板式换热器的橡胶密封垫片的制作与使用

来源：发布时间：2014-07-17 11:42:03点击率：

1·引言
    板式换热器的密封垫片做为一个重要的部件，对于板式换热器的使用寿命有着重要影响，如果这些密封垫片硬化且失去了应有的弹性，就可能导致换热器不能正常运转，因为垫片不仅要密封住介质，使其不向外界环境中泄漏，而且还要防止热交换介质之间的互混，因此，密封垫片被认为是板换器中重要和需要对其进行苛刻要求的零件。当前，用于板换器密封垫片的材料有橡胶、压缩石棉纤维、膨胀石墨、用聚四氟乙烯包覆防护的橡胶和专门处理过的聚四氟乙烯等，但使用率较高的是橡胶密封垫片。可见，对板式换热器的橡胶密封垫片进行全面的认知具有重要的意义。要对板式换热器的橡胶密封垫片进行全面的认知，首先要对橡胶密封垫片的制造工艺有所了解。其次，要对橡胶密封垫片的密封原理有所认识。三是要对橡胶密封垫片的维护和保养的基本知识进行掌握。
    2·板式换热器橡胶密封垫片的制造工艺
    橡胶是比较复杂的高分子体系，一般是由橡胶聚合物、硫化剂、填充剂、防老剂、加工助剂和稀释剂等不同的成分组成，其中加工助剂虽不能延长橡胶垫片的寿命，但对改善垫片制造过程中的混炼、挤出和模压性能很有作用，对原材料及其配比的选择将决定橡胶垫片材料的终性能。而这其中天然橡胶是从三叶橡胶树的乳胶制得，基本化学成分为顺聚异戊二烯;异戊橡胶是由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶，因其结构和性能与天然橡胶近似，故又称合成天然橡胶;丁苯橡胶是由由丁二烯和苯乙烯共聚制得，按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶;顺丁橡胶是由丁二烯聚合制得，较其他通用型橡胶比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性能好，易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。
    一般情况下板式换热器密封垫片的制造过程包括五个工艺环节。一是混炼胶的混炼环节，即按配方要求将各种原辅材料进行混炼;二是形成胶料毛坯环节，即通过挤出机设备将胶料制造成胶条;三是压模环节，将未经硫化处理的胶条置到热模具的型腔中，模具闭合进行硫化处理，橡胶密封垫片在压机设备中成型;四是后硫化，即将模压硫化过的垫片静态情况下置于烘箱中终完成硫化;五是成品检验，即抽取部分成品按工艺标准进行成品检测。3板式换热器橡胶密封垫片的密封原理常见的橡胶圆形环属自密封原理，它的密封能一直维持到圆环变形或软化，这是因为对微缺陷起密封作用的就是圆形环所承受的压力。板式换热器橡胶垫片的密封则不同。板式换热器得以密封运行主要取决于橡胶垫片因压缩而产生的瞬时封应力和板式换热器操作压力之间比较，密封应力于操作压力则可保持密封，反之则发生泄漏。橡胶密封垫片与金属弹簧的弹性不同，它是一种粘弹料。这就意味着橡胶在长期变形的情况下会发生力松弛，即在不变的张力或压力下密封应力会随间的延长而衰减。较高的应力松弛是限制板式换热器胶垫片使用寿命的重要因素。应力松弛有两种，一种是物理松弛，这是因聚物分子和填充剂微粒之间的重排引起的，此重随着橡胶的变形而逐渐接近平衡，密封应力与时的对数呈线性关系。第二种是化学松弛，这是因胶交联网中化学键的开裂引起的。氧化与温度是响此种松弛的重要因素。因此应力松弛的速率在大程度上就取决于温度和每种橡胶垫片所适用的作温度范围。
    4·板式换热器橡胶密封垫片的维护和保养
    一般情况下可以通过板式换热器冷态运动时的滴漏或者停车冷却过程中的滴漏来发现换热器密封件是否失去作用，但目前有些板式换热器拥有可再调节的功能，也就是可以在出现小量滴漏时二次将换热器片组拧固，达到增加密封垫之间的应力，在短时间内有效解决滴漏现象。在新组装的换热器中，可以使用较大的组合长度尺寸，当出现滴漏后，再拧紧各组板式换热器，大组合长度尺寸和小组合长度尺寸一般都可在热交换器的铭牌中看到。需注意的是不能小于小组合长度尺寸，当组合后的换热器达到小组合长度尺寸仍出现滴漏时，说明密封垫必须需要改换了。对橡胶密封垫的使用寿命有着重要影响的原因为换热器的工作方式、散热的介质和使用的清洁剂的腐蚀性、工作温度、工作压力、由于过大的压力和不均衡的压力而使弹性密封垫的应力较大、自然老化。出现这些就要及时进行维护和保养或是更换。橡胶密封垫片维保及更换的主要步骤为，一是回用性能的检验和检测。在怀疑有锈蚀的情况下对换热器及管道的壁厚进行检查;二是清除老化的密封件，根据不同的污垢，采用酸碱进行化学清洗，被清洗零部件的表面不会受到化学介质的腐蚀侵害;三是在进行化学清洗之后，用高压吹净装置彻底地清除残留在板式换热器等表面的化学介质;四是各换热器板涂以荧光测试剂，在紫外光的照射下检查是否有细小的裂纹和腐蚀孔，并重新清洗干净。另外，还要着重检查密封槽的情况，必要时进行修整;五是对于粘接式密封垫，将彻底清除残留的物质，使用调和式粘接胶重新粘接，重新组合的换热器片组在专用夹具中夹紧，使粘接剂固化，在保温炉中加热保温，以达到的粘接效果。
    在流程工业设备中，板式换热器是一种安全性要求很高的设备，当密封垫损坏后，出现的外滴漏是可见的。热交换器、换热器等一开始都会出现轻微的滴漏，在压力冲击较大的流程设备中，则可能因密封垫的损坏而出现较大的泄漏。在强大的压力冲击下，有时可将密封垫离开板式换热器正确的安装位置，严重时甚至从换热器中脱出。在这种情况下，必须马上停止设备的工作，使换热器在无压力的情况下冷却到室温。如果在压力冲击的作用下密封垫已经变形，则它不能再恢复原来的形状、位置，必须更换新的密封垫。如果没有备用的密封垫，必须从整个板式换热器组中取下受损密封垫两侧的散热片，然后对剩余散热片的密封垫结合面进行检查。必须严格按照使用说明书中的要求安装剩余的换热器片，为了保证剩余的换热器有足够的应力以抵抗负载，必须将原来各片允许承受的应力乘以原来的换热器片数，所得的积再除以当前剩余换热器的片数，得到现在每个换热器片必须承受的组装应力数值。

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