板式换热器不锈钢板片腐蚀失效原因分析
【摘要】板式换热器凭借着诸多优势，成为了食品、冶金、石油化工等领域的主导换热设备。但由于换热器的工作环境复杂，板式换热器容易出现因腐蚀而导致设备失效。本文结合应用实例，就板式换热器不锈钢板片腐蚀失效原因进行分析，可为此类故障防治研究提供支持。
【关键词】板式换热器；开裂；腐蚀；腐蚀介质
某化工厂车间所使用的板式换热器，板片采用306不锈钢，使用两年多以后，在冷凝器的进料孔附近发现许多微裂纹，裂纹也分布在密封槽中，裂纹两侧可见许多腐蚀坑。在板片二道密封与一道密封之间也有裂纹存在，开裂严重的板片母材已脱落，形成孔洞。开裂部位进口板片的颜色较其他部位深，呈褐色。该板式冷凝器热侧工作压力为常压，进口工作温度80℃，出口工作温度50℃，工作介质为99%的甲醇、少量水、少量HCl及少量H2S的混合物；冷侧进口工作压力为0.25～0.3MPa，出口工作压力0.1MPa，进口工作温度28～34℃，出口工作温度32～36℃，工作介质为循环水。
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；而甲醇蒸汽一侧表面光亮，未发现垢状物、裂纹及穿孔；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；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。
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。
1.2 微观分析
在板片断面用线切割切取试样，用扫描式电子显微镜进行断口微观形貌观察。发现断口表面覆盖大量的腐蚀产物；断口表面存在泥状花样微观形貌；断口表面呈现出不同位向的晶粒多面体外形的冰糖块状花样，晶粒明显，且观察到沿晶二次裂纹和穿晶二次裂纹；断口表面具有准解理花样，稍有撕裂岭。
微观分析表明，断口上发现泥状花样、冰糖块状花样、准解理花样及二次裂纹，具有应力腐蚀的微观形貌特征。
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