螺旋板换热器内漏和外漏的常见原因分析与现场检测方法

螺旋板换热器凭借高效的换热性能、紧凑的结构设计，在石油化工、食品加工、生物医药等多个工业领域得到广泛应用。其核心工作原理是通过螺旋状板片形成两个独立的流道，实现两种介质的热量传递。然而，在长期运行过程中，受介质特性、操作工况、设备老化等多种因素影响，泄漏问题时有发生，主要分为内漏和外漏两类。泄漏不仅会降低换热效率、增加能耗，还可能引发介质混合反应、环境污染甚至安全事故。因此，精准识别泄漏原因并掌握科学的现场检测方法，对保障设备稳定运行和生产安全至关重要。本文将详细剖析螺旋板换热器内漏与外漏的常见原因，并系统介绍实用的现场检测技术。

一、螺旋板换热器内漏的常见原因

内漏是指两种换热介质通过流道破损处发生串流，由于泄漏点隐藏在设备内部，初期不易被发现，危害更为隐蔽。其常见原因主要集中在板片及焊缝损伤、介质腐蚀侵蚀、操作工况异常等方面。

（一）板片及焊缝结构性损伤

螺旋板片是构成流道的核心部件，其焊接质量直接决定设备的密封完整性。在设备制造过程中，若焊缝存在未焊透、夹渣、气孔等原始缺陷，长期承受压力波动时，这些缺陷会逐渐扩展为裂纹，导致流道连通形成内漏。同时，在安装、运输或检修过程中，设备若受到外力冲击或振动，可能导致螺旋板片变形、局部应力集中，进而引发焊缝开裂或板片破损。此外，长期运行产生的疲劳效应也会使板片和焊缝出现微裂纹，尤其是在流道转向等应力集中区域，微裂纹不断扩展zui终导致内漏。

（二）介质腐蚀与冲刷侵蚀

介质的腐蚀性是导致内漏的主要诱因之一。当换热介质为酸碱溶液、含氯离子溶液等腐蚀性介质时，会对螺旋板片和焊缝产生持续腐蚀，包括均匀腐蚀、点蚀、晶间腐蚀等形式，使板片厚度逐渐减薄，zui终形成穿孔泄漏。若介质中含有固体颗粒或呈现汽液两相流状态，高速流动的介质会对板片表面和焊缝造成冲刷侵蚀，破坏材料结构，尤其在流道狭窄区域，冲刷作用更为明显，易形成局部破损引发内漏。此外，介质中的氧化剂、硫化物等成分还会加速材料腐蚀，缩短设备使用寿命。

（三）操作与工况失控

超出设计参数的操作工况会显著增加内漏风险。若运行压力超过设备额定压力，会加剧板片和焊缝的应力负荷，导致密封结构失效或材料破损；温度过高或波动过大则会使板片产生热胀冷缩变形，破坏焊接接头的密封性，同时加速密封材料老化降解。此外，设备启动或停机时的操作不当，如阀门开启过快引发水击现象，会对内部结构产生瞬时冲击力，造成板片变形或焊缝开裂。长期超负荷运行也会使设备处于疲劳状态，加速内漏故障的发生。

（四）材料选型与制造缺陷

若螺旋板片材料未根据介质特性和工况要求合理选型，如采用普通碳钢应对强腐蚀性介质，会导致材料耐蚀性不足，快速发生腐蚀破损。制造过程中，若板片厚度不均、成型精度不足，或焊接工艺参数控制不当，会导致设备先天存在结构缺陷，在运行过程中易引发内漏。此外，组装时板片排列不整齐、压紧力度不均匀，会造成局部应力集中，长期运行后出现泄漏。

二、螺旋板换热器外漏的常见原因

外漏是指介质从设备内部通过密封结构、连接部位等泄漏至外界，其泄漏点多位于设备外部，相对易被发现，常见原因主要与密封系统失效、连接部件松动、结构变形等相关。

（一）密封件老化与损坏

密封件（如垫片、密封胶圈）是防止外漏的关键部件，其性能失效是外漏的首要原因。长期处于高温、高压工况下，密封件会逐渐发生老化、硬化、龟裂，失去原有弹性和密封性能，导致密封不严引发泄漏。若密封件材料与换热介质不兼容，会发生溶胀、溶解或降解现象，直接破坏密封结构。此外，安装过程中密封件错位、扭曲，或被异物划伤，也会导致密封失效，出现外漏。

（二）连接部件松动与失效

螺旋板换热器的法兰连接、螺栓紧固等部位是外漏的高发区域。长期运行过程中，设备振动、温度波动会导致螺栓松动，使连接部位的压紧力下降，密封面出现间隙，介质从间隙中泄漏。若螺栓材质选用不当或存在疲劳损伤，会导致螺栓断裂，彻底破坏连接密封性能。此外，法兰密封面若存在划痕、腐蚀、变形等缺陷，会影响密封面的贴合度，即使螺栓紧固到位，也难以实现有效密封，引发外漏。

（三）设备结构变形与损伤

设备壳体、管箱等部件受外力冲击、温度骤变或长期应力作用发生变形时，会破坏密封结构的完整性，导致外漏。例如，运输或安装过程中的碰撞会使壳体出现局部凹陷，影响密封面的平整度；高温工况下壳体热胀冷缩不均，会导致密封槽变形，使密封件无法正常发挥作用。此外，设备内部结垢严重会导致压力升高，间接加剧壳体变形，进一步扩大泄漏风险。

（四）安装与维护不当

安装过程中，若密封面清理不彻底，残留杂质、油污等会影响密封效果，导致介质从密封面间隙泄漏；密封件安装时未按规范操作，如压紧力度过大导致密封件破损，或压紧力度不足导致密封面贴合不紧密，都会引发外漏。维护过程中，若更换的密封件型号不符、质量不合格，或对连接部位的检查保养不及时，也会增加外漏风险。

三、螺旋板换热器泄漏的现场检测方法

现场检测需结合泄漏类型（内漏/外漏）、设备结构特点及现场条件，选择操作简便、精准度高的检测方法，快速定位泄漏点并评估泄漏程度。以下是常用的现场检测技术：

（一）外漏现场检测方法

1. 肥皂水检漏法

该方法是zui常用、zui简便的外漏检测手段，适用于常压或低压工况下的密封面、连接法兰、螺栓接口等部位的检漏。操作步骤：先将待检测部位表面清理干净，确保无油污、水渍；关闭设备相关进出口阀门，从一侧接管口通入压缩空气（压力通常为0.1-0.2MPa），使设备内部保持一定压力；用毛刷将肥皂水均匀涂抹在可能泄漏的部位（如法兰密封面、垫片周边、螺栓连接处等）；观察涂抹区域，若出现连续气泡，说明该部位存在泄漏，气泡产生的速度和大小可初步判断泄漏量的大小。该方法成本低、操作灵活，但灵敏度较低，难以检测微小泄漏。

2. 压力衰减法

适用于检测设备整体密封性能，可初步判断是否存在外漏及泄漏程度。操作步骤：将设备进出口接管口密封，向设备内部通入压缩空气或氮气，加压至规定压力（通常为设计压力的0.8-1.0倍）；关闭加压阀门，保持压力稳定，记录初始压力值和时间；在规定时间内（通常为30-60分钟）持续监测压力变化，若压力下降速率超过允许范围，说明设备存在外漏；通过分段封堵、逐步排查的方式，可进一步定位泄漏区域。该方法需注意环境温度变化对压力的影响，必要时需进行温度修正。

3. 红外热成像检漏法

适用于高温介质或大尺寸设备的外漏检测，可实现非接触式快速检测。其原理是利用泄漏介质与环境的温度差异，通过红外热成像仪捕捉设备表面的温度分布图像。操作步骤：开启红外热成像仪，对设备壳体、连接部位、密封面等区域进行扫描；若存在外漏，泄漏介质会带走或释放热量，使泄漏点周边温度出现异常（高温介质泄漏表现为局部高温区，低温介质泄漏表现为局部低温区），在热成像图上形成明显的温度异常点，从而定位泄漏位置。该方法检测效率高、覆盖面广，可检测到微小泄漏，但受环境温度、设备表面保温层等因素影响较大。

（二）内漏现场检测方法

1. 灌水打压检漏法

该方法是内漏检测的经典手段，适用于现场条件有限的情况，可精准定位内漏点位置。操作步骤：首先对设备进行预处理，在换热器一端的同一个螺旋通道上按十字交叉形钻孔（钻孔时需避免铁屑掉入通道内），将钻孔一端朝下放置；从未钻孔的通道接入压力水泵，向设备内灌水并加压至规定压力（通常为设计压力的1.25倍）；保持压力稳定，观察钻孔部位，若有水流从某一层钻孔滴出，说明该层存在内漏；进一步在对应层未钻孔侧的封头割开观察孔，可精准确定内漏点的具体位置。该方法定位精准，但需对设备进行钻孔和割开封头，检测后需进行封堵和修复。

2. 气体压差检漏法

适用于检测两种介质不互溶的内漏情况，操作简便、无需破坏设备结构。操作步骤：将设备其中一个流道完全封堵，从另一个流道通入高压空气或氮气（压力根据设备工况确定）；在被封堵的流道出口处连接压力表或气体流量计；观察压力表读数或流量计数值，若压力表出现压力上升，或流量计检测到气体流出，说明存在内漏，气体通过内漏点从加压流道窜入封堵流道。该方法可快速判断是否存在内漏，但难以精确定位泄漏点。

3. 氦质谱检漏法

适用于对泄漏灵敏度要求高的精密设备或高温高压工况，是目前检测微小内漏zui精准的方法之一。操作步骤：将设备其中一个流道抽真空，在另一个流道内通入氦气（氦气分子体积小，易穿透微小缝隙）；使用氦质谱仪的吸枪探头对设备外部或抽真空侧进行扫描，若氦质谱仪检测到氦气信号，说明存在内漏，信号强度可反映泄漏量大小，通过移动探头可定位泄漏点位置。该方法灵敏度极高（可检测到0.1Pa·m³/s级的微小泄漏），但设备成本高、操作复杂，适用于重要设备的精密检漏。

4. 透光与着色检漏法

适用于设备停机检修时的内漏检测，可辅助定位板片破损部位。操作步骤：将换热器拆解，取出螺旋板片，清理板片表面的污垢和介质残留；对于透光检漏，将板片置于光源下，观察是否有透光点，透光点即为板片穿孔部位；对于着色检漏，将着色剂（如渗透剂）涂抹在板片一侧，静置一段时间后，擦拭干净表面多余着色剂，涂抹显像剂，若板片存在裂纹、穿孔等缺陷，着色剂会从缺陷处渗出，在显像剂上形成明显痕迹，从而定位泄漏点。该方法适用于板片表面缺陷的检测，需拆解设备，适用于停机维护阶段。

四、结语

螺旋板换热器的内漏与外漏故障，根源多与材料选型、制造工艺、操作工况及维护保养不当相关。现场检测需根据泄漏类型，灵活选用肥皂水检漏法、灌水打压法、氦质谱检漏法等技术，快速定位泄漏点并评估泄漏程度。在实际生产中，应坚持“预防为主、检测为辅”的原则，通过合理选型设备材料、严格控制操作工况、定期开展维护保养（如更换老化密封件、清理密封面、检查螺栓紧固情况等），减少泄漏故障的发生。同时，建立完善的泄漏检测机制，及时发现并处理泄漏问题，可有效保障设备稳定运行，降低生产风险，提高企业经济效益。