Page 82 - 理化检验-物理分册2022年第二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202202016

真空钎焊不锈钢板式换热器渗漏原因

应桂元,刘洁洁,向雄志

( 深圳大学 材料科学与工程学院,深圳 518060 )
摘 要: 某换热器在长期使用后出现渗水和腐蚀现象, 对其渗漏部位进行宏观检查、 扫描电镜及
能谱分析。结果表明: 部分区域的铜焊料与不锈钢基体在焊接时未完全熔合; 在换热器使用期间,
多次热循环与水流周期性冲击使焊接未熔合区域的铜焊料与不锈钢基体分离, 最终导致局部渗水。
关键词: 真空钎焊;不锈钢;换热器;未熔合

中图分类号: TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 02-0066-04

Causeofleaka g eanal y sisofvacuumbrazedstainlesssteel p lateheatexchan g er

YINGGui y uan LIUJie j ie XIANGXion g zhi

Colle g eofMaterialsScienceandEn g ineerin g ShenzhenUniversit y Shenzhen518060 China

Abstract : Watersee p a g eandcorrosionoccurredinaheatexchan g erafterlon g -term use.Macrosco p ic

examination , scannin gelectronmicrosco p eandener gys p ectrumanal y siswerep erformedontheleaka g esite.The

resultsshowthattheco pp ersolderinsomeareas wasnotfull yfused withthestainlesssteelsubstratedurin g

weldin g .Durin g theuseofheatexchan g er , multi p lethermalc y clesandp eriodicim p actofwaterflowse p aratedthe

co pp ersolderfromthestainlesssteelsubstrateintheunmeltedareaofweldin g , andeventuall y ledtolocalwater
see p a g e.

Ke y words : vacuumbrazin g ; stainlesssteel ; heatexchan g er ; incom p letefusion
换热 器 在 化 工、 食 品、 制 药、 机 械 等 领 域 应 用
广泛, 在生产中占有重要地位 [ 1-3 ] 。真空钎焊不锈
钢板式换 热 器 宏 观 形 貌 如 图 1 所 示, 其 由 不 锈 钢
板薄片、 垫 圈、 夹 紧 装 置 等 组 成, 制 造 时 预 先 将 不

锈钢薄片 与 铜 钎 箔 交 替 组 合 在 一 起 送 入 钎 焊 炉,
进炉后铜 箔 在 一 定 温 度 下 熔 化 成 液 体, 这 些 液 体
通过毛细作用吸附在不锈钢板薄片的支撑点和边 图 1 真空钎焊不锈钢板式换热器宏观形貌
界上, 从而起 到 密 封 与 加 强 的 作 用 [ 3 ] 。 真 空 钎 焊
2 ) 呈现“ S ” 形, 这种曲面结构可以提高换热片的传
不锈钢板 式 换 热 器 发 生 失 效 的 形 式 有: 不 锈 钢 薄
热效率。板式换热器内部的不锈钢薄片表面结构复
板发生点 蚀 穿 孔 导 致 泄 漏; 换 热 器 不 锈 钢 板 薄 片
杂, 液体流通通道直径小, 在液体的流动过程中其流
与密封垫 圈 处 发 生 缝 隙 腐 蚀 导 致 失 效; 铜 焊 料 渗
向及流速不断改变, 流体的扰动很大。液体在通过
透进入不锈钢晶界, 晶界成为启裂点而发生失效;
换热器通道时, 在低流速下仍然可以呈湍流状态。
换热器钎 焊 过 程 的 温 度 过 高 导 致 过 烧, 从 而 产 生
该换热器工作过程中, 液体的流动会对换热器施加
破坏失效等 [ 3-4 ] 。
一个间歇性的脉冲冲击。不锈钢薄片与换热器外壳
某板式换热器中的多层不锈钢导热薄片( 见图 板连接的壳体环焊缝接头处是受冲击最严重的区

域 [ 4-7 ] , 由图 2 可以看出, 该换热器内表面及侧面均
收稿日期: 2021-03-22
作者简介: 应桂元( 1995- ), 男, 硕士研究生, 主要从事换热器失 有严重的腐蚀缺陷。笔者对其失效部位进行宏观检
效分析工作 查、 扫描电镜及能谱分析。
通信作者: 向雄志, xi y un _ cn@163.com
6 6