气温骤降致不锈钢换热管面临多重考验 专业防护筑牢生产安全防线

时间:01/19/2026 15:53:42

   全国多地气温持续走低,部分地区出现极端低温天气。作为化工、能源、食品加工等行业核心换热设备的关键部件,不锈钢换热管在低温环境下面临材质性能波动、运行故障风险上升等多重挑战,相关企业纷纷启动冬季专项防护预案,保障生产稳定运行。

   低温对不锈钢换热管的影响首先体现在材质力学性能的变化上。据材料力学检测数据显示,随着温度降低,不锈钢的强度虽会显著提升,但韧性和抗冲击能力却呈下降趋势。以上海艾克森股份有限公司技术检测数据为例,常用的316L奥氏体不锈钢换热管在-196℃低温环境下,屈服强度较室温时增幅达123%,但断裂韧性下降10%,断口形态从纯韧性韧窝结构转变为韧窝与解理面共存的混合断裂形态,冷脆断裂风险显著增加。

   不同材质不锈钢换热管的低温适配性差异明显。业内专家指出,奥氏体不锈钢如304L、316L凭借含镍、钼等合金元素的成分优势,韧脆转变温度低于-200℃,无明显低温脆化现象,是低温工况的优选材质;而铁素体、马氏体不锈钢如SUS410、SUS430在低温下冲击值骤降,易发生低温脆裂,需严格限制使用场景。低温环境还可能诱发奥氏体不锈钢的相变反应,当温度低于-40℃且变形量超过15%时,部分奥氏体将转变为马氏体,导致管材磁导率上升,同时产生体积膨胀,加剧管体应力集中。

   介质冻结与热应力损伤成为低温下不锈钢换热管运行的主要安全隐患。若换热介质为水基流体,低温易导致介质冻结体积膨胀,直接撑裂管体及连接处;即使未发生完全冻结,局部介质停滞也会引发管材局部低温腐蚀,加速管壁减薄。某LNG项目曾出现管道弯头因温差从20℃骤降至-162℃,产生650MPa热应力超过材料屈服强度而开裂的案例,凸显了温度梯度控制的重要性。此外,低温下密封件弹性下降易导致泄漏,保温层破损则会加剧局部散热,形成低温死角,进一步放大安全风险。

   针对低温挑战,各企业纷纷采取针对性防护措施。在介质管理方面,按最低气温精准配制防冻液,-10℃时乙二醇防冻液浓度不低于30%,-20℃时不低于40%,并预留5-8℃冰点安全余量,每季度检测浓度、冰点及pH值确保有效性。设备防护上,采用"矿物棉+气凝胶毡+铝箔保护层"三层保温结构,关键部位缠绕自限温电热带,通过温度传感器与PLC系统实现3℃自动启动、8℃停止的恒温控制,杜绝局部低温冻伤。

   操作规范优化同样不可或缺。企业严格遵循"先冷后热、缓慢升温"启停原则,控制温差不超过50℃/h,避免热应力冲击;运行中确保介质入口温度不低于5℃,短期停用设备保持介质低速循环,长期停用则彻底排空介质并以干燥压缩空气吹扫流道。同时加强定期检测,采用磁性检测法监测马氏体转变量,通过渗透检测排查表面裂纹,及时处理焊接缺陷、残余应力等潜在隐患。

   行业人士提醒,随着极端低温天气频发,企业需强化不锈钢换热管全生命周期管理,优先选用低温适配材质,完善保温加热系统,严格执行低温操作规范。通过科学防护不仅能降低故障风险,更能延长换热管使用寿命,为冬季生产安全筑牢防线。


浙江华田特种材料有限公司

浙江华田不锈钢制造有限公司

温州华田不锈钢有限公司

生产基地一:浙江洞头南塘工业区长欣路10号

生产基地二:浙江松阳江南工业区江南路1号

生产基地三:浙江温州龙湾高新园区直上路488号

13806681005(总经理)
0578-8076666
sales@zjhuat.com

扫码浏览网页