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高溫工況板式換熱器介質間內漏：隱蔽風險溯源，精細防控保安全
來源：
發(fā)布時間：2025-09-11
高溫工況（≥150℃，極端場景達 400℃）下，板式換熱器介質間內漏（冷熱介質通過板片缺陷或密封失效混合）具有極強隱蔽性，初期易被忽視，長期運行會導致高溫介質污染（如導熱油混入冷卻水、酸性介質滲入工藝流體）、設備腐蝕加劇（混合介質腐蝕性可能提升 3 倍），甚至引發(fā)（如易燃高溫介質與空氣混合）等重大安全事故。某化工企業(yè)因內漏導致高溫導熱油污染冷卻水系，整批次產品報廢，損失超 500 萬元。從板片高溫腐蝕穿孔到密封失效串流，從焊接缺陷到熱應力裂紋，高溫特因使內漏成因更復雜，通過科學溯源與精細防控，可及時消除隱蔽風險，保障高溫工藝安全穩(wěn)定。板片高溫腐蝕與損傷是內漏的**原因，占比超 60%。高溫下介質腐蝕性***增強，如 200℃酸性溶液腐蝕性比常溫高 3 倍，會加速板片點蝕穿孔，某 200℃化工反應系統(tǒng) 316L 板片運行 1 年出現(xiàn) 0.2mm 點蝕穿孔，導致酸性介質滲入冷卻水，更換耐蝕性更強的 Hastelloy C-276 板片（200℃酸性介質中年腐蝕率＜0.01mm）后，內漏消除。高溫氧化會破壞板片表面鈍化層，316L 不銹鋼在 250℃以上易形成氧化層（厚度超 0.05mm 即脫落），某 250℃高溫氣體換熱器板片氧化層脫落，局部出現(xiàn)銹蝕，引發(fā)內漏，通過定期鈍化處理（硝酸溶液浸泡）修復鈍化層，后續(xù)運行 2 年無內漏。此外，高溫下板片熱疲勞損傷（如溫度頻繁波動 ±20℃）會產生微裂紋，某 180℃工況設備因工藝波動，板片出現(xiàn) 0.1mm 熱疲勞裂紋，冷熱介質通過裂紋混合，采用滲透檢測（PT）定位裂紋并更換板片后，內漏解決。密封系統(tǒng)高溫失效導致介質串流，引發(fā)內漏。密封墊高溫老化硬化會使密封面貼合間隙增大，F(xiàn)KM 密封墊在 200℃工況下使用 2 年后，彈性保持率從 85% 降至 40%，某 200℃導熱油換熱器因密封墊老化，導熱油微量滲入冷卻水，泄漏率達 1×10??m3/h，更換 FFKM 密封墊（300℃下彈性保持率≥75%）后，泄漏率降至 1×10??m3/h 以下。密封墊安裝錯位（高溫下操作不便導致偏離密封槽）會形成介質通道，某安裝現(xiàn)場因密封墊變硬，安裝時偏移 1.5mm，運行后高溫介質通過間隙串流，重新對齊安裝并涂抹高溫潤滑脂（二硫化鉬脂）后，內漏停止。多流道換熱器中某前列道密封失效，會導致該流道介質與其他流道混合，某四流道 200℃溶液換熱器，中間流道密封墊損壞，工藝溶液混入冷卻流道，拆解后更換對應密封墊并逐一檢測其他流道，確保無遺漏。焊接缺陷與高溫應力釋放加劇內漏風險，需重點關注。大型拼接板片的焊接處若存在虛焊、未焊透等缺陷，高溫下焊接應力會緩慢釋放，導致焊縫開裂，某 300℃熔鹽換熱器拼接板片焊縫因應力釋放出現(xiàn) 0.3mm 裂紋，熔鹽與導熱油混合，重新焊接后進行高溫時效處理（280℃保溫 2 小時）消除內應力，后續(xù)運行 3 年無內漏。板片與法蘭焊接處高溫下易出現(xiàn)熱應力裂紋，某 200℃工況設備法蘭焊接處因溫度驟升 50℃，出現(xiàn) 0.15mm 裂紋，采用氬弧焊補焊并進行無損檢測（UT）確認合格后，內漏解決。此外，焊接過程中引入的雜質（如氧化鐵）在高溫下會加速腐蝕，形成內漏通道，某焊接處因雜質導致局部腐蝕，通過金相分析定位腐蝕點并修復，內漏問題解決。高溫工況下內漏排查需采用專業(yè)方法，突破隱蔽性難題。介質成分檢測可精細定位內漏，如在冷卻水中檢測導熱油成分、在工藝流體中檢測冷卻水離子，某 180℃導熱油換熱器通過檢測冷卻水中的油含量，提前 7 天發(fā)現(xiàn)微量內漏，比傳統(tǒng)壓力檢測更靈敏。高溫水壓試驗（用 1.2 倍設計壓力的高溫水，保壓 60 分鐘）結合氦檢漏技術，可檢測微小泄漏（泄漏率≤1×10??m3/h），某 250℃工況設備通過該方法，發(fā)現(xiàn) 0.1mm 板片微裂紋，避免重大安全事故。溫度場監(jiān)測可輔助判斷內漏，內漏部位因介質混合會出現(xiàn)局部溫度異常，某 200℃換熱器通過紅外熱成像儀，發(fā)現(xiàn)局部溫度比正常區(qū)域低 8℃，拆解后確認板片穿孔，及時修復。預防高溫內漏需建立全周期管控機制：選型時優(yōu)先選用耐高溫腐蝕材質（如 Hastelloy 合金、鈦材）；安裝時確保焊接質量，進行 100% 無損檢測；運行中定期監(jiān)測介質成分與溫度場，每季度進行氦檢漏；停機時徹底排空流道介質，避免高溫腐蝕與氧化。某化工園區(qū)通過這些措施，高溫換熱器內漏故障發(fā)生率從每年 8 次降至 1 次，未再發(fā)生因內漏導致的安全事故與經(jīng)濟損失。
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