黃 超，周 振，盧 奇，任向東 ，王兆堃

（1.上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司，上海 201518；2.甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司，甘肅 蘭州 730070）

工業(yè)傳熱過程中用到大量換熱設(shè)備，板式換熱器由于其特點(diǎn)，在工業(yè)中必不可少的，幾乎應(yīng)用于包括動(dòng)力、化工、冶金、食品、輕工等一切工業(yè)部門；同時(shí)，也是空調(diào)、供熱中的重要組成部分；在可是續(xù)發(fā)展的國(guó)策下，它還是余熱利用、太陽能利用、海水利用、污水利用、地?zé)崂弥械年P(guān)鍵設(shè)備[2]。由于板式換熱器應(yīng)用場(chǎng)合廣泛，需要處理各種工況的介質(zhì)，板片作為板式換熱器關(guān)鍵零件，它的耐腐蝕性十分重要，在不同的工況選用不同材質(zhì)的板片，可以節(jié)約成本，減少不必要的浪費(fèi)。

板式換熱器工作原理圖

根據(jù)板式換熱武器標(biāo)準(zhǔn)NB/T47004.1-2017《板式熱交換器第一部分：可拆卸板式熱交換器》規(guī)定，下面介紹常用幾種材質(zhì)板片的應(yīng)用場(chǎng)合[3]：

（1）板片用材一：S30408、S30403

S30408不銹鋼卷料

S30408不 銹 鋼 化 學(xué) 牌 號(hào) 為（06Cr19Ni10） 舊 牌 號(hào)（0Cr18Ni9），其特點(diǎn)最廉價(jià)、應(yīng)用廣、價(jià)格低，適用范圍一般介質(zhì)如硝酸、碳酸、氨水、醇類等，在硫酸的鹽酸中的耐腐蝕差，不耐含氯離子介質(zhì)。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)得出：在濃度≤65%時(shí)，沸騰溫度以下的各種硝酸中，S30408不銹鋼具有很強(qiáng)的抗腐蝕性能。在堿溶液環(huán)境中，其耐腐蝕能力良好。在大部分有機(jī)酸和無機(jī)酸環(huán)境下，S30408不銹鋼同樣有良好的耐腐蝕能力。在硫酸和鹽酸中的耐蝕性差；尤其對(duì)含氯介質(zhì)(如冷卻水)引起的縫隙腐蝕最敏感。在＞50℃時(shí)只適用氯離子含量＜75mg/L。S30403不銹鋼化學(xué)牌號(hào)為022Cr19Ni10舊牌號(hào)（0Cr18Ni9），S30403 是碳含量較低的S30408不銹鋼的變種，主要用于焊接場(chǎng)合，由于碳含量較低，所以更好的耐晶間腐蝕[4]。

（2）板片用材二：S31608、S31603

S31608不銹鋼卷料

S31608不銹鋼化學(xué)牌號(hào)為06Cr17Ni12Mo2, S31603的標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)為022Cr17Ni12Mo2（新標(biāo)）舊牌號(hào)為00Cr17Ni14Mo2。S31603是含鉬不銹鋼種,由于鋼中含鉬，該鋼種總的性能優(yōu)于S30403和S30408不銹鋼，使用范圍如碳酸、稀醋酸、稀堿、醇類、丙酮、稀硝酸、稀磷酸以及一定濃度的含氯介質(zhì)，由于添加了約2%的Mo元素，所以在其他含氯介質(zhì)中，比如海水、鹵化物等介質(zhì)中，S31608的耐蝕性比S30408好,完全可以替代S30408。在＞50℃時(shí)適用氯離子含量＜300mg/L。由于其中含鉬不宜用于硫酸。316L較低的碳含量使得其耐晶間腐蝕[5]。

（3）板片用材三：S32168

S32168不銹鋼化學(xué)牌號(hào)為06Cr18Ni11Ti, S32168不銹鋼是Ni-Cr-Ti型奧氏體不銹鋼，具有耐磨蝕性、耐高溫、抗蠕變性等，特別適合用于制造耐磨酸容器，同樣適用于耐磨設(shè)備的輸送管道及襯里。由于S32168不銹鋼其中增加了Ti元素，Ti的性能比較穩(wěn)定,但它同時(shí)是熱強(qiáng)鋼種,在高溫工況下比S31608要好很多。S32168不銹鋼在不同濃度、不同溫度的有機(jī)酸和無機(jī)酸中,具有良好的耐磨蝕性能，尤其是在氧化性介質(zhì)中，但是由于加入了金屬Ti，使其具有了更好的耐晶界腐蝕性，同樣具有了高溫強(qiáng)度，使其有效的控制了碳化鉻的形成。

（4）板片用材四：254SMO超級(jí)不銹鋼

254SMO不銹鋼化學(xué)牌號(hào)為00Cr20Ni18Mo6CuN，通過改良S31608型不銹鋼，提高材料Mo含量，我們得到了254SMO高級(jí)不銹鋼，也叫超級(jí)奧氏體不銹鋼，是一種高耐腐蝕超級(jí)奧氏體不銹鋼。由于鹵化物和酸的環(huán)境對(duì)金屬耐腐性要求較高，特開發(fā)254SMO超級(jí)奧氏體不銹鋼。254SMO高級(jí)不銹鋼應(yīng)用廣泛，尤其在氯離子濃度較高介質(zhì)，例如海水等苛刻工況環(huán)境。254SMO超級(jí)奧氏體不銹鋼由于添加了銅元素使得他在含氯離子等鹵化物的酸中，適用性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它普通不銹鋼，甚至某些特定工況下可以和哈氏合金以及鈦相媲美。由于其含碳量＜0.03%和含鉬量≥6%，使其具有更好的耐點(diǎn)腐蝕。由于添加了多種特殊元素使它的耐縫隙腐蝕性能也同樣優(yōu)良，耐晶間腐蝕能力也同樣的優(yōu)秀。由于價(jià)格低于哈氏合金以及鈦，可見254SMO不銹鋼性價(jià)比非常高。

（5）板片用材五：鈦及鈦—鈀合金

TA1厚壁鋼管

純鈦，常用鈦材代號(hào)TA1、TA9，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T14845-2007。鈦材重量較輕，密度只有4.51，由于表面能自然生成鈍化保護(hù)膜（Ti2O3），且如果一旦被破壞，還具有“自愈性”，所以耐蝕性比不銹鋼好很多，特別適合含氯介質(zhì)（濃度＞200mg/L，溫度≤130℃）的材料。在不超過120℃的海水和其他氯化物（如KaCl、CaCl2）溶液中，實(shí)際上不會(huì)發(fā)生腐蝕。一般情況下，可用于135℃以下的海水和165℃以下各種濃度的鹽水(NaCl)。在沸點(diǎn)以下的有機(jī)酸（如濃硝酸、濃碳酸等）和稀堿液中，鈦材料耐蝕性能也良好。但是，鈦材料在硫酸、鹽酸、氫氟酸和王水等中的耐蝕性較差。在較高溫度(120℃以上)的某些濃氯化物溶液（如PH＞7、氯化物濃度＞200mg/L的廢水）中，也會(huì)引起縫隙腐蝕或應(yīng)力腐蝕。此時(shí)，應(yīng)選用鈦－鈀合金，鈦－鈀合金是添加了鈀(0.12%～0.25%)的非合金化鈦，因而明顯改善了鈦在酸類介質(zhì)（尤其是條件不太苛刻的工況）中的耐蝕性。例如，對(duì)濃度達(dá)70%的硝酸、含氧化性離子（如Fe＋、Cu＋）的鹽酸以及電鍍液等均有良好的耐蝕性。此外，尚可用于濃度≤10%、溫度≤70℃的稀硫酸[6]。

（6）板片用材六：鎳

常用的這鎳板片是含99%以上的純鎳板。國(guó)內(nèi)代號(hào)為N6，標(biāo)準(zhǔn)安慰GB/T2054-2013，在高濃度（50%～70%）、高溫（可至沸點(diǎn)）的苛性堿溶液（NaOH、KOH等）中，鎳板耐腐蝕性非常好。但是，在含微咸水的氯化物溶液中，非常容易引起縫隙腐蝕。

（7）板片用材七：哈氏合金C-276

鎳材坯料

哈氏合金C-276板材料

哈氏合金是鎳基合金的一種，是美國(guó)哈氏合金國(guó)際公司生產(chǎn)的商業(yè)牌號(hào)，目前已有近100年歷史。目前主要分為B、C、G、X四個(gè)系列。其中B系列為B-2等；C系列為C-4、C-22、C-276、C-200等；G系列有G-35、G-30等；X系列綜合強(qiáng)度好。目前常用的哈氏合金為C-276。C-276具有良好的耐蝕性：幾乎不受氯離子的影響；對(duì)各種濃度的硫酸耐蝕性極好，是及少數(shù)可用于熱濃硫酸的幾種材料之一；同樣廣泛適用各種有機(jī)酸如甲酸、醋酸、高溫氫氟酸和一定濃度的鹽酸（＜40%）、磷酸(≤50%)，但是C-276其價(jià)格相對(duì)較高[7]。

（8）板片用材八：W-4和RS-2

W-4是一種高強(qiáng)度鐵基奧氏體不銹鋼材料，具有極高的抗氧化性，其應(yīng)用的條件為92%～98%和H2SO4溶液，使用溫度在90～130℃高溫區(qū)間內(nèi)均有良好的耐腐蝕性。RS-2（OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb）不銹鋼，是一種國(guó)產(chǎn)的Cr-Ni-Mo-Cu不銹鋼。是專門研發(fā)用在濃硫酸工況下，其耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的性能同S31608不銹鋼相同，相比S31608不銹鋼其耐應(yīng)力腐蝕的性能更好。 可用于80 ℃以下的濃硫酸（濃度90～98%）。

以上為經(jīng)常用到的一些板片材料，不同的材料價(jià)格差異巨大，例如S32168每噸價(jià)格約為S30408每噸價(jià)格1.15倍，S31608每噸價(jià)格約為S30408每噸價(jià)格1.3倍，鈦每噸價(jià)格約為S30408每噸價(jià)格10倍。在實(shí)際運(yùn)用工況根據(jù)處理的介質(zhì)成分不同選取不同的材料，可適當(dāng)節(jié)約成本，減少不必要的浪費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益。