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板式换热器垫片材料怎么选：NBR、EPDM、HNBR 还是 FKM？

作者: HeatEx Direct 编辑团队
阅读时间: 8 分钟
板式换热器垫片材料怎么选：NBR、EPDM、HNBR 还是 FKM？

在可拆式板式换热器里，板片通常是不锈钢或钛，很少最先出问题。垫片是橡胶的。橡胶一旦溶胀、变硬或失去弹性，设备就会泄漏，所以垫片材料选得对不对，往往决定了一台板式换热器能不能胜任某个工况。选垫片首先是化学问题，其次才是温度问题。

本文比较大多数板式换热器垫片所用的四种橡胶：NBR、HNBR、EPDM 和 FKM，并列出要告诉供应商哪些信息，才能让对方报对材料。本站产品目录里有上海板换机械设备有限公司的可拆式板式换热器，可选 NBR、HNBR、EPDM、H-EPDM 和 FKM 垫片；也有金多邦和兰石换热的产品。具体工况可以通过询价表提交两种介质的数据。

1. 简要对比

下表汇总了板式换热器垫片制造商 Gislaved Gummi 发布的材料资料，以及 Heat Exchanger World 一份垫片指南给出的温度范围。

材料耐受良好避免接触一般温度范围
NBR（丁腈橡胶）水、矿物油、燃料、烃类溶剂、植物油和动物脂肪胺类、酮类、醛类、低分子酯类、有机酸、碱，以及盐酸、硝酸、硫酸等酸；臭氧约 -10 °C 至 110 °C
HNBR（氢化丁腈橡胶）与 NBR 相同的油类和烃类，耐热老化性能好得多与 NBR 相同的化学品；低温性能较差约 -10 °C 至 160 °C（蒸汽）
EPDM（三元乙丙橡胶）水、蒸汽、多种酸和碱（耐氢氧化钠极好）、醇类、二醇类、酮类、醛类、胺类矿物油、燃料、烃类溶剂和导热油、植物油和动物脂肪；硝酸等强氧化性酸约 -10 °C 至 150 °C；专用耐蒸汽牌号更高
FKM（氟橡胶）强酸、盐溶液、芳烃和导热油、氯代烃；合适的牌号也耐水和蒸汽碱、低分子酯类、酮类、醚类、醛类；胺类和氨，即使只有 ppm 级低至约 -15 °C，合适的牌号可在 200 °C 下长期使用

这些只是一般评价。每家垫片厂都有自己的胶料，各有各的限值，所以最终要以所报胶料的数据表为准。

2. 两种介质都要核对

在可拆式板式换热器里，每张垫片既密封自己这一侧的流道，又通过角孔处的密封圈，密封从这些角孔流过的另一种介质。所以每张垫片都会同时接触两种介质，而一个板束通常只用一种垫片材料。这种材料必须同时适合两种介质。

还要把其他会流经设备的东西都考虑进去：

  • 清洗剂。 写明清洗剂的种类、浓度、温度和清洗频率。垫片耐得住工艺介质，不代表耐得住清洗。
  • 水处理药剂。 Gislaved Gummi 提醒，很多缓蚀剂里含有的有机胺，以及乙醇胺和氨，即使只有 ppm 级也会侵蚀 FKM。FKM 的这种降解还可能在高温下导致不锈钢板片发生应力腐蚀开裂。
  • 异常工况。 如果在开车、冲洗或工艺异常时可能有别的介质进入设备，也要说明。

3. 温度：额定值和寿命

温度额定值是这种胶料能承受的最高温度，并不是说在这个温度下它的寿命和在较低温度下一样长。橡胶温度越高老化越快：变硬、产生永久变形，对板片的回弹力也越来越小。运行温度和额定值之间要留有余量，并请供应商说明在你的实际温度下垫片的预期寿命。

同一种材料，不同胶料的额定值也不一样。《Processing》杂志的一篇行业文章介绍过一种 EPDM 胶料，能在热水或蒸汽中以 175 °C 运行至少一年；还有一种用于海上油冷却器的 HNBR 牌号，可在最高 175 °C 下连续运行。这些是特定胶料，不是 EPDM 或 HNBR 的一般限值。用蒸汽加热的情况，请参考板式换热器能用蒸汽吗。

4. 油类和烃类：NBR 或 HNBR

润滑油、液压油和燃油冷却器通常用 NBR。它的弱点是耐热老化和耐臭氧。HNBR 耐受同样的介质，在高温下性能保持得好得多，所以用于高温油冷却器和油气工况。Gislaved Gummi 给出的 HNBR 牌号可用于最高 160 °C 的蒸汽，最低 -10 °C。《Processing》那篇文章还提到一点：热水和蒸汽对 HNBR 的损害可能比烃类更大，所以油冷却器的水侧同样要考虑。

碱、胺类、酮类或强酸工况，NBR 和 HNBR 都不合适。

5. 水、蒸汽和二醇：EPDM

EPDM 是集中供热、暖通空调、生活热水、乙二醇回路和很多蒸汽加热器的标准垫片。它耐水、蒸汽、氢氧化钠以及多种酸和胺类，也不受蒸汽系统常用缓蚀剂的影响。它不能用于油类、燃料、烃类溶剂、烃类导热油，也不能用于植物油和动物脂肪。

最后这一点常让买家吃亏。在食品厂水侧用得很好的垫片，如果产品里含有脂肪，可能很快就坏了，所以有油脂的食品工况需要换别的胶料。

6. 酸和高温腐蚀性工况：FKM

FKM 耐强酸、盐溶液、芳烃、导热油和氯代烃，合适的牌号也耐高温水和蒸汽。它比 NBR 和 EPDM 贵。它的弱点是碱、酯类、酮类、醚类、醛类、胺类和氨。因为耐酸而选 FKM 之前，要把清洗剂和水处理添加剂逐一对照这个清单检查。

7. 食品、饮料和制药工况

接触食品的垫片要用食品接触级胶料，并提供符合性声明。在欧盟，食品接触材料受第 1935/2004 号条例管辖，良好生产规范见第 2023/2006 号条例。在美国，重复接触食品的橡胶制品适用 FDA 21 CFR 177.2600。例如，阿法拉伐列出其垫片材料符合 FDA CFR Title 21 和上述两项欧盟条例。请供应商提供所报具体胶料的符合性声明，而不是对材料的笼统说明。

8. 粘接式还是卡扣式

垫片固定在板片上的方式有两种：用胶粘接，或者用卡扣把垫片卡在板片的密封槽里。免粘接的垫片更换时不用清除旧胶，现场换垫片更快。能用哪种方式由板片设计决定，所以备用垫片必须和板片匹配：卡扣式垫片装不到为粘接式设计的板片上。比如，阿法拉伐备件商城里就按板片型号列出了卡扣式、粘接式和胶带式垫片。

9. 备用垫片的存放

NBR 对臭氧敏感，备用的 NBR 垫片应装在密封塑料袋里，避光、避热存放。Gislaved Gummi 认为 EPDM 和 FKM 的耐臭氧性能极好，存放几年问题不大。无论哪种材料，都要按垫片厂的要求存放，并记录每套垫片的生产日期。备件规划请参考换热器备件采购指南。

10. 要告诉供应商的信息

项目需要提供的内容
两种介质名称、成分和浓度，包括微量成分
温度每侧的正常、最高和最低温度，包括开车和清洗时
压力每侧的操作压力和设计压力
清洗清洗剂、浓度、温度和频率
添加剂缓蚀剂、杀菌剂、乙二醇类型
食品接触需要符合的法规和声明
运行方式连续运行，还是频繁启停
现有设备如果是更换垫片，现在用的垫片材料和使用了多久

对买家意味着什么

选垫片要同时考虑两种介质和清洗过程，而不只是主要产品。油类用 NBR 或 HNBR；水、蒸汽和二醇用 EPDM；没有碱、胺和氨时，酸和高温烃类用 FKM。温度要留余量，并要求报价写明胶料牌号、附上数据表，这样多年以后订购备用垫片时，才能订到同样的材料。比较供应商时，可拆式板式换热器供应商审核清单列出了还应该问的其他问题。

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