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原材料(不透性石墨)對圓塊孔式石墨換熱器性能的影響

2018-12-22

    不透性石墨具有耐腐蝕性好,熱導率高,使用溫度較高等優點。但因所采用的石墨原材料(顆粒度、浸漬劑,石墨化程度等)不同影響了石墨換熱器的使用壽命和安全性。
1.1  顆粒大小
    構成石墨母材的顆粒度越大,則材料體積密度越小,機械強度愈低。顆粒間的孔洞越大,鉆削孔時可能暴露更多通孔,孔隙率增高。為達到使用要求的致密性則浸漬劑的數量就會增多,影響浸漬質量和不透性石墨的導熱性。密度大,則機械強度越大。所以,選用體積密度高(細顆粒、B級)的母材進行浸漬熱處理,所加工生產的石墨換熱器質量穩定性和安全性高,使用效果好。
1.2  浸漬劑
    浸漬劑在石墨母材中填充空隙,浸漬劑種類的不同,將直接影響不透性石墨的耐腐蝕性。浸入量不同,則影響不透性石墨使用溫度和耐蝕程度。浸漬真空度大,加壓壓力高,可減少浸漬次數,換熱效果亦優于傳統浸漬工藝(三遍浸漬、三遍熱處理)。
    因浸漬樹脂的耐腐蝕性能遠低于石墨本身的耐蝕性,所以浸入量越多,耐腐蝕越差,耐溫差急性更差,因此一般要求浸入量不得超過10%。酚醛樹脂浸漬不透性石墨可滿足該類設備使用要求。不透性石墨材料經180∽300℃中溫處理,可以增大浸漬樹脂穩定性,延長設備使用壽命。
1.3  石墨化程度
    石墨材料一般可分為半石墨化電極(再生電極)和石墨化電極兩大類。再生電極熱導率低于石墨化電極,不宜用作導熱材料。石墨化電極熱導率λ=100∽130w/m·k或更高,耐溫差急變性能優于再生電極。石墨化程度直接影響了石墨換熱器的換熱效果,國外全部為細顆?;S檬牧?。我國新頒布的國家標準《石墨制壓力容器》推薦使用接近國外標準的B級石墨材料。
1.4  酚醛石墨壓型管
    國內普遍采用。但酚醛石墨壓型管熱導率低(λ=31.4∽40.7w/m·k),熱膨脹系數高,300℃中溫處理壓型管為8.15×10-61/℃(151℃),由此構成的管殼式換熱器的許用溫度一般在130或150℃以下。

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