【正文】 硬度是衡量橡膠制品硫化程度好壞。 橡膠經(jīng)老化（時(shí)效）處理后 ,其物理性能變化程度對墊片的耐溫能力和使用壽命有明顯影響。 表 133 溫度和時(shí)間對橡膠壓縮永久變形率的影響 撕裂強(qiáng)度反映了墊片對缺口的敏感性和在承受一定的壓力下 ,抗開裂的能力。在生膠一定的前提下 ,主要取決于硫化劑的類型與最佳量的配方。在允許的使用溫度下 ,其值越小 ,彈性恢復(fù)性能越好 ,對墊片的密封性能和平均壽命越有利。為此 ,保證墊片高溫下的物理性能非常重要。但是 ,短時(shí)間超溫 ,影響不大。一般 ,在推薦的橡膠墊片最高使用溫度下 ,連續(xù)使用的平均壽命約為兩年。通常，硫化 —模壓的壓力應(yīng)不小于 ,溫度為 160~185℃ ，時(shí)間為 3~15min,視膠種而異；為了提高生產(chǎn)能力，硫化—模壓后的橡膠墊片尚應(yīng)靜置于烘箱內(nèi)，在均勻的溫度下，保溫一定的時(shí)間， 最終完成硫化過程。橡膠是一種高分子聚合物，由生膠、硫化劑、填充劑、防老劑、加工助劑和稀釋劑等組成。 三、密封墊片用材料 密封墊片是主要零件中最薄弱的環(huán)節(jié) ,其質(zhì)量好壞對產(chǎn)品的耐溫與耐壓性能、平均使用壽命、可靠性以及適用范圍等均有明顯影響。其中 , 59 合金的耐蝕性最好。 PRE 為 76,與 C2022 相同。 ④ 59 合金：化學(xué)成分與 C2022 比較 ,除了 Ni 含量稍高 (59％ ),且低 Fe,無 Cu、 W 外 ,其余基本上相同。但是 ,對于濃度 ≥70％的硫酸 ,耐蝕性不如 C276。 ③ C2022 合金：一種二十世紀(jì) 90 年代研發(fā)的鎳基合金 ,價(jià)格與 C276 相近 ,是以上材料中耐腐蝕性能最好者之一。價(jià)格與 C276 相差不多。例如 ,適用于濃度大于 96％ ~99％、溫度 ≤150℃ 、氧 化硫含量小于 200 mg/L 的硫酸；熱的海水；濃度 ≤50％、沸騰的強(qiáng)腐蝕性溶液；濃度 ≤85％、溫度 ≤150℃ 的磷酸等。 ② 33 合金：一種完全奧氏體化的鉻基高級不銹鋼，其耐蝕性可與 Inconel 625 等一些 NiCrMo 合金媲美。在許多介質(zhì)中的耐蝕性比 904L 更好；在濃度 20％ ~80％、溫度 60℃ ~100℃ 的硫酸中 ,耐蝕性能甚至超過 C276。 PRE 為 52。它的耐蝕性能與價(jià)格介于C276 和 Inconel 825 之間。 Inconel 是 the International Nickel 商標(biāo)。但是 ,不適用于濃硫 酸、鹽酸和硝酸，而且對汞（有時(shí)作為雜質(zhì)存在）的侵蝕很敏感。在濃度 80％以下、溫度不高于 50℃ ~100℃ 非充氣的硫酸 ,濃度 50％以下、溫度 100℃ 以下的 HF 酸 ,醋酸和苛性堿等介質(zhì)中 ,耐蝕性良好。 C22 正被 90 年代幾種新的 C族合金（如 C5 C2022 等）逐步取代。 PRE 為 65。性能類似于 C276，但 Cr 含量更高，而 Mo、 Mn、 S、 P 含量稍低。 Hastelloy C22 這是一種昂貴的超低碳 Ni（ 57％） Cr（ 22％） Mo（ 13％）合金 —也是 C 族鎳基合金之一。國外， 20 世紀(jì) 60 年代開始生產(chǎn)，已有 萬噸以上用于各種工業(yè)，具有良好的耐蝕性：在低 PH 介質(zhì)中幾乎不受 Cl—的影響；對各種濃度的硫酸耐蝕性極好，是可用于熱濃硫酸的少數(shù)幾種材料之一；廣泛用于有機(jī)酸（如甲酸、醋酸）、高溫 HF 酸和一定濃度的鹽酸（＜ 40％）、磷酸(≤50％ )；氯化物、氟化物和有機(jī)溶劑（如甲醇、乙醇）。 Hastelloy C276 這是一種昂貴的超低碳 Ni（ 57％） Cr（ 16％） Mo（ 16％）合金 — C 族鎳基合金中的主要品種。主要用于高濃度（ 50％ ~70％）、高溫（可至沸點(diǎn)）的苛性堿溶液（ NaOH、KOH 等）。 此外，由于鈦及鈦合金的抗拉強(qiáng)度低（ ζb≥240MPa） ,對蠕變很敏感，故在板片夾緊力過大 ,或橡膠墊片產(chǎn)生溶漲的工況下，易使墊片槽變形；同時(shí) ,其塑性較差（ δ5≥18％或 24％）、屈強(qiáng)比較高 (ζs /ζb ≥~)，沖壓成型時(shí)容易壓裂 , 故在板片和模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面應(yīng)適當(dāng)考慮。此 外 ,尚可用于濃度 ≤10％、溫度 ≤70℃ 的稀硫酸。 鈦 鈀合金 這是添加了鈀 (％ ~％ )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。在高溫 (120℃ 以上 )的某些濃氯化物溶液（如 PH＞ 氯化物濃度＞ 200mg/L 的廢水）中，也可能引起縫隙腐蝕或應(yīng)力腐蝕；此時(shí) ,應(yīng)選用鈦－鈀合金。一般 ,可用于 135℃ 以下的海水和 165℃ 以下各種濃度的鹽水 (NaCl)： 鈦在沸點(diǎn)以下的有 機(jī)酸（如濃硝酸、濃碳酸等）和稀堿液中 ,耐蝕性能也良好。 鈦 非合金化鈦，重量輕，相對密度 ，能自然生成鈍化保護(hù)膜（ Ti2O3），且如果一旦被破壞，具有 ―自愈性 ‖，故耐蝕性比不銹鋼好，是適合含氯介質(zhì) （ Cl—濃度＞ 200 mg/L，溫度 ≤130℃ ）的典型材料。此外 ,沖壓性能也不太好 ,故不是板片常用的材料。適用于低溫下各種濃度的硫酸；在濃度為 50％ ~70％的苛性堿（如 NaOH）溶液中 ,具有良好的耐蝕性 ,不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂。 ⑩ Incoloy 825 這是一種 Ni（ 40％） –Cr（ 22％） –Mo（ 3％）高級不銹鋼。 可用于 80 ℃ 以下的濃硫酸（濃度 90~98％），年腐蝕率 ≤。 ⑨ RS2（ OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb）不銹鋼 這是一種國產(chǎn)的 Cr–Ni–MoCu 不銹鋼。 ⑧ Avesta 654 SMO 高級不銹鋼 這是一種 Cr、 Ni、 Mo、 N 含量均高于 254 SMO 的超低碳高級不銹鋼 ,耐 氯化物腐蝕的性能比 254 SMO 更好 ,可用于冷的海水。在含氯介質(zhì)中的適用條件 ,見表 511。 PRE 為 36。由于 Cr、 Ni、 Mo 含量較高，故具有良好的耐應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕 性能。 PRE 為 30。 ⑤ 317 型不銹鋼 適合要求比 316 型使用壽命更長的工況。由于含碳量更 低（ ≤％），故可焊性和焊后的耐蝕性也更好，可用于半焊式或全焊式 PHE。PRE 為 25。但是 ,不宜用于硫酸。 ③ 316 型不銹鋼 適用于一般的有機(jī)和無機(jī)介質(zhì)。 ② 304L 型不銹鋼 耐蝕性和用途與 304 型基本相同。在含氯水溶液中的適用條件 ,見表 134。例如，濃度＜ 30％、溫度 ≤100℃ 或濃度 ≥30％、溫度＜ 50℃ 的硝酸；溫度 ≤100℃ 的各種濃度的碳酸、氨水和醇類。 ? 板片常用材料的特點(diǎn)及適用條件 ① 304 型不銹鋼 這是最廉價(jià)、最廣泛使用的奧氏體不銹鋼（如食品、化工、原子能等工業(yè)設(shè)備）。例如，應(yīng)避免將含氯的墊片或膠粘劑（如 氯丁橡膠或以其為溶質(zhì)的膠粘劑）與不銹鋼板片組配 ,或者將氟橡膠、聚四氟乙烯（ PTFE）墊片與鈦板板片組配； ④ 一般，硫酸可選用鎳及鎳基合金；鹽酸、硝酸和稀硫酸 (濃度 70％以下 )等可選用鈦 —鈀合金；不容許接觸黑色金屬的特殊場合（如軟化飲用水），或要求耐磨蝕的場合，可選用銅及銅合金； ⑤ 常用的評價(jià)材料耐蝕性好壞的指標(biāo)之一是 ―耐局部腐蝕當(dāng)量 PRE‖（ Pitting Resistance Equivalent）。但是， Ni 含量越高，耐蝕性將降低（因生成低熔點(diǎn) NiS） ,可能引起硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。 表 131 幾種不銹鋼在含氯 (Cl—)水溶液中的適用條件 注：不含氣體、 PH 值為 7(即中性 )、流動的含氯水溶液。一般情況下 ,介質(zhì)中 Cl—濃度＜ 200 mg/L(ppm)時(shí) , 可選用 316（溫度 60℃ 下，最高 Cl—濃度可達(dá) 300 mg/L，溫度 120℃ 下，僅 80 mg/L）或 304（溫度 60℃ 下，最高 Cl—濃度僅 50mg/L）型不銹鋼； Cl—濃度 ≥200mg/L時(shí) ,宜選用高級不銹鋼或鈦及鈦合金。但是 ,含鹵素離子 (尤其是 Cl—)的液體 (例如 ,鹽水、鹽酸、含碘或含氯的消毒液等 ),對鈍化膜有破壞作用 ,從而可加劇腐蝕。介質(zhì)的腐蝕性除取決于其成分外，主要同它的濃度或溫度（成正比）、 pH 值（成反比）、含氧量（成正比），以及流速（成正比）等有關(guān)。 ? 常見介質(zhì)的腐蝕性和合理選材的基本原則 通常，氯化物 對于不銹鋼 ,氟化物對于鈦 ,均容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕；含氮介質(zhì)（如氨和胺）對銅有腐蝕性。有關(guān)各種合金元素的影響詳見表 130。 以上幾種腐蝕失效中， CrNi 奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂約占 50％，點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕共約占 20％，所以最危險(xiǎn)、最常見。例如 ,板片選材不當(dāng) ,或使用期過長 ,超過了允許使用壽命 ； ⑥ 其他腐蝕失效：主要有露點(diǎn)腐蝕、磨蝕 、微生物腐蝕等。例如 ,板片壓制成型時(shí)將產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力，若與介質(zhì)中的鹵素離子（如 Cl 、 F 等離子）或 H2S 接觸可能引起應(yīng)力腐蝕開裂； ④ 晶間腐蝕：起源于金屬表面并沿晶粒邊界深入到內(nèi)部的腐蝕 ,可導(dǎo)致晶粒間的結(jié)合力喪失，使材料的強(qiáng)度大大降低。同點(diǎn)蝕的主要區(qū)別是腐蝕產(chǎn)生在金屬零件的縫隙處 ,由于滯留介質(zhì)的電化學(xué)不均勻性而導(dǎo)致的。 ? 板式換熱器可能產(chǎn)生的腐蝕失效類型 ① 點(diǎn)蝕：由 ―閉塞電池腐蝕 ‖（ Ocluded Cell Corrosion）作用引起的一種局部腐蝕 —使局部金屬表面的鈍化膜破壞 ,形成尺寸小于 1mm 的穿孔或蝕坑。 GB 70888 。 GB 22284 鋼的化學(xué)分析用試樣取樣法及成品化學(xué)成分允許偏差。 適用厚度 適用厚度 適用厚度 表 128 奧氏體不銹鋼的化學(xué)成成品分析的允許偏差（ %) 注 : JIS G 0321:2022 鋼材の制品分析法びその許容變動值。杯突值分別為 和 。 適用于厚度 。 表 126 銅的化學(xué)成分 (%) 表 127 板片材料的力學(xué)性能及其它要求 續(xù)表 127 注 :應(yīng)保證，但模據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)須在合同中指明。 注 。 表 124 鈦及鈦合金的化學(xué)成分 (%)[3] 注 。一般情況下，要求板片的年腐蝕率 ≤(管殼式換熱器 ≤)。 表 121 板式換熱器主要零部件用的材料 表 122 國內(nèi)外板片常用材料的牌號及其標(biāo)準(zhǔn)對照 注： 1. UNS—美國金屬材料統(tǒng)一編號系統(tǒng) (Unified Numbering System)； ASTM – AISI –ASME (分別為美國材料與試驗(yàn)協(xié)會、美國鋼鐵學(xué)會、美國機(jī)械工程師協(xié)會 ) 三種牌號的表示 方法和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是一致的 ,材料的名稱（型號）是 AISI 確定的； SUS 是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 委員會的牌號； 2. 鋼鐵公司的注冊商標(biāo)； 3. AISI—the American Iron and Steel Istitute 。板片常用的材料主要有奧氏體不銹鋼、鈦及鈦合金、鎳及鎳合金和銅等四類冷軋薄板。 板片的材質(zhì)對板式換熱器的性能、壽命、適用工況和板片成形質(zhì)量等均有重要的影響。 本章主要介紹板片、密封墊片等零件用材料的質(zhì)量要求和適用范圍。 板式換熱器主要零部件用的材料應(yīng)不低于國家標(biāo)準(zhǔn) GB 16409《板式換熱器》或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB8701《制冷用板式換熱器》的規(guī)定（見表 121）。板式換熱器材料質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于確保板片、密封墊片、壓緊板、中間隔板、夾緊螺柱、管法蘭和接管等主要零件及其焊接材料的真實(shí)性和可追溯性，從而才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和安全可靠性。（見表 120） 表 118 常用制冷劑和相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓力 MPa 表 119 板式換熱器主要零件的材料 表 120 密封墊片的材料和性能 第三節(jié) 板式換熱器用材料 材料是產(chǎn)品之本。 釬焊板式換熱器型號的表示方法（見圖 136） 設(shè)計(jì)序號：用字母 A、 B… 順序表示 設(shè)計(jì)壓力（ MPa） 板片數(shù) 單板換熱面積（ 103 m2） 板式換熱器型式，用阿拉伯?dāng)?shù)字 1～ 4 表示： 1——半焊板式換熱器 2——全焊板式換熱器 3——銅釬焊板式換熱器 4——鎳釬焊板式換熱器 板式換熱器 圖 136 釬焊板式換熱器型號的表示方法 型號示例：設(shè)計(jì)壓力為 ,單片換熱面積為 ,板片數(shù)為 58 片的銅釬焊板式換熱器的型號為： 釬焊板式換熱器板片、墊片的材料。 ? 用途：冷凝器、蒸發(fā)器、預(yù)冷器、過 冷器、油冷卻器等。 ④ 鎳釬焊板式換熱器 不銹鋼板片和鎳箔釬料在釬焊爐的高溫作用下形成一體的板式換熱器。 ② 全焊板式換熱器（見圖 134） 采用專門的焊接工藝將一定數(shù)量的板片沿密封槽焊成一個板片包 后，再將幾個板片包組焊并裝配成一體的板式換熱器。 二、釬焊式板式換熱器、全焊式板式換熱器 基本概念 ? 分類：根據(jù)焊接方式和釬料的種類分為半焊板式換熱器、全焊板式換熱器、銅釬焊板式換熱器和鎳釬焊板式換熱器。最佳的方案是選擇 NTUP = 4~8 的板型，從表 118 可知，京海換熱的淺密波紋板的 NTUP 為 5~8，是一種非常適合區(qū)域供冷的板型。 ① 當(dāng) NTUE 大時(shí)，如區(qū)域供冷換熱的 NTUE 為 4~8 時(shí)，