孔文彬，马小明，江 楠

(华南理工大学化工机械与安全工程研究所，广东广州 510640)

0 引言

板式换热器是一种结构紧凑、性能高效的换热设备。由于具有换热效率高(其传热系数比管式换热器高3～5倍)、占地面积小(为管式换热器的1/3)、板片形式多、组装灵活、拆卸清洗检修方便等特点，板式换热器被广泛应用在石油、化工、食品等各个行业，并取得较好的经济效益［1］。板式换热器主要的失效形式有密封失效、腐蚀失效、断裂失效和结垢堵塞［2－3］。

文中所分析的失效设备为某化工厂A305板式换热器(甲醇冷凝器)，其板片密封槽开裂，换热板材质为304不锈钢(相当于国内牌号的06Cr19Ni10)。一侧介质为冷却水，进口温度26℃，出口温度34 ℃，工作压力0.15 ～0.3 MPa;另一侧为甲醇蒸气，进口温度80℃，出口温度50℃，工作压力0.015～0.03 MPa。为了查明板片开裂原因，避免类似情况重复发生，对此板式换热器板片进行了失效分析。

1 理化检测与分析

1.1 宏观分析

从宏观上观察，发生开裂的不锈钢板片，其冷却水一侧板片表面覆盖着大量浅黄色垢层，有部分深褐色腐蚀痕迹，未发现裂纹和穿孔(见图1);而甲醇蒸汽一侧表面光亮，未发现垢状物、裂纹及穿孔(见图2);在密封槽上存在明显的裂纹，裂纹主要沿板片密封槽走向，有明显的分叉现象，局部有二次裂纹，裂纹附近没有明显的塑性变形(见图3);对裂纹部分取样打磨后发现有点腐蚀存在，腐蚀坑由冷却水侧向甲醇蒸汽侧延伸(见图4)。

图1 开裂板片冷却水侧形貌

图2 开裂板片甲醇蒸汽侧形貌

宏观观察表明，换热板片冷却水侧发生点腐蚀，腐蚀源于水侧;板片裂纹具有应力腐蚀的基本特征，这可能与板片密封部位冷冲压成型具有较高的残余应力、冷却水的化学成分、垫片和板片的相互作用等因素有关，需进一步检验。……