因為水中氯離子含量超標(大于25PPM,注:按GB150標準規(guī)定的不銹鋼容器水壓試驗時氯離含量),這種情況下,一般用戶無法自己降低水中氯離子含量,可以采用更高級的不銹鋼316L材料制作熱交換器或貯水罐:

 

*316L材料抗晶間腐蝕原理說明:

相比304不銹鋼,316L(國標牌號為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、抗點蝕性等有優(yōu)點,可較大提高換熱器的使用壽命。

當然采用316L不銹鋼做設(shè)備造價會比304不銹鋼貴,這也是用戶需要考慮的問題。

 

對策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:

 

工藝示意

如圖:碳鋼內(nèi)襯不銹鋼是在碳鋼內(nèi)表面通過拼接、壓制和加強,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,不會形成金屬原電池效應(yīng),所以,不會對碳鋼殼體造成氧化腐蝕;同時,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)襯材料不會產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象。

當然,采用碳鋼內(nèi)襯不銹鋼材質(zhì),造價反而會比用不銹鋼304材質(zhì)更低,因為主體的碳鋼材料價比不銹鋼低許多,這也是近年來許多用戶的選擇。

 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,一般是無法采用補焊的方式來解決殼體開裂現(xiàn)象的,因為此時不銹鋼的材料己發(fā)生晶相組織脆化,焊接只會加劇裂紋的產(chǎn)生,而且局部的補焊也無法保證其它部位不出現(xiàn)新的裂紋,更換新的設(shè)備才是解決問題的根本方法,用戶可根據(jù)實際需要,建議可采用上面兩種方案加以實施。


熱交換器換熱管選用不銹鋼管及紫銅管的優(yōu)缺點說明

 

碳鋼內(nèi)襯不銹鋼是在碳鋼內(nèi)表面通過拼接、壓制和加強,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,不會形成金屬原電池效應(yīng),所以,不會對碳鋼殼體造成氧化腐蝕;同時,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)襯材料不會產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象。

當然,采用碳鋼內(nèi)襯不銹鋼材質(zhì),造價反而會比用不銹鋼304材質(zhì)更低,因為主體的碳鋼材料價比不銹鋼低許多,這也是近年來許多用戶的選擇。

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,一般是無法采用補焊的方式來解決殼體開裂現(xiàn)象的,因為此時不銹鋼的材料己發(fā)生晶相組織脆化,焊接只會加劇裂紋的產(chǎn)生,而且局部的補焊也無法保證其它部位不出現(xiàn)新的裂紋,更換新的設(shè)備才是解決問題的根本方法,用戶可根據(jù)實際需要,建議可采用上面兩種方案加以實施。

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

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