SE1050608A1 - Värmeväxlare med förbättrad korrosionsbeständighet - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett plattpaket till en plattvärmeväxlare och en plattvärmeväxlare tillverkade av material med förbättrade antikorrosionsegenskaperför höggradigt korrosiva vätskor såsom saltsyra.

Description

20 25 30 Tantal är en metall som är mycket korrosionsbeständig mot många vätskor och det är känt att värmeväxlare tillverkas av denna metall. Tantal är dock en dyr metall som är betydligt svagare mekaniskt än andra kända material för användning i värmeväxlare såsom rostfritt stål. Därför måste tjockare plattor användas som motstår de mekaniska påkänningar som en värmeväxlare tillverkad av tantal utsätts för.

WO 92/ 16310 redogör för en metod för ytskydd av värmeväxlarplattor i en värmeväxlare där plast används som ytskyddsmaterial. Enligt metoden introduceras ett gasformigt medium innehållande plasten i den monterade plattvärmeväxlaren, där plasten sedan bildar ett skikt på värmeväxlarplattornas ytor.

GB 1 112 265 redogör för tub- och rörvärmeväxlare i kontakt med höggradigt korrosiva media. l dokumentet redogörs för att de monterade plattorna kan vara belagda eller fodrade med tantal och att rören kan vara tillverkade av tantal.

WO 96/06705 redogör för hellödda värmeväxlare som är beständiga mot korrosiva media tack vare att lödfogarna mellan plattorna skyddas av en beläggning som är beständig mot korrosiva media. Plattorna är tillverkade av rostfritt stål, lödmetallen är hårdlod och skyddsbeläggningen som skall täcka lödfogarna är en metall som tenn eller silver.

US 2010/0051246 redogör för en korrosionsbeständig processvärmeväxlare för höga temperaturer och höga tryck, där det tertiära systemets kylmedelskanalers ytor på värmeväxlarflänsar och värmeväxlarplattor, som kommer i kontakt med svavelsyra och/eller sulfit, är behandlade genom jonstrålebeläggning och jonstrålemixning med användande av ett material som har hög korrosionsbeständighet, såsom SiC, Al2O3, kiselstål och tantal.

JP 4 334 205 redogör för en plattvärmeväxlare med plattor tillverkade av titan, rostfritt stål, koppar, nickel eller legeringar av dessa. För att undertrycka eluering av elektrodmaterial från en platta ytbehandlas minst 30% av värmeväxlarplattans elektrodområden vid sidan av en kylvattenpassage. Ytbehandlingen kan bestå av platinaoxid, mangan, tantal, tenn osv.

EP 110 311 redogör för en plan värmeväxlarplatta bestående av två plattor som kan vara ytbehandlade med tantal eller en tantallegering och har minst en kanal. De 10 15 20 25 30 två plattorna fästs mot varandra så att de bildar en plan värmeväxlarplatta med användning av en vidhäftande beläggning.

Det är önskvärt att hitta nya sätt att säkerställa mer korrosionsbeständiga värmeväxlare för att kunna hantera höggradigt korrosiva media och förlänga värmeväxlarnas livslängder. Det är också önskvärt att kunna tillverka korrosionsbeständiga värmeväxlare av billigare basmaterial som har goda mekaniska egenskaper och som är enkla och effektiva att montera permanent. Det är också önskvärt att värmeväxlarnas samtliga delar, såsom t.ex. både plattor och fogar som står i kontakt med en höggradigt korrosiv vätska, är korrosionsbeständiga i lika hög grad. Vidare är det önskvärt att uppnå mer utmattnings- och korrosionsbeständiga interna delar i värmeväxlare som står i kontakt med höggradigt korrosiva vätskor. Det är även önskvärt att hitta korrosions- och utmattningsbeständiga material för applicering på insidan av plattvärmeväxlare, där sagda material uppvisar god vidhäftningsförmåga. Vidare är det även önskvärt att uppnå en god eller förbättrad värmeöverföring i plattvärmeväxlaren.

Sammanfattninq av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att lösa ovan nämnda problem. Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla goda mekaniska egenskaper och hög korrosionsbeständighet hos alla delar av värmeväxlaren som står i kontakt med höggradigt korrosiva vätskor. Det är även ett syfte med föreliggande uppfinning att uppnå god värmeöverföring.

Detta syfte uppnås med ett permanent sammanfogat plattpaket till en plattvärmeväxlare ytbehandlad med en tantalhaltig beläggning överallt på insidan, såsom på både plattor och i fogar, på minst en av plattpaketets flödessidor. Genom att applicera en beläggning som innehåller tantal kan höggradigt korrosiva media såsom saltsyra användas i en plattvärmeväxlare utan snabb nedbrytning av värmeväxlaren.

Föreliggande uppfinning avser ett permanent sammanfogat plattpaket till en plattvärmeväxlare tillverkad av rostfritt stål eller kolstål där alla ytor på minst en av plattpakets flödessidor har en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig 10 15 20 25 30 förening. Föreliggande uppfinning avser även en plattvärmeväxlare omfattande sagda plattpaket.

Ett utförande av en plattvärmeväxlare i enlighet med föreliggande uppfinning inkluderar att värmeväxlaren har ramar och/eller monteringsplattor som utgör en del av minst en av värmeväxlarens flödessidor och att sagda ramar och/eller monteringsplattor är tillverkade av tantal, eller av rostfritt stål eller kolstål med en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening, företrädesvis rostfritt stål eller kolstål med en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening, mer företrädesvis rostfritt stål med en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening.

Ett annat utförande av en plattvärmeväxlare i enlighet med föreliggande uppfinning är när plattvärmeväxlaren är permanent sammanfogad och tillverkad av rostfritt stål eller kolstål där alla ytor på minst en av plattpakets flödessidor har en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening.

Detalierad beskrivninq av uppfinningen Konventionella permanent sammanfogade plattpaket eller plattvärmeväxlare kan göras mer korrosionsbeständiga än de var från början med hjälp av föreliggande uppfinning.

En plattvärmeväxlare består av flera, tunna metallplattor med mycket stor sammanlagd yta och vätskegenomströmningspassager som möjliggör värmeöverföring. En plattvärmeväxlare har minst två inlopp och två utlopp för att vätskorna skall kunna bli värmeväxlade. Ytterligare vätskor kan användas och kräver då ytterligare inlopp och utlopp i värmeväxlaren. Plattvärmeväxlare består av ett antal värmeväxlarplattor. Dessa värmeväxlarplattor utgör vad som kallas ett plattpaket i värmeväxlaren. Värmeväxlarplattorna är tillverkade av tunn metallplåt och är ofta försedda med korrugeringar eller andra utbuktningar i sina värmeöverförande delar, vilka i en värmeväxlare ligger an mot varandra med hjälp av stor kraft över ett stort antal kontaktpunkter fördelade över de värmeöverförande delarna.

Värmeväxlarplattorna monteras sedan så att mellanrum bildas mellan plattorna.

Dessa plattmellanrum är avsedda att genomströmmas av minst en värmeväxlingsvätska. I en plattvärmeväxlare strömmar de till antalet minst två 10 15 20 25 30 vätskorna genom intilliggande mellanrum så att värmeöverföring skall kunna ske.

Dessa mellanrum mellan plattorna avsedda för genomströmning av en av vätskorna, betraktas i föreliggande applikation som utgörandes en del av en flödessida. I föreliggande applikation är uttrycket flödessida förbundet med konstruktionen av en värmeväxlare eller ett plattpaket för vätskor, dvs. genomströmningspassagerna.

Eftersom minst två vätskor används i en plattvärmeväxlare, har denna minst två flödessidor, en flödessida för en varm vätska och en flödessida för ett kallt medium.

För varje flödessida betraktas alla delar i ett plattpaket eller en värmeväxlare som står i kontakt med antingen den varma eller den kalla strömmande vätskan såsom tillhörandes den aktuella flödessidan, dvs. plattor, plattmellanrum, fogar, anslutningar, inlopps- och/eller utloppsöppningar i ramar eller monteringsplattor. I ett plattpaket eller en plattvärmeväxlare i enlighet med föreliggande uppfinning är minst en av flödessidorna avsedd för höggradigt korrosiva vätskor under användning.

Med föreliggande uppfinning kan enkla, styva basmaterial användas till värmeväxlare, såsom rostfritt stål och kolstål, och med en tantalhaltig beläggning göras korrosionsbeständiga mot höggradigt korrosiva vätskor. Med föreliggande uppfinning kan även andra delar av plattpaketet eller värmeväxlaren, såsom fogarna som kan vara mer känsliga delar av plattvärmeväxlaren till följd av t.ex. svetsning vid värmeväxlarens montering, beläggas med ett korrosionsbeständigt material. Även fogarna kan vara känsliga delar i värmeväxlaren till följd av mjuklödning, fusionssvetsning eller hårdlödning vid värmeväxlarens montering. Termen fusionssvetsning avser användningen av ett järnbaserat hårdlödningsmaterial i enlighet med vad som sägs i t.ex. EP 1 347 859 B1 och WO 02/098600. Vid montering av en värmeväxlare med hjälp av mjuklödning, fusionssvetsning eller hårdlödning kan fogarna vara gjorda av ett annat material än plattorna. Under monteringsprocessen appliceras mjuk- eller hårdlödningsmaterial på plattorna så att det täcker plattorna helt eller delvis, och vid monteringen kan mjuk- eller hàrdlödningsmaterialet komma att blandas med ytterligare beläggningar på plattmaterialet eller i vissa fall även med plattmaterialet självt och därigenom skapa mer korrosionskänsliga delar i värmeväxlaren. Eftersom minst båda plattorna och fogarna i ett plattpaket eller en plattvärmeväxlare i enlighet med föreliggande uppfinning är belagda, blir värmeväxlaren mer korrosionsbeständig. Därigenom kan 10 15 20 25 30 fogarna eller områdena pà plattorna intill fogarna inte längre utgöra en svag länk för värmeväxlaren.

I enlighet med ett utförande av föreliggande uppfinning är permanent monterade plattvärmeväxlare eller plattpaket till plattvärmeväxlare, tillverkade av rostfritt stål eller kolstål, belagda med en tantalhaltig förening. Plattpaketen eller plattvärmeväxlarna kan t.ex. vara permanent monterade med hjälp av svetsning, mjuklödning, fusionssvetsning eller hàrdlödning. En tantalhaltig förening introduceras i värmeväxlaren i åtminstone de plattmellanrum som är avsedda för genomströmning av en av de två värmeväxlarvätskorna, dvs. åtminstone en av flödessidorna avsedd för användning av höggradigt korrosiva vätskor under användning. Inuti värmeväxlaren eller plattpaketet avsätts den tantalhaltiga föreningen pà alla ytor på åtminstone en av flödessidorna i värmeväxlaren eller plattpaketet, dvs. på plattor, fogar och andra delar avsedda att stå i kontakt med värmeväxlarvätskor.

Användningen av en tantalhaltig förening i enlighet med föreliggande uppfinning ger ett plattpaket eller en plattvärmeväxlare med mycket goda egenskaper. Tantal uppvisar bättre värmeöverföringsegenskaper än plast, som inte betraktas som ett termiskt ledande material. I enlighet med föreliggande uppfinning är det viktigt att kunna introducera en beläggning som inte försämrar värmeöverföringen. Tantal uppvisar goda värmeöverföringsegenskaper. Vidare är den tantalhaltiga beläggningen i enlighet med föreliggande uppfinning kemiskt bunden till materialen i plattpaketet och plattvärmeväxlaren. Den tantalhaltiga föreningen binds genom att bilda legering med sagda material. En sådan legeringsbindning ger upphov till mer utmattningsbeständiga plattpaket och värmeväxlare jämfört med t.ex. värmeväxlare som är belagda med plastmaterial. Eftersom tantal delvis bildar en legering med materialet är vidhäftningen överlägsen. Det underlättar för den tantalhaltiga beläggningen att följa plattans och fogmaterialens rörelser till följd av termiska och tryckrelaterade förändringar inom plattvärmeväxlaren när den tas i eller ur drift samt även under drift. Den tantalhaltiga beläggningen har en gradvis övergång av föreningar inom sig själv. När ett tvärsnitt av den tantalhaltiga beläggningen studeras, uppvisar den intermediära fasen närmast värmeväxlarmaterialet, t.ex. en platta, en legering av den tantalhaltiga föreningen och plattmaterialet, varefter följer en gradvis övergång till enbart den den tantalhaltiga föreningen, vilken därefter gradvis övergår 10 15 20 25 30 till tantaloxid, eftersom den yttre ytan av den tantalhaltiga föreningen oxideras.

Eftersom inte hela den tantalhaltiga beläggning som appliceras på delar av en värmeväxlare bildar en legering med sagda delar, anses den tantalhaltiga föreningen vara delvis legerad med värmeväxlarens delar.

Tantalbeläggningens filmtjocklek får inte bli så stor att det påverkar värmeöverföringsegenskaperna negativt, eftersom en större barriär till följd av ökad plattjocklek mellan värmeväxlingsvätskorna minskar värmeöverföringen. Är filmtjockleken för liten kan det hända att beläggningens effekt inte varar så länge som tänkts när den står i kontakt med en höggradigt korrosiv vätska.

I enlighet med föreliggande uppfinning beläggs insidan av ett plattpaket eller en värmeväxlare med en tantalhaltig förening med hjälp av en deponeringsprocess med kemiska reaktanter i vätskeform. Metoden för att belägga permanent sammanfogade plattpaket eller värmeväxlare i enlighet med föreliggande uppfinning, omfattar följande steg: 1) Introduktion av kemiska reaktanter i gas- eller ångfas i sagda plattpaket eller värmeväxlare på minst en av värmeväxlarens flödessidor, där minst en av reaktanterna är en reaktant innehållande tantal. 2) Bildande av en solid film bestående av en tantalhaltig förening på ytorna i sagda plattpaket eller värmeväxlare genom reaktionen mellan de kemiska reaktanterna i gas- eller ångfas.

Appliceringsprocessen avser bildandet av en ickeflyktig solid film på ett substrat, i det aktuella fallet delar av ett plattpaket eller en värmeväxlare, från reaktionen mellan kemiska reaktanter i gas- eller ångfas, där minst en av reaktanterna är en reaktant innehållande tantal. Processen genomförs i en reaktionskammare, i vilken reaktanterna introduceras i gas- eller ångfas för att bryta ned och reagera med substratet, eller i fallet med multipla appliceringar det tidigare applicerade skiktet, för att bilda filmen. Inuti reaktionskammaren tvingas reaktanterna in i plattpaketet eller värmeväxlaren. I ett utförande utgörs den tantalhaltiga reaktanten i vätskeform av tantalpentaklorid.

Appliceringsprocessen som beskrivs ovan kan även användas för delar av en värmeväxlare, såsom ramar eller monteringsplattor, som inte utgör delar av en permanent sammanfogad värmeväxlare. Sådana belagda ramar eller plattor kan sedan användas tillsammans med ett permanent sammanfogat plattpaket belagt i enlighet med föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 Processen för applicering av den tantalhaltiga föreningen görs företrädesvis genom Chemical Vapor Deposition (CVD) eller Atomic Layer Deposition (ALD), företrädesvis genom CVD.

En grundläggande CVD-process omfattar följande steg: 1) En fördefinierad blandning av reaktanter i gasform utspädd med inerta gaser introduceras med ett visst flöde i reaktionskammaren. 2) Gasblandningen rör sig mot substratet. 3) Reaktanterna adsorberas på substratets yta. 4) Reaktanterna genomgår kemiska reaktioner med substratet varvid filmen bildas. 5) De gasformiga biprodukterna från reaktionerna desorberas och ventileras ut från reaktionskammaren.

Tillväxten av materialskikten vid ALD omfattar att upprepa följande karakteristiska fyra steg: 1) Exponering för den första prekursorn. 2) Luftning eller ventilering av reaktionskammaren för att avlägsna ej reagerade prekursorer och gasformiga biprodukter från reaktionen. 3) Exponering för den andra prekursorn - eller annan behandling för att aktivera ytan än en gång för reaktion med den första prekursorn. 4) Luftning eller ventilering av reaktionskammaren. Varje reaktionscykel lägger till en given mängd material på ytan, kallat tillväxten per cykel. För att anlägga ett materialskikt upprepas reaktionscykeln så många gånger som krävs för den önskade filmtjockleken.

I ett utförande omfattar metoden att belägga en permanent sammanfogad plattvärmeväxlare tillverkad av rostfritt stål eller kolstål följande steg: 1) Introduktion av kemiska reaktanteri gas- eller ångfas i sagda värmeväxlare på minst en av värmeväxlarens flödessidor, där minst en av reaktanterna är en förening innehållande tantal. 2) Bildande av en solid film innehållande tantal på ytorna i sagda heat värmeväxlare genom reaktionen mellan de kemiska reaktanterna i gas- eller ångfas, där steg 1) och 2) företrädesvis utförs vid en temperatur på 600-1000°C, mer företrädesvis 700-900°C.

I ett annat utförande av föreliggande uppfinning utförs steg 1) och 2) vid atmosfärstryck, subatmosfäriskt tryck eller mycket lågt tryck.

I enlighet med föreliggande uppfinning är det viktigt att värmeväxlarplattorna i ett plattpaket eller en plattvärmeväxlare inte bara är permanent sammanfogade till varandra längs sina perifera delar, det är även viktigt att ett antal kontaktytor i deras värmeväxlande delar är permanent sammanfogade. Om plattorna bara är 10 15 20 25 30 sammanfogade längs sina perifera delar, kan andra kontaktytor röra sig eller bringas ur läge under användning. Är bara kontaktytorna längs de perifera delarna permanent sammanfogade, kan plattorna separera vid några ej permanent sammanfogade kontaktytor under användning när plattvärmeväxlaren t.ex. trycksätts på en av vätskeflödessidorna. I fallet med kontaktytor som flyttas vid t.ex. trycksättning, skulle en belagd värmeväxlare som inte är sammanfogad vid alla kontaktytor på vätskeflödessidan då ha obelagda ytor exponerade för vätskan i värmeväxlaren, vilket skulle kunna resultera i korroderade ytor om den använda vätskan är korrosiv. Det är därför viktigt att alla kontaktytor mellan plattorna, där kontaktytorna står i kontakt med eller omges av en korrosiv vätska, är permanent sammanfogade med hjälp av svetsning, mjuklödning, fusionssvetsning eller hårdlödning.

Ett permanent sammanfogat plattpaket till en plattvärmeväxlare såsom redovisas här skall tolkas som ett ej åtkomligt plattpaket där minst alla kontaktytor mellan plattor som står i kontakt med en korrosiv vätska är permanent sammanfogade. Eftersom plattpaketet inte är åtkomligt skall detta tolkas som att det kompletta plattpaketet inte kan demonteras på något som helst sätt.

Ett sådant plattpaket i enlighet med föreliggande uppfinning kan användas i en plattvärmeväxlare med t.ex. ramar och/eller monteringsplattor av valfritt material, så länge dessa inte kommer i kontakt med den korrosiva vätskan på någon av flödessidorna. Om t.ex. ramar eller monteringsplattor utgör en del av minst en av flödessidorna av värmeväxlaren som står i kontakt med en höggradigt korrosiv vätska, skall sagda ramar och/eller monteringsplattor företrädesvis vara tillverkade av tantal, eller av rostfritt stål eller kolstål med en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening på åtminstone de delar av åtminstone denna minst ena flödessida av värmeväxlaren. Till sådana ramar och/eller monteringsplattor används företrädesvis rostfritt stål eller kolstål med en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening, mer företrädesvis rostfritt stål med en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening.

En permanent sammanfogad plattvärmeväxlare såsom redovisas här skall tolkas som en ej åtkomlig värmeväxlare där minst alla kontaktytor mellan plattor som står i kontakt med en korrosiv vätska är permanent sammanfogade. Eftersom 10 15 20 25 30 10 plattvärmeväxlaren inte är åtkomlig skall detta tolkas som att plattvärmeväxlaren inte kan demonteras. För en plattvärmeväxlare innebär detta att varken ramar eller monteringsplattor som omger ett plattpaket och skall stå i kontakt med minst en korrosiv värmeväxlingsvätska kan demonteras. Den permanent sammanfogade plattvärmeväxlaren i enlighet med föreliggande uppfinning är, vad avser de delar som står i kontakt med minst en vätska, t.ex. en korrosiv vätska, omöjlig att demontera på något sätt. Uttrycken "permanent sammanfogade” och ”permanent monterade" betraktas i samband med plattpaket och värmeväxlare såsom synonyma inom ramen för föreliggande applikation.

Föreliggande uppfinning avser applicering av en solid film av en tantalhaltig beläggning på ytor inom permanent sammanfogade plattpaket eller plattvärmeväxlare. Den tantalhaltiga föreningen som används som beläggning, företrädesvis metalliskt tantal, tantaloxid och/eller tantalnitrid, appliceras på de ytor i värmeväxlaren som skall stå i kontakt med en höggradigt korrosiv vätska. I ett adekvat utförande utgörs den tantalhaltiga föreningen av metalliskt tantal och/eller tantaloxid, företrädesvis metalliskt tantal. Består tantalbeläggningen av metalliskt tantal, kommer självfallet den övre delen av beläggningen att oxideras och därmed utgöras av tantaloxid, och den under delen av beläggningen är då legerad med materialet i det permanent sammanfogade plattpaketet eller plattvärmeväxlaren.

De permanent sammanfogade plattpaketen eller permanent sammanfogade värmeväxlarna belagda i enlighet med föreliggande uppfinning är tillverkade av rostfritt stål eller kolstål. Rostfritt stål och kolstål betraktas som material med goda mekaniska egenskaper. De permanent sammanfogade plattpaketen eller permanent sammanfogade värmeväxlarna monteras med hjälp av svetsning, mjuklödning, fusionssvetsning eller hårdlödning, företrädesvis fusionssvetsning eller hårdlödning.

Hårdlödning utförs företrädesvis med användande av koppar som hårdlödningsmaterial. Värmeväxlaren är företrädesvis tillverkad av rostfritt stål och monterad med hjälp av svetsning, fusionssvetsning eller hårdlödning, företrädesvis fusionssvetsning eller kopparlödning. l enlighet med föreliggande uppfinning har den tantalhaltiga beläggning som appliceras på ytorna på åtminstone en av flödessidorna avsedd för användning av höggradigt korrosiva vätskor, företrädesvis en filmtjocklek på omkring 1-125 pm, 10 15 20 25 30 11 företrädesvis 1-50 pm, mer företrädesvis 10-40 um och ännu mer företrädesvis 15- 25 um.

Exempel Två kopparlödda rostfria stålenheter, CB14, och två Alfa Fusion rostfria stålenheter, AN14, från Alfa Laval behandlades med hjälp av CVD-processen för att ges en tantalbeläggning. De konventionella Alfa Fusion-enheterna, AN14, användes som referens. Alla enheterna innehöll plattor av rostfritt stål, kopparlödda i CB14 och fusionssvetsade i AN14.

Process: Tantal får reagera med klorgas för att bilda TaCl5. Gasen leds in i en vakuumugn vid 850°C där TaCl5 reagerar med åtkomliga ytor (rostfritt stål, koppar, kolstål, grafit osv.) för att bilda en CVD-beläggning av tantal. Gasens tryck var omkring 25 mbar, och processen pågick i omkring 8 timmar.

Det klor som frigörs vid processen reagerar med väte och bildar klorvätegas som leds ut från processen och neutraliseras med natriumhydroxid.

TaCl5-gasen leds från den centrala rörledningen till enheterna. De små, hängande brickorna som monterats på in- och utloppen används för att utvärdera tantalskiktets tjocklek. Enligt en Vägning av brickorna som gjordes före och efter processen var tantalskiktets genomsnittliga tjocklek omkring 45 um inloppet och 38 um i utloppet.

Analys: Enheterna som CVD-behandlats med tantal (CB 14 och AN 14) korrosionstestades med 75°C saltsyra under 48 timmar. Saltsyran som användes under testet uppvisade praktiskt taget ingen färgförändring efter att ha återcirkulerats i de tantalbehandlade enheterna. De tantalbelagda CB 14- och AN 14-enheterna uppvisade inget läckage eller andra tecken på korrosionsskador under eller efter korrosionstestet. Efter korrosionstestet trycktestades enheterna med tryckluft vid 8 bar. Inga externa eller interna läckor konstaterades i enheterna. 10 15 20 12 En konventionell AN14-enhet korrosionstestades också med saltsyra. I den konventionella AN14-enheten reagerade saltsyran kraftigt med de rostfria stàlytorna under avgivande av vätgas, och syran måste fyllas på ett par gånger på grund av förbrukning. En kraftig grön missfärgning av syran till följd av järnklorid konstaterades i standardenheten. Den konventionella AN14-enheten uppvisade inget läckage efter 90 minuter, men efter 6 timmar konstaterades ett stort antal stora läckor.

Efter korrosionstesterna skars enheterna upp och tvärsnitt av ytorna preparerades metallografiskt och undersöktes i mikroskop. De tantalbehandlade enheterna skars upp och fyra tvärsnitt undersöktes från varje enhet. CB 14-enheten uppvisade mycket god vidhäftning mellan koppar och tantal på alla undersökta platser. CB 14-enheten uppvisade något bättre vidhäftning mellan koppar och tantal än mellan rostfritt stål och tantal i AN 14-enheten. En förklaring till detta kan vara att ytan i AN 14-enheten kan ha varit förorenad eller, i mindre utsträckning, på grund av den större ytråheten iAN 14-enheten.

Tantalskiktets tjocklek varierade från omkring 105-125 um i områdena kring inloppet till strax över 10 um på det diagonalt största avståndet från inloppet på AN 14-enheten.

Tantalskiktets tjocklek varierade från omkring 150 pm i inloppet till tunt, högst sannolikt mindre än 5 pm på det diagonalt största avståndet från inloppet på CB 14- enheten.

Claims (8)

Krav

1. Ett permanent sammanfogat plattpaket till en plattvärmeväxlare tillverkad av rostfritt stål eller kolstål k ä n n e t e c k n a t av att alla ytor på minst en av plattpakets flödessidor har en legeringsbunden beläggning av en solid tantalhaltig förening applicerad i gas- eller ångfas .

2. Ett permanent sammanfogat plattpaket i enlighet med krav 1, där den tantalhaltiga föreningen utgörs av metalliskt tantal, tantaloxid och/eller tantalnitrid, företrädesvis metalliskt tantal och/eller tantaloxid, mer företrädesvis metalliskt tantal.

3. Ett permanent sammanfogat plattpaket i enlighet med krav 1 eller 2, där plattpaketet är monterat med hjälp av svetsning, fusionssvetsning eller hårdlödning, företrädesvis fusionssvetsning eller kopparlödning.

4. Ett permanent sammanfogat plattpaket i enlighet med något av kraven 1-3, där plattpaketet är tillverkat av rostfritt stål och monterat med hjälp av svetsning, fusionssvetsning eller hårdlödning, företrädesvis fusionssvetsning eller kopparlödning.

5. Ett permanent sammanfogat plattpaket i enlighet med något av kraven 1-4, där beläggningen av en tantalhaltig förening har en tjocklek på omkring 1-125 pm, företrädesvis 1-50 pm, mer företrädesvis 10-40 pm och ännu merföreträdesvis 15- 25 pm.

6. En plattvärmeväxlare, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett plattpaket av den typ som definieras i något av kraven 1-5.

7. En plattvärmeväxlare i enlighet med krav 6, där sagda värmeväxlare har ramar och/eller monteringsplattor som utgör en del av minst en av värmeväxlarens flödessidor och att sagda ramar och/eller monteringsplattor är tillverkade av tantal, eller av rostfritt stål eller kolstål med en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening, företrädesvis rostfritt stål eller kolstål med en legeringsbunden 23 beläggning av en tantalhaltig förening, mer företrädesvis rostfritt stål med en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening.

8. En piattvärmeväxlare i enlighet med krav 7, där plattvärmeväxlaren är permanent sammanfogad och tillverkad av rostfritt stål eller kolstål där alla ytor på minst en av plattpakets flödessidor har en legeringsbunden beläggning av en tantalhaltig förening.