祝賀我公司DRL-III型導熱系數(shù)測試儀被收錄入標準：TCSTM 00027-2019中國材料與試驗團體標準換熱器用節(jié)能防腐涂料，附錄A  DRL-III導熱系數(shù)數(shù)測定儀(熱流法).

ICS 87.040

G 51

備案號：

中 國 材 料 與 試 驗 團 體 標 準

T  CSTM 00027-2019

換熱器用節(jié)能防腐涂料

Energy saving and anticorrosion paint for heat exchangers

2019-02-15 發(fā)布 2019-02-15 實施

中國關(guān)材村料材與試料驗試團驗體標技準術(shù)委聯(lián)員盟會 發(fā) 布

前  言

本標準按照GB/T 1.1-2009給出的規(guī)則起草。

本標準由中國材料與試驗團體標準委員會化工材料領(lǐng)域委員會涂料和顏料技術(shù)委員會提出。本標準由中國材料與試驗團體標準委員會化工材料領(lǐng)域委員會涂料和顏料技術(shù)委員會歸口。本標準負責起草單位：江蘇金陵特種涂料有限公司。

本標準參與起草單位：中海油常州涂料研究院、南京圣諾熱管有限公司、中石油大慶石化研究院、中石油大慶石化公司。

本標準主要起草人：張馳、王巍、林蛟。

換熱器用節(jié)能防腐涂料

1 適用范圍

本標準規(guī)定了以聚合物為主要成膜物的換熱器用節(jié)能防腐涂料的術(shù)語和定義、要求、試驗方法、涂裝技術(shù)規(guī)范、檢驗規(guī)則、標志、包裝和貯存等內(nèi)容。

本標準適用于石油、化工、電力、冶金、暖通等行業(yè)工程中的各類大型工業(yè)換熱器傳熱面的涂層防

護，具有導熱、阻垢、防腐蝕功能。使用條件滿足介質(zhì)溫度≤250℃工況環(huán)境下的各種酸、堿、鹽和油    氣、煙氣、污水等化學介質(zhì)。換熱器結(jié)構(gòu)包括列管式、盤管式等；涂層的配套涂裝體系產(chǎn)品包括底漆．涂．

層和面漆涂層；涂裝工程包括基材的表面處理、涂裝及驗收。

2 引用文件

下列文件對于本文件的應用是*的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T 1723-1993 涂料粘度測定法

GB/T 1724-1979 涂料細度測定法

GB/T 1725-2007 色漆、清漆和塑料 不揮發(fā)物含量的測定

GB/T 1728-1979 漆膜、膩子膜干燥時間測定法

GB/T 1731-1993  漆膜柔韌性測定法

GB/T 1732-1993  漆膜耐沖擊測定法

GB/T 1733-1993  漆膜耐水性測定法

GB/T 1735-2009 色漆和清漆 耐熱性的測定

GB/T 1766-2008 色漆和清漆 涂層老化的評級方法

GB/T 1768-2006 色漆和清漆 耐磨性的測定 旋轉(zhuǎn)橡膠砂輪法

GB/T 1771-2007 色漆和清漆 耐中性鹽霧性能的測定GB/T 3186 色漆、清漆和色漆與清漆用原材料 取樣GB/T 5990-2006 耐火材料 導熱系數(shù)試驗方法(熱線法) GB/T 6739-2006 色漆和清漆 鉛筆法測定漆膜硬度GB/T 8170-2008 數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

GB/T 8923.1-2011 涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定 第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級

GB/T 8923.2-2011 涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定 第2部分：已涂覆過的鋼材表面局部清除原有涂層后的處理等級

GB/T 9750 涂料產(chǎn)品包裝標志

GB/T 9271-2008 色漆和清漆 標準試板

GB/T 9274-1988 色漆和清漆 耐液體介質(zhì)的測定GB/T 9278 涂料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的溫濕度GB/T 9286-1998 色漆和清漆 漆膜的劃格試驗

GB/T 13288.1-2008 涂覆涂料前鋼材表面處理 噴射清理后的鋼材表面粗糙度特性 第1部分：用于評定噴射清理后鋼材表面粗糙度的ISO表面粗糙度比較樣塊的技術(shù)要求和定義

GB/T 13452.2-2008 色漆和清漆 漆膜厚度的測定

GB/T 13491 涂料產(chǎn)品包裝通則

GB/T 18430.1-2007 蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組 第 1 部分：工業(yè)或商業(yè)用及類似用途的冷水(熱泵)機組

GB 50727 工業(yè)設(shè)備及管道防腐蝕工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范

SH/T 3540-2007 鋼制換熱設(shè)備管束復合涂層施工與驗收規(guī)范

3 術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標準。

3.1 換熱器 heat exchanger

又稱熱交換器(包括散熱器)。將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體，使流體溫度達到工藝流程規(guī)定的指標熱量的交換設(shè)備。

3.2 導熱系數(shù) thermal conductivity

又稱導熱效率，用[W/(m · K)]表示。單位時間內(nèi)在單位溫度梯度下沿熱流方向通過材料單位面積傳遞的熱量。

3.3 污垢系數(shù) dirt coefficient

又稱為污垢熱阻，用[(m2·℃)/kW]表示。換熱設(shè)備傳熱面上沉積物所產(chǎn)生的傳熱阻力，導致傳  熱速率下降程度的數(shù)值。

4 要求

4.1 換熱器用節(jié)能防腐涂料底漆的性能要求

換熱器用節(jié)能防腐涂料底漆應符合表 1 的要求。

5 試驗方法

5.1 取樣

產(chǎn)品按GB/T 3186規(guī)定取樣，也可按商定方法取樣。取樣量根據(jù)檢驗需要確定。

5.2 試驗環(huán)境

除另有規(guī)定外，試板的狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的溫濕度應符合GB/T 9278的規(guī)定。

5.3 試驗樣本的制備

5.3.1 底材及底材處理

除另有規(guī)定外，試驗用馬口鐵板和鋼板應符合GB/T 9271-2008的要求，馬口鐵板的處理應按GB/T 9271-2008中4.3的規(guī)定進行；鋼板的處理應按GB/T 9271-2008中3.5.2的規(guī)定進行。試驗用鋼板經(jīng)噴砂處理后，表面粗糙度應達到GB/T 8923.1-2011中規(guī)定的Sa 2½ 級；表面粗糙度應達到GB/T 13288.1-2008中規(guī)定的“中(G)”級。

5.3.2 試樣準備

按產(chǎn)品規(guī)定的組分配比混合均勻，并放置規(guī)定的熟化時間后制板。

5.3.3 制板要求

測試樣板的制備按表 4 的規(guī)定進行。涂層厚度的測定按GB/T 13452.2-2008的規(guī)定進行。

特殊規(guī)定的是涂層導熱系數(shù)測定試片的制備，是將涂料涂敷于聚四氟乙烯板材上，烘干固化后剝離漆膜厚度在 0.2~0.5mm之間，用刀片切割數(shù)塊 30×30mm規(guī)格的樣片進行檢測；污垢系數(shù)檢測是將涂料涂敷于單套管換熱器檢測樣管內(nèi)壁，再安裝到模擬測試裝置上進行。測試流程原理見附錄B所示。

5.4 操作方法

5.4.1 在容器中狀態(tài)

打開容器，用調(diào)刀或攪棒攪拌，允許容器底部有沉淀，若經(jīng)攪拌易于混合均勻，則評為“攪拌后均勻無硬塊”。應分別檢驗各組分。

5.4.2 黏度

按GB/T 1723-1993中乙法的規(guī)定進行。雙組分涂料測試漆組分。

5.4.3 細度

按GB/T 1724-1979的規(guī)定進行。雙組分涂料測試漆組分。

5.4.4 不揮發(fā)物含量

按GB/T 1725-2007的規(guī)定進行。雙組分涂料測試漆組分。烘烤溫度為(160±2)℃，烘烤時間為 2h， 試樣量約 1000mg。

5.4.5 干燥時間

按GB/T 1728-1979的規(guī)定進行，其中表干按表干乙法進行；實干、烘干按實干甲法進行。

5.4.6 涂膜外觀

樣板在散射陽光下目視觀察，如果涂膜均勻，無流掛、發(fā)花、針孔、開裂和剝落等涂膜病態(tài)，則評為“正常”。

5.4.7 劃格試驗

按GB/T 9286-1998的規(guī)定進行。劃格間距為 1mm。

5.4.8 柔韌性

按GB/T 1731-1993的規(guī)定進行。

5.4.9 耐沖擊性

按GB/T 1732-1993的規(guī)定進行。

5.4.10 鉛筆硬度(刮破)

按GB/T 6739-2006的規(guī)定進行。鉛筆為中華牌101繪圖鉛筆。

5.4.11 耐磨性

按GB/T 1768-2006的規(guī)定進行。砂輪型號為CS-10。

注：也可使用與CS-10磨耗作用相當?shù)钠渌鹉z砂輪。

5.4.12 導熱系數(shù)

采用智能電阻儀進行檢測，執(zhí)行GB/T 5990-2006的規(guī)定。智能電阻儀技術(shù)參數(shù)見附錄 A。

5.4.13 污垢系數(shù)

采標準值應符合GB/T 18430.1-2007的規(guī)定。檢測方法及操作流程，見附錄B所示。

5.4.14 耐沸水性

按GB/T 1733-1993中乙法的規(guī)定進行。

5.4.15 耐高溫性

在干燥的氣氛中，按GB/T 1735-2009的規(guī)定進行。

5.4.16 耐酸性、耐堿性、耐鹽水性

按GB/T   9274-1988中甲法的規(guī)定進行。試驗結(jié)束后取出樣板觀察。如出現(xiàn)粉化、起泡、生銹、開裂、剝落等涂膜病態(tài)現(xiàn)象，按GB/T 1766-2008進行描述。

5.4.17 耐鹽霧性

按GB/T   1771-2007的規(guī)定進行(試板不劃線)。試驗結(jié)束后取出樣板觀察。如出現(xiàn)起泡、生銹、開裂和剝落等涂膜病態(tài)現(xiàn)象，按GB/T 1766-2008進行描述。試板四周邊緣、板孔周圍 5mm以內(nèi)及外來因素引起的破壞現(xiàn)象不做考察。

6 涂裝技術(shù)規(guī)范

6.1 設(shè)計要求

6.1.1 下列情況，應在制造廠完成涂裝工序：

——在安裝現(xiàn)場不便于進行表面處理和涂裝作業(yè)的大型設(shè)備或管束部件的；

——制造廠具備自動(或人工)拋丸或噴砂裝置和涂裝烘干于一體的生產(chǎn)線。

6.1.2 下列情況，應在施工現(xiàn)場完成涂裝工序：

——施工現(xiàn)場更換新的帶有涂層管束，對被碰破或焊接損傷的涂層進行修復補涂作業(yè)；修補用涂料應與原設(shè)計要求選用的涂料種類相同或匹配。

——在制造廠已涂底漆的，需要在施工現(xiàn)場修正或補涂面漆的設(shè)備、管束及其附屬件；

——涂敷的涂料應與設(shè)計要求的涂料名稱、道數(shù)、各層干膜厚度及總厚度、鋼材表面處理等級和內(nèi)容相匹配，并在設(shè)計文件中有所規(guī)定。

6.2 工藝要求

6.2.1 表面處理要求

6.2.1.1 表面處理級別：金屬表面均要求進行拋射或噴射處理，表面粗糙度應達到GB/T 8923.1-2011

中規(guī)定的Sa2 至Sa 2½ 級；修補現(xiàn)場金屬表面達不到噴射處理要求時，可以采用人工機械處理達到GB/T 8923.2-2011中規(guī)定的表面粗糙度 Sa3 級；

6.2.1.2 等級評定：按GB/T 8923.1-2011或GB/T 8923.2-2011中典型樣板照片比對確定。

6.2.1.3 表面處理后，金屬表面應無油、無銹、無鹽、干燥。

6.2.1.4 表面處理可按照下列方式進行：

——列管式管束處理：管內(nèi)涂裝，可采用噴砂或噴丸處理；管外涂裝與 U 形管應進行化學清洗處

理。具體可參見 SH/T 3540-2007。

——管束內(nèi)壁管處理：管束單根噴砂時間依管子長度而定，Φ25(或Φ19)×6000mm    的管子噴砂時間不得少于 30 秒，管束應兩頭噴。噴砂時應注意保護密封面。

——翅片管外壁處理：翅片管外壁涂裝，可采用噴砂或噴丸處理。

6.2.2 涂裝要求

6.2.2.1 表面處理后的時間限定：經(jīng)拋射或噴射處理過的鋼材表面，在環(huán)境干燥狀態(tài)下(濕度≤40%)，  遲不超過4小時，應即時涂覆底漆，以防止表面出現(xiàn)閃銹。

6.2.2.2 施工環(huán)境要求：基材的表面溫度應高于露點溫度 3 ℃以上，相對濕度應低于85%時，方可進行施工作業(yè)。環(huán)境溫度需維持在涂料制造廠家所建議的范圍內(nèi)。

6.2.2.3 涂裝作業(yè)前，應按下列要求進行調(diào)漆：

——涂料使用前，檢查有無渾濁、稠化、結(jié)皮、沉淀結(jié)塊、肝化、粗粒等缺陷。如有以上缺陷，涂料不能使用。如果是雙組份分裝涂料，必須按生產(chǎn)廠家作業(yè)指導書要求的使用配比進行調(diào)配， 充分攪拌，混合均勻，靜止熟化，避免漆膜內(nèi)產(chǎn)生氣泡，并在規(guī)定的時間內(nèi)用完。

——漆料過于黏稠時，可進行稀釋。溶劑型涂料，采用配套稀釋劑進行稀釋；水性涂料，用純凈水進行稀釋。但必須嚴格按照生產(chǎn)廠家作業(yè)指導書規(guī)定的稀釋比進行稀釋調(diào)配。

6.2.2.4 施工方法確定：涂裝前，應根據(jù)施工環(huán)境溫度、設(shè)備特點、涂料、稀釋劑等情況，先通過樣

管、樣板等進行試驗，選定適宜的施工方案與涂料黏度。

6.2.2.5 涂裝方法：除局部修補外，不得采用手工刷漆方式進行涂裝。管束涂裝，應先管內(nèi)后管外， 一般管內(nèi)采用灌涂法；管外采用淋涂法。也可根據(jù)實際情況采用浸涂、噴涂等方法；翅片管外壁涂裝，

可采用高壓無氣噴涂的方法。

——管外淋涂法黏度比管內(nèi)灌涂法粘度低 5 秒。現(xiàn)場涂比室內(nèi)涂的粘度約低 5 秒。

——涂料循環(huán)使用時，必須在泵入口處加 80~100 目銅絲網(wǎng)過濾，以防雜質(zhì)進入，影響涂層質(zhì)量。

——將冷卻器傾斜 30 度左右，用泵打循環(huán)灌涂。每涂裝一道，兩端倒位。非直立涂裝，每做一道冷水器應轉(zhuǎn)動一個角度。

——灌涂時涂料在管內(nèi)要充滿，需在管內(nèi)保持 2~3 秒，以保證涂料能充分附著在管壁表面上。

——涂裝后把換熱器放在滾動胎上滾動干燥，應控制轉(zhuǎn)速，不得大于 20 轉(zhuǎn)/分鐘。自然干燥一般為6~8 小時。

——每一道涂裝后，管端和兩側(cè)管板如有滴墜與流掛，可用毛刷修整。要確保管板漆膜涂層完整與密封面平整，建議每道涂裝后應用稀料擦清密封面，至后一道用噴槍噴涂。

注 1：干燥也可采用軸流風機直接吹其表面，表干程度用手觸無指紋，方可移至烘干爐內(nèi)加熱固化。

注 2：建議采用 “濕碰濕”間歇式涂裝方法，即噴涂底漆后，在常溫下閃干 30~60 分鐘，使溶劑或水分揮發(fā)，底漆涂膜表干達到觸干，再涂覆面漆。用濕膜厚度估算干膜厚度，可通過原漆固體份含量和稀釋比推算。“濕碰濕”

涂裝后，即可進入烘干工序。

6.2.3 涂層要求

6.2.3.1 質(zhì)量要求：涂層表面應平整、光滑，不得出現(xiàn)漏涂、氣泡、縮孔、魚眼、龜紋、流掛等弊??； 干膜性能應滿足本標準的要求。

6.2.3.2 配套要求：涂層體系，底漆與面漆應配套使用。

6.2.3.3 厚度要求：涂層結(jié)構(gòu)一般為底漆兩道、面漆三道；涂層總厚度為(200±20)µm。

6.3 驗收

6.3.1 成品驗收

6.3.1.1 成品涂層的質(zhì)量檢查，應按GB 50727中相關(guān)的規(guī)定進行。成品涂層質(zhì)量應符合表 5 的規(guī)定。表 2 成品涂層質(zhì)量

6.3.1.2 外觀：目測法，表面應光滑，無滴墜、流掛、漏涂等現(xiàn)象。主要觀察漆膜外觀有沒有流掛、起皺、龜紋、脫皮、起泡、針孔、漏涂等缺陷，依此評定合格或不合格。

6.3.1.3 厚度：濕膜涂層厚度，按GB/T 13452.2-2008 中 4.2.4 或 4.2.5規(guī)定進行；干膜涂層厚度，按GB/T

13452.2-2008 中 5.5 或 5.8 法規(guī)定進行。應隨機抽檢，每個測點面積宜為100cm2，在該檢測點面積范圍內(nèi)測量 5 個點數(shù)據(jù)，測量結(jié)果去除 1 個大值和 1 個小值后，取 3 點平均值的厚度。涂層厚度檢查應符合下列規(guī)定：

——設(shè)備防腐涂層厚度的檢查應逐臺進行，每臺抽檢 3 個點部位；

——管束防腐涂層厚度的檢查應按總延長米進行，每 300m 抽查 3 點(不足 300m 時，按 300m 計)；

——每種類別鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂層厚度的檢查按構(gòu)件數(shù)抽查 10%，且不少于 3 件，每個構(gòu)件抽測 5

個點；

——管束內(nèi)壁檢查應采用內(nèi)孔涂層測厚儀隨機抽查 5%的管束。

6.3.1.4 劃格試驗：工作現(xiàn)場，按GB/T 9286-1998的規(guī)定進行。涂層劃格試驗檢查應符合下列規(guī)定：

——設(shè)備每臺檢測 1 處，若不合格再抽查 2 處，如仍有 1 處不合格時為不合格；

——管束每 20 根抽查 1 根，且至少抽查 1 根；每根測 1 處，若不合格再抽查 2 根，如仍有 1 根不合格時，則應對全部管道逐根檢查；

——應采用平行樣板或等長度平行樣管進行檢測；也可對管板局部用劃格試驗檢查。

6.3.1.5 硬度：工作現(xiàn)場，按GB/T 6739-2006的規(guī)定進行。涂層硬度檢查應符合下列規(guī)定：

——設(shè)備管束每臺檢測 1 處，若不合格再抽查 2 處，如仍有 1 處不合格時為不合格；

——硬度不合格，表明涂層烘干溫度或時間不足，交聯(lián)密度不夠，漆膜涂層發(fā)軟，影響涂層的耐磨性和防腐性能，應重新回爐烘干。烘干后再行檢測，仍達不到規(guī)定要求，判定為不合格產(chǎn)品。

6.3.1.6 涂層固化程度：用蘸有Z用溶劑(應注明具體成分及含量)的棉團對防腐涂層部位反復擦拭，

以棉團不變色為合格。

6.3.2 交工驗收

6.3.2.1 交工單位或部門，在完成施工后，應向接收單位或部門辦理交接手續(xù)，提交或移交隱蔽工程施工記錄、修補或返工記錄、交工驗收記錄和質(zhì)量證明等相關(guān)技術(shù)文件。

6.3.2.2 監(jiān)理部門或質(zhì)檢機構(gòu)，應向接收單位或部門提供檢查記錄、檢驗報告、復檢報告和產(chǎn)品合格證明等相關(guān)的技術(shù)文件。

7 檢驗規(guī)則

7.1 檢驗分類

7.1.1 產(chǎn)品檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。

7.1.2 出廠檢驗項目包括在容器中狀態(tài)、黏度、細度、不揮發(fā)物含量、干燥時間、涂膜涂層外觀、劃格試驗、柔韌性、耐沖擊性、鉛筆硬度。

7.1.3 型式檢驗項目包括本標準所列的全部技術(shù)要求。在正常生產(chǎn)情況下，每年至少檢驗一次。特殊項目檢驗，如導熱系數(shù)、污垢系數(shù)的檢測，需要Z用儀器和測試裝置，計算過程也非常復雜，建議委托

具有認證資質(zhì)的專Y檢驗機構(gòu)(如北京中科光析化工研究所、南京化工學院檢測中心)進行。

7.2 檢驗結(jié)果的判定

7.2.1 檢驗結(jié)果的判定按 GB/T 8170-2008 中修約值比較法進行。

7.2.2 所有項目的檢驗結(jié)果均達到本標準要求時，該產(chǎn)品為符合本標準要求。

7.3 標志、包裝和貯存

7.3.1 標志

按GB/T 9750規(guī)定進行。

7.3.2 包裝

按GB/T 13491中一級包裝要求規(guī)定進行。

7.3.3 貯存

產(chǎn)品貯存時應保證通風、干燥，防止日光直接照射并應隔絕火源，遠離熱源。產(chǎn)品應根據(jù)類型定出貯存期，并在包裝標志上明示。

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附錄A   DRL-III導熱系數(shù)測試儀（熱流法）

一、產(chǎn)品概述

本儀器主要測試薄的熱導體、固體電絕緣材料、導熱硅脂、樹脂、橡膠、氧化鈹瓷、氧化鋁瓷等材料的熱阻以及固體界面處的接觸熱阻和材料的導熱系數(shù)。檢測材料為固態(tài)片狀，加圍框可檢測粉狀態(tài)材料及膏狀材料。

儀器參考標準：MIL-I-49456A(絕緣片材、導熱樹脂、熱導玻纖增強)；GB 5598-85(氧化鈹瓷導熱系數(shù)測定方法)；ASTM D5470-2006(薄的熱導性固體電絕緣材料傳熱性能的測試標準)等。

儀器特點：帶自動加壓，自動測厚裝置，并連計算機實現(xiàn)全自動控制。儀器采用 6 點溫度梯度檢測， 提高了測試精度。可檢測不同壓力下熱阻曲線，采用優(yōu)化的數(shù)學模型，可測量材料導熱系數(shù)和熱阻以及界面處接觸熱阻等多個參數(shù)。

廣泛應用在高等院校，科研單位，質(zhì)檢部門和生產(chǎn)廠的材料導熱分析檢測。

二、主要參數(shù)

1.試樣大?。?0 × 30 mm；

2.試樣厚度：0.02~20 mm；

3.熱極控溫范圍：室溫至 99.99℃；

4.冷極控溫范圍：0~99.0℃；

5.導熱系數(shù)測試范圍：0.5~450 W/m·K；

6.熱阻測試范圍：0.05~0.000005 m2·K/W；

7.壓力測量范圍：0~1000 N；

8.位移測量范圍：0~30.00 mm；

9. 測試精度：優(yōu)于 3%； DRL-III導熱系數(shù)測定儀

10. 試驗方式：a)試樣不同壓力下熱阻測試；b)材料導熱系數(shù)測試；c)接觸熱阻測試。

11. 計算機全自動測試，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印輸出。

三、典型測試材料

1. 金屬材料、不銹鋼；

2. 導熱硅脂、硅膠墊；

3. 導熱工程塑料；

4. 導熱涂層漆膜；

5. 鋁基板、覆銅板；

6. 石英玻璃、復合陶瓷；

7. 泡沫銅、石墨紙、石墨片等材料。

污垢系數(shù)實驗附室錄模B 擬測試裝置

在設(shè)計換熱器時，污垢熱阻(或稱污垢系數(shù))是一個重要參數(shù)。這個數(shù)值確定不當，則設(shè)計的換熱器的傳熱面積不是過大就是過小，也就是說不是造成浪費就是不能滿足生產(chǎn)需求。

1. 測試裝置

污垢系數(shù)是換熱器因污垢層而導致傳熱效果降低的系數(shù)，它表示污垢層的厚度與其導熱系數(shù)之比。目前，在設(shè)計上根據(jù)水質(zhì)分析報告來判斷水質(zhì)的結(jié)垢性時，只能從資料上查到一些理論數(shù)據(jù)，因此讓設(shè)計人員不敢*相信這些理論數(shù)據(jù)的可靠性和準確性。為此，南京化工學院的科研人員，根據(jù)相關(guān)水質(zhì)和操作條件進行了污垢系數(shù)測定的研究，設(shè)計出垢系數(shù)小型模擬測試裝置及其測試計算方法[1，2]，如圖示。

循環(huán)冷卻水水槽

圖 敞開循環(huán)式污垢系數(shù)模擬測試裝置

2. 測試流程

冷卻水從水槽中經(jīng)離心泵、轉(zhuǎn)子流量計以一定的流速通過帶有內(nèi)涂層單套管換熱器測試裝置時，水從內(nèi)管流過受蒸汽加熱后送入涼水塔頂噴淋下，鼓風機從塔底鼓入空氣(空氣用量可通過鼓風機出口外用閘板進行調(diào)節(jié))，使冷卻水蒸發(fā)而降至規(guī)定溫度流入塔底水槽中循環(huán)使用。由于冷卻水在涼水塔中的

蒸發(fā)作用，水量在減少，濃度倍數(shù)增加，當濃度倍數(shù)達到規(guī)定的指標時，間歇地排放污水，并同時補充新鮮水以維持循環(huán)水的濃度倍數(shù)基本不變，循環(huán)運轉(zhuǎn)。

套管換熱器的加熱蒸汽是由蒸汽發(fā)生器供給的，蒸汽發(fā)生器靠電熱板加熱，電熱板靠電源穩(wěn)壓器及調(diào)壓變壓器來穩(wěn)壓調(diào)壓，使發(fā)生的蒸汽以穩(wěn)定的流量輸送到套管換熱器的環(huán)隙中，則環(huán)隙維持不變的溫度并向內(nèi)管中的冷卻水傳熱以達到規(guī)定的溫度。環(huán)隙的冷卻水及多余的未凝結(jié)水蒸汽通過玻璃冷凝管全部冷凝成水，再由支管回流到蒸汽發(fā)生器。蒸汽發(fā)生器中注入無離子水，同時單套管換熱器的外套管為不銹鋼管，內(nèi)管的外表面鍍鉻，這樣可以使環(huán)隙處不會產(chǎn)生腐蝕銹垢及其它污垢，從而避免了由于外側(cè)污垢所導致的測試誤差。所用的蒸汽發(fā)生器及套管換熱器的外表面均要求包裹保溫層。

冷卻及循環(huán)水所經(jīng)過的管道、涼水塔和水槽，均用塑料制成，以防止腐蝕而增加污垢熱阻的可能。冷卻水的濃度倍數(shù)是根據(jù)氯離子或鉀、鈉離子等的濃度變化來計算，因為這些離子基本上不會因濃

縮而沉析出。用離子選擇性電極的測試方法來檢測Cl-、K+、Na+      的濃度而控制濃度倍數(shù)。排污和取樣分析處可控制玻璃考克開啟度的大小，而達到連續(xù)排污或間歇排污。

單套管換熱器的環(huán)隙裝有熱電偶溫度計或水銀溫度計，以檢查環(huán)隙的溫度是否穩(wěn)定不變。冷卻水在    內(nèi)管的進出口處都裝有經(jīng)過校準標定刻度為   0~50(±0.1)℃的精密水銀溫度計，因為這兩個溫度是計算污垢熱阻的兩個重要參數(shù)，測量不準確會使計算結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，甚至數(shù)據(jù)不可靠而導致試驗失敗。

單套管換熱器是測試裝置的心臟，它*按照生產(chǎn)工況環(huán)境模擬進行試驗，因此套管換熱器的有關(guān)尺寸必須進行設(shè)計計算。單套管換熱器內(nèi)壁在測試前，必須進行噴砂、涂裝、烘干等工藝處理后，再按照到測試裝置上。

3. 理論計算

4. 理論計算

污垢系數(shù)的理論計算比較復雜，非專業(yè)機構(gòu)很難完成。故只給出理論計算公式，具體的計算方法是通過將測試數(shù)據(jù)帶入公式計算結(jié)果。

當套管換熱器進出口水溫趨于穩(wěn)定后，每隔 1 小時同時記錄進口水溫 t 進，出口水溫 t 出及加熱蒸汽溫度T，由于讀數(shù)時可能產(chǎn)生各式各樣的偶然誤差，所以每個溫度要多讀幾次數(shù)，然后取其算術(shù)平均值， 使讀數(shù)更接近與真實值，再根據(jù)讀數(shù)按下式計算其污垢系數(shù)：

4.應用舉例

為模擬試驗條件，假設(shè)冷卻水進口溫度為32℃，冷卻水出口溫度為42℃；冷卻水在管內(nèi)的流速為    1   m/s，冷卻水在管內(nèi)為湍流，換熱器內(nèi)管的內(nèi)表面溫度為75~85℃，則模擬裝置的設(shè)計計算必須能符合上述的各項指標。

(1) 內(nèi)管管徑的確定及相關(guān)參數(shù)計算：

故知，不論是內(nèi)徑為10m/m或8m/m 的管子，當流速為1 m/s時，其雷諾系數(shù)均大于10,000，流型為湍流，符合原來模擬條件。

其它有關(guān)數(shù)據(jù)計算如下：

由于不可免的各種熱損失，故加熱用電熱板實際所需的功率N約為 3.5~4 千瓦，并用電源穩(wěn)壓器及調(diào)壓變壓器調(diào)節(jié)使用。

從(1)或(2)式可知，水側(cè)或蒸汽側(cè)壁溫均與蒸汽的溫度有關(guān)，亦即所用的蒸汽壓力愈高，蒸汽的飽   和溫度也愈高，則使壁溫增高?，F(xiàn)設(shè)定水側(cè)壁溫t2'為75~85℃，則必須選擇一合適的加熱蒸汽溫度，但  由于蒸汽冷凝給熱系數(shù)α0 為壁溫(ti ')的函數(shù)，故運用(1)或(2)式進行計算時仍

引用文獻

[1] 南京化工學院防腐專業(yè)委員會.測定循環(huán)冷卻水污垢系數(shù)的小型模擬測試裝置的設(shè)計計算與測試方法[J].工業(yè)用水與廢水,1976年02期.

[2] 南京化工學院防腐專業(yè)委員會.測定循環(huán)冷卻水污垢系數(shù)測定和討論[J].化學工程,1976年04期.