板式換熱器墊片是板式換熱器的關(guān)鍵部件,其性能影響著換熱器的整體效能。下面從材質(zhì)、密封性能、耐溫性、耐腐蝕性、壓縮性與回彈性、尺寸精度這六個關(guān)鍵要素展開介紹。
橡膠類
丁腈橡膠(NBR):對石油基油類、動植物油等有良好的耐受性,一般適用于溫度范圍在 -40℃至120℃ ,常用于水 - 水換熱、油冷卻等常規(guī)工況。
乙丙橡膠(EPDM):具有出色的耐候性、耐臭氧性以及耐極性溶劑性能,可在 -50℃至150℃的溫度區(qū)間使用,常用于處理熱水、蒸汽以及一些化學(xué)性質(zhì)較為溫和的溶液。
氟橡膠(FKM):在耐高溫、耐化學(xué)腐蝕方面表現(xiàn)卓越,能承受 -20℃至200℃的高溫,且對大多數(shù)化學(xué)介質(zhì)都有良好的耐受性,常用于化工、制藥等對耐腐蝕要求極高的行業(yè)。
塑料類
聚四氟乙烯(PTFE):具有極其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,幾乎耐所有化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,工作溫度范圍廣,可達(dá) -200℃至260℃。但它的彈性較差,通常需要與其他材料復(fù)合使用,以增強(qiáng)其密封性能。
密封原理:板式換熱器墊片通過填充板片之間的微小間隙,阻止介質(zhì)在板片間泄漏。墊片在安裝時受到一定的壓縮力,產(chǎn)生彈性變形,從而緊密貼合板片表面,形成密封。
影響因素
墊片結(jié)構(gòu):合理的墊片結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠更好地適應(yīng)板片的形狀和壓力分布,提高密封效果。例如,一些墊片采用特殊的截面形狀,如燕尾形、梯形等,可增強(qiáng)墊片在板片槽內(nèi)的穩(wěn)定性和密封性能。
表面質(zhì)量:墊片表面的平整度和光潔度對密封性能有重要影響。表面粗糙或有缺陷的墊片容易導(dǎo)致介質(zhì)泄漏,因此在生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制墊片的表面質(zhì)量。
高溫影響:當(dāng)溫度超過墊片的耐受范圍時,墊片的材料性能會發(fā)生變化,如橡膠墊片會出現(xiàn)老化、變硬、失去彈性等現(xiàn)象,導(dǎo)致密封性能下降。在高溫環(huán)境下長期使用,墊片還可能發(fā)生熱分解、碳化等不可逆的化學(xué)變化,嚴(yán)重影響其使用壽命。
低溫影響:在低溫條件下,橡膠墊片會變得脆硬,回彈性降低,同樣容易引發(fā)密封失效。不同材質(zhì)的墊片具有不同的低溫脆性溫度,例如丁腈橡膠在 -40℃左右就可能出現(xiàn)明顯的脆化現(xiàn)象,而乙丙橡膠則可在更低的溫度下保持一定的彈性。
化學(xué)介質(zhì)的侵蝕:不同的化學(xué)介質(zhì)對墊片材料的腐蝕作用各不相同。例如,強(qiáng)酸性介質(zhì)(如硫酸、鹽酸等)會對多數(shù)橡膠墊片造成嚴(yán)重腐蝕,而堿性介質(zhì)(如氫氧化鈉溶液)對某些橡膠的腐蝕性相對較弱。此外,一些有機(jī)溶劑(如苯、甲苯等)也可能使橡膠墊片發(fā)生溶脹、軟化等現(xiàn)象,從而破壞其密封性能。
耐腐蝕性能的評估:在選擇墊片時,需要根據(jù)具體的化學(xué)介質(zhì)成分、濃度以及使用環(huán)境等因素,參考相關(guān)的耐腐蝕性能圖表或進(jìn)行實際的耐腐蝕試驗,以確定合適的墊片材質(zhì)。同時,還應(yīng)考慮介質(zhì)中可能存在的雜質(zhì)、添加劑等對墊片腐蝕的影響。
壓縮性:良好的壓縮性使墊片在安裝時能夠充分填充板片之間的間隙,確保密封的緊密性。但過度壓縮可能導(dǎo)致墊片永久變形,失去回彈性,影響其長期密封性能。因此,在安裝過程中需要嚴(yán)格控制墊片的壓縮量,使其在合適的范圍內(nèi)。
回彈性:墊片的回彈性是指在受到壓力作用后,當(dāng)壓力解除時能夠恢復(fù)到原來形狀的能力。在板式換熱器運行過程中,由于介質(zhì)壓力的波動、溫度變化等因素,墊片會受到反復(fù)的壓縮和拉伸。具有良好回彈性的墊片能夠在這些情況下始終保持與板片的緊密貼合,維持可靠的密封狀態(tài)。
墊片與板片的匹配:墊片的尺寸必須與板式換熱器的板片精確匹配,包括墊片的內(nèi)徑、外徑、厚度以及各種密封槽的尺寸等。如果墊片尺寸過大,可能無法正確安裝在板片槽內(nèi),或者在安裝后產(chǎn)生褶皺、扭曲等現(xiàn)象,影響密封效果;而尺寸過小則無法完全覆蓋板片間的密封區(qū)域,導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。
尺寸公差控制:在墊片的生產(chǎn)過程中,需要嚴(yán)格控制尺寸公差,確保每一個墊片的尺寸都在規(guī)定的范圍內(nèi)。高精度的尺寸公差不僅有助于提高安裝效率,還能保證密封性能的一致性和可靠性。對于不同規(guī)格的板式換熱器,其墊片的尺寸公差要求也有所不同,一般來說,尺寸精度越高,密封效果越好
換熱器密封墊片三種主要類型
(a)直接粘貼式,就是在密封墊片上涂抹密封膠后,將其直接粘在換熱板片的安裝槽中。
(b)膠釘鑲嵌式,就是換熱板片上設(shè)計了裝配孔,在密封墊片的邊上設(shè)計有膠釘,將密封墊片放入安裝槽后,將膠釘鑲嵌在裝配孔中。
(c)搭扣式,就是在密封墊片的邊上設(shè)計有“山”字形搭扣,用搭扣將密封墊片扣裝在換熱板片上。
化學(xué)抗耐機(jī)能:每種橡膠材料都有某一特定的抗化學(xué)機(jī)能,所采用的聚合物和添加劑,決定了該橡膠材料適合于某種化學(xué)介質(zhì)。
高溫抗耐機(jī)能:在高溫前提下,橡膠材料受化學(xué)物質(zhì)和環(huán)境氧化損害的速度很快。氧化過程使橡膠材料變硬(大多數(shù)情況下)或變軟(少數(shù)情況下),或者兩種情況同時泛起。這兩種性質(zhì)的變化,會降低橡膠材料的機(jī)能。所有橡膠材料都有z高持續(xù)耐溫限度,在此限度內(nèi),橡膠材料將會保持良好的機(jī)能以及公道的使用壽命。
低溫抗耐機(jī)能:在低溫前提下,橡膠材料硬度增加,彈性降低,這會影響墊片的密封機(jī)能。所有的橡膠材料都有低耐受溫度,不低于低溫度,密封墊能夠施展良好的密封功能。
食品行業(yè):食物出產(chǎn)行業(yè)使用的橡膠材料,要求符合食物衛(wèi)生尺度。上對食操行業(yè)用PHE密封墊片的要求,通常是FDA(美國)尺度,該尺度劃定了答應(yīng)使用的添加劑和含量。該尺度也劃定了進(jìn)行的檢測和試驗,以確認(rèn)品質(zhì)、材質(zhì)Material、使用溫度范圍、使用工況
丁腈膠墊片 NBR gasket ≤ 135℃ 耐礦物,動物,植物油等
氫化丁腈膠墊片 HNBR gasket -5℃-150℃ 耐含硫原油,含H2S混合介質(zhì),高溫食用油等
三元乙丙膠墊片 EPDM gasket ≤ 160℃ 耐熱水,水蒸氣,食用飲料,牛奶高溫殺菌
溶劑型三元乙丙膠墊片 Solvnt EPDM gasket -20℃-150℃ j性容積等多種良溶劑如脂類溶劑,希無機(jī)酸堿等
通用氟橡膠墊片 General fluoro rubber gasket ≤ 180℃ 非j性礦物油,潤滑油等含醇燃油
特種氟橡膠墊片 Special fluoro rubber gasket -30℃-130℃ 高濃度硫酸等無機(jī)含氧酸 注: 以上所有膠種都有相應(yīng)的食物級膠墊材質(zhì)