夏和伟 刘全众 夏和详 夏海涛

摘要：在分析板式换热器时，增强板式换热器的寿命，主要考虑到板式换热器中所涉及到的传热流体阻力等不同的方面，其能确保换热器正常地运行。在1878年，德国首先发明了板式换热器并且申请专利。20世纪60年代，我国则发明了第一台板式换热器，是一种新型的、高效的换热器，是由具有一系列的波纹形状金属片堆紧密堆叠而成，其中包括了传热板片的固定活动，夹紧板等系列的组成部分。

关键词：板式换热器;失效原因分析;维修方法

引言：板式换热器本身具有结构紧凑并且耐压、耐湿等一系列的优势，当前被广泛的应用在各个不同领域。目前板式换热器在使用的过程中，其中主要集中在传热的过程以及流体阻力动力学研究上。板式换热器中所涉及到的波纹板片以及腐蚀介版片等研究都直接影响到了板式换热器的整体使用质量。本文在分析板式换热器时，主要分析的是其失效的原因以及相关的维修方法，降低板式换热器出现问题的频率以及可能性，通过金相实验以及材料硬度实验，提高板式换热器在使用过程的效果。

一、板式换热器失效的原因

板式换热器之所以会出现失效的原因，主要有以下几个不同的内容。

（一）传热片材料组织出现问题

在选择板式换热器进行分析时，本文主要采用的板式换热器是金相试验镶嵌机和双盘金相抛光机，这两种板式换热器中的传热材料均通过金相显微镜进行观察，能够发现其不锈钢传热板材料的表面，以此来判断材料的成像。如果是材料本身出现了大小缺陷或者是分布缺陷，选择一个失效样本，在该样本下找到没有被腐蚀，腐蚀程度较轻或者以及腐蚀程度相对较为严重的三个不同区域，通过对这三个不同区域进行线切割、加工等不同方式制作出三个不同试样，放在1000摄氏度到1100摄氏度的高温下进行高温加热并且分解，将其分解后在最短的时间进行冷却处理，能够让碳化物固溶于奥氏体中。等到冷却到室温时，则可以在室温的条件下获得奥氏体组织通过金相显微镜下进行观察，发现没有被腐蚀的样品，其组织处于正常的状态。孪晶以晶体形态分布，而轻度腐蚀样品在腐蚀后，由于已经被腐蚀，其存在一定的腐蚀口，腐蚀孔周围则是正常的结晶分布。如果腐蚀程度较轻，周围存在大量的腐蚀孔，也会出现树枝状的裂纹，整体的表面是非常粗糙的，有许多颗粒会严重的被腐蚀，甚至从表面上脱落。由此可见，传热板材料是传热器使用的過程中出现失效的原因之一。

（二）材料的硬度

由于传热片本身的材料被腐蚀，导致的材料结构遭受到破坏，y的硬度同样也影响到了换板式换热器在使用时的效果，对该传热片的硬度进行分析时，主要选择的仪器是维氏硬度测试仪，在使用时的使用原理是通过四棱锥体金刚石对试样进行压力检测，检测一段时间后卸除该压力，观察试样中的压痕长度，由此能够直接计算出样品中的硬度。检查时主要检查的部位是热交换面以及密封槽。测试的压力为9.89807N，测试时间则保持在十秒钟，要求不同的测试样点在进行测试时间隔2mm，进行测量七次，并且取平均值通过测量得到结果。密封槽测试的平均硬度为237，高于国际的标准硬度210，并不符合国际的要求。而热交换面试硬度平均值则在204，低于国际标准硬度值。为此，发现密封槽硬度值过高，不符合国际标准。由此可见，在整体使用的过程中，很有可能会出现密封槽硬化的现象，使得材料的塑性降低而脆性提高，甚至在使用的过程中出现裂纹的情况不仅降低了整体的使用寿命，还会导致使用的效果逐步下降，这也是当前板式换热器出现失效的原因之一。

二、板式换热器的维修方式

板式换热器一旦出现故障时，需要对其进行维修。大多数情况下，一旦板式换热器自身的换热效率在逐步下降，可以选择反冲洗法以及化学清洗法进行简单的维修。找到故障出现的原因，降低此类故障的发生，提高在整体使用过程中的使用效果和质量。

（一）选择反冲洗法

板式换热器失效原因是由于换热器的换热效果在逐步下降，在确保没有外界环境的干扰因素之下可以清洗冷热接进口的过滤器，如果这种方法仍旧无法解决板式换热器失效的问题，则将换热器切出，并且采用从流到相的方向，操作压力处在1.2至1.5倍进行反向冲洗。这一种冲洗方法能够改变板式换热器失效的问题，但是通过大量的实践表明，需要多次冲洗才能够得到效果。如果仅仅是一到两次冲洗，整体的效果不明显。在实际应用中效率同样较低。

（二）化学清洗法

如果选择化学清洗法，多数情况下应该根据板式换热器本身的材料分析，如果是不锈钢材料出现问题，则不能够使用盐酸或者是盐酸类的清洗剂进行清洗，需要考虑到其化学清洗后是否会发生反应。不拆板片的正太设备清洗更需要注意，由于化学试剂在充分溶解后，可能会存在着一定的残渣，在多缝隙的结构中难以被有效的冲洗，而碱中和也无法做到充分反应。可以采用硝酸加上缓蚀剂进行清洗，直接有效地提高清洗的整体效率，并且做到适当的加温，提高板式换热器的整体处理效果。

结语

综上所述，分析板式换热器失效原因以及其研究其维修方法后，能发现板式换热器相比于原本的管壳式换热器而言，存在着非常多的优势，其中包括了占地面积小，质量轻，对数平均温差大，容易拆洗等一系列优点，板式换热器实现了多种介质之间的相互换热。由于传热片材料被腐蚀而导致的材料结构发生了破坏，其残余应力反应过大是失效是机器失效的原因之一。

参考文献：

[1]张艳丽.板式换热器失效原因分析及维修方法研究[J].冶金管理，2020（01）：110+116.

[2]吴军.板式换热器失效原因分析及维修方法探讨[J].自动化应用，2018（01）：76-77+84.