當(dāng)鈦管換熱器內(nèi)有腐蝕介質(zhì)時(shí),適合用復(fù)合板和襯鈦管板。現(xiàn)在大型交換器多用厚達(dá)100mm的整體管板和同樣厚的整體封頭制成。由于鈦的使用常常與強(qiáng)腐蝕介質(zhì)相聯(lián)系,為避免發(fā)生腐蝕,在鈦設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)注意做到:
(1)避免出現(xiàn)縫隙與滯流區(qū)。為實(shí)現(xiàn)完全密封,防止管子和管板之間留有縫隙,宜采用脹接加密封焊接。不管是全鈦還是復(fù)合板,很多設(shè)計(jì)者基于焊透性的考慮,而支持采用階梯焊接,但有些人卻認(rèn)為這樣會(huì)給補(bǔ)焊時(shí)造成更大的困難。塔內(nèi)緊固件宜采用楔形件代替螺栓連接。法蘭密封面宜采用聚四氟乙烯膜包石棉墊。高溫高壓強(qiáng)腐蝕條件下,推薦采用鈦增強(qiáng)聚四氟乙烯纏繞,T0.2Pd金屬墊。
(2)在導(dǎo)電性介質(zhì)中,盡可能避免鈦與其他金屬接觸,結(jié)構(gòu)上可采用電位介于二者之間的第三種材料作為過(guò)渡層(如采用堆焊)或用絕緣材料隔離。當(dāng)介質(zhì)為海水時(shí),可使用在鈦管中裝入不同金屬管板并輥漲所制成的熱交換器。其前提是,管板材料與鈦是相容的。
(3)鈦的膨脹系數(shù)比鋼小。所以,鈦鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)的受熱設(shè)備可能發(fā)生熱應(yīng)力開裂,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)置熱補(bǔ)償環(huán)節(jié)。
(4)在某些高流速和流速有突變的腐蝕介質(zhì)中,鈦設(shè)備與部件容易產(chǎn)生沖蝕,所以當(dāng)流速超過(guò)6m/s時(shí),應(yīng)設(shè)置防沖擋板。鈦制列管換熱器中,由于震動(dòng),鈦管與支承孔接觸處易發(fā)生斷裂,所以,應(yīng)采取減震措施并可在鈦管與支承孔接觸處嵌塞聚四氟乙烯環(huán)。
(5)鈦表面熱傳導(dǎo)系數(shù),在很大程度上取決于設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)。對(duì)于用冷水作為冷卻劑的熱交換器,可用值為425~550W/(m2·℃);對(duì)于用蒸汽或熱水加熱靜止液體的熱交換器,可用值為800~1450W/(m2·℃)。對(duì)于用海水冷卻的凝汽器,當(dāng)其管壁厚度為0.5~1.0mm、流速低于3.9m/s時(shí),實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為54006800W/(m2·℃)。
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