PHE行业是特材中薄板片市场中常见板块，其原理是通过一系列冲压成波纹形状的金属片，叠装而成的一种高效换热设备。板片之间形成薄矩形通道，两侧液体或者蒸汽通过材料波纹进行非接触式热量交换。PHE是液—液、液—汽进行能量交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。

图1.PHE板片及流道图

  针对PHE行业，普通的304及316L使用量最大，占整个市场的90%以上，主攻民用行业，包括制冷，楼宇供暖等行业，应用成熟且市场稳定；而本文要介绍的特殊材料，则主要用于海水，化工等介质更为复杂的工况之下。特材种类繁多，如何在不同的复杂工况下，结合材料价格，使用环境，加工工艺等多方面因素，选取性价比最高的材料，对于PHE行业从业者及材料商，都是值得研究的方向。

1、超级不锈钢系列

  超级不锈钢系列应用非常广泛。在板换领域主要应用的品种有254SMo以及904L，在以上两种材料成熟之前，AL6XN及8926,8367等合金也曾有一段时间使用；目前市场上最常见的254SMo是通过将Mo含量提升到6%、对316型进行改良的超低碳高级不锈钢，其具有优良的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能，适用于海水、含盐水、无机酸等介质，在船用，海水养殖行业应用非常广泛。

  而904L则是一种兼顾了价格与耐蚀性的高性价比的超级奥氏体不锈钢，特别适合一般的硫酸、磷酸等酸类和卤化物（含Cl-、F-）。其具有良好的耐应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀性能。对于某些浓度不高的硫酸环境，某些工况下可以和254SMO替代使用，但在高温介质中（80℃以上），比254具有更广泛的应用。

2、纯镍板（Ni201）

  含镍99％以上的纯镍板。主要用于高浓度（50％~70％）、高温的碱性溶液（NaOH、KOH等）。可以这样认为，纯碱无论浓度温度，使用镍材皆可。但是在选用需要注意的是，其对微咸海水等氯化物引起的缝隙腐蚀比较敏感；另外在使用过程中需要注意加工性能，由于日本制铁产地为了保证冲压性能，非常非常软（HV90左右），相当于平时材料硬度的一半，因此在加工压制的时候，要格外注意。

3、哈氏合金

  哈氏合金镍基合金的代表作之一，其中应用最广泛的是C276，被称为合金中的“万金油”，在多数腐蚀介质下都有良好的耐蚀表现，其几乎不受氯离子或者氯化物的影响，另外对各种浓度的硫酸耐蚀性极好，是可用于热浓硫酸的少数几种材料之一；其还广泛用于有机酸（如甲酸、醋酸）、高温HF酸和一定浓度的盐酸（＜40％）、磷酸(≤50％)；氯化物、氟化物和有机溶剂（如甲醇、乙醇），可以这样说，对于拿不准的介质，可以试试C276“网红合金”。

  另外在板换行业，还会用到哈氏合金 C2000及BC-1。

  哈氏合金C2000合金被称耐氧化性和还原性的“双面手”，性能全面，在氧化和还原环境中均具有优秀的耐均匀腐蚀能力。与C-276合金相比，对局部腐蚀和应力腐蚀开裂的抵抗能力也更好，但价格是C276的两倍，且材料分切配料损耗平摊成本也不及C276，因此虽有应用，但成本因素仍需推广。

  对于BC-1® (UNS N10362)合金是美国哈氏公司的专利产品，与哈氏C系列合金相比，BC-1有更高的耐盐酸和硫酸腐蚀性能，极度耐点腐蚀和缝隙腐蚀。甚至BC-1合金能耐暴露在氧化环境的还原性酸腐蚀，最高使用温度可达427℃。由于BC-1的价格略高，仍需要进一步推广，但在某些环境下应用仍可以继续扩展。

4、钛及钛合金。

  纯钛材在空气中氧化能自然生成钝化保护膜，且如果一旦被破坏，具有“自愈性”，故耐蚀性比不锈钢好，是适合含氯介质（Cl-浓度＞200mg-L，温度≤130℃）的典型材料。在不超过120℃的海水和其他氯化物（如CaCl2）溶液中，腐蚀可忽略不计。一般可用于135℃以下的海水和165℃以下各种浓度的盐水(NaCl)。钛在沸点以下的有机酸（如浓硝酸、浓碳酸等）和稀碱液中，耐蚀性能也良好。

  但钛材也有短板，在H2SO4、HCl、HF和王水等中的耐蚀性很差。在高温(120℃以上)的某些浓氯化物溶液（如PH＞7、氯化物浓度＞200mg-L的废水）中，也可能引起缝隙腐蚀或应力腐蚀。这时候“板材之王”钛钯合金就有其应用空间了。

  钛钯合金是添加了钯(0.12％~0.25％)的非合金化钛，因而明显改善了钛在酸类介质中的耐蚀性。例如，对浓度达70％的硝酸、含氧化性离子（如Fe＋、Cu＋）的盐酸以及电镀液等均有良好的耐蚀性。钛钯价格在近几年水涨船高，从单价1000元左右已经上升到接近2000元，在选用时务必注意价格因素。

5 、PHE行业其他推广应用合金

  ①654SMo是一种Cr、Ni、Mo、N含量均高于254 SMO 的超低碳高级不锈钢，MO、N含量很高，耐氯化物腐蚀的性能比254 SMO更好，可用于冷的海水。PRE为64，可以认为的254SMo的升级版，某些性能可以和镍基合金媲美。

  ②蒙乃尔400合金该合金为Ni(约65％)-Cu(约30％)镍铜合金。在浓度80％以下、温度不高于50℃~100℃非充气的硫酸，浓度50％以下、温度100℃以下的HF酸，醋酸和碱性等介质中，耐蚀性良好。特别适用于酸性的氯化物溶液和某些工况下的微咸水和盐水；具有良好的耐高温性能。但是，不适用于浓硫酸、盐酸和硝酸，而且对汞（有时作为杂质存在）的侵蚀很敏感。

  ③59合金在绝大多数氧化环境的标准腐蚀试验中，其性能要高于其他Ni-Cr-Mo不锈钢。Alloy59镍基合金在一些还原性环境（如沸腾的10%硫酸）中的腐蚀速率要比常规的Ni-Cr-Mo合金低三倍多，也适用于还原环境的化学流程工业。Alloy59镍基合金在盐酸中的有很优秀的耐腐蚀性能。以上三种合金价格高，但在某些特殊的介质中，具有进一步的发展和研究空间。

  另外在近几年，高温合金310S及双相钢2205材料也在PHE行业推广应用，主要应用于高温环境下及替代316L的作用，但由于其仍属于不锈钢及双相钢领域，本文就不加以展开描述。

表1 PHE典型成分及环境