列管式换热器的失效原因简析

技术文章 中特创业 2周前 (03-25) 44次浏览 0个评论

小编:金陵奉孝

换热器泄漏会导致装置紧急停车,不仅影响生产的经济性,还常常直接威胁其他设备的安全运行,甚至引起严重的设备损害事故。列管式换热器是目前应用最广泛的一种换热设备。与其它几种间壁换热器相比,单位体积设备所能提供的传热面积要大得多,传热效果也较好。

列管式换热器是由管子、管板、折流板、壳体、端盖(管箱)等组成。在进行换热时,一种流体介质由封头的连结管处进入,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体介质由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程。

列管式换热器泄漏原因列管换热器内部管系泄漏,主要分为管子本身泄漏和管子端口泄漏。换热器管子端口泄漏原因主要包括:热应力过大、管板变形、堵管工艺不当等原因;而换热器管子泄漏原因主要包括:冲刷腐蚀、管子振动、管子出入口腐蚀、介质腐蚀、制作工艺问题等等多种原因造成。

1、直接冲刷腐蚀

受到蒸汽或其他流体的直接冲击。因防冲板的材料或固定方式不合理,在运行中未起到应有的保护作用,致使换热管收到直接冲刷而产生腐蚀减薄;除此之外,当介质流动速度过高且同时含有大量液滴时,管子受汽、液两相冲刷,也会造成冲刷腐蚀减薄;

同样,在折流板附近有时也会发生直接冲刷腐蚀、穿孔或者变形等缺陷,甚至造成泄漏。

2、管子振动

给水温度过低或者机组负荷超载时,通过换热器管子之间蒸汽流量和流速超过设计值较多时,具有一定弹性的管束在壳侧流体扰动下产生振动,当激振力的频率与管束的自热振动频率或其倍数相吻合时候,将引起管束共振,使振幅大大增加,导致管子与管板的连接处受到反复作用力造成管束损坏,下图中红色圈内的位置即为旋转超声检测时候发现的折流板位置的环状减薄缺陷。

3、管子出入口腐蚀

管子出入口腐蚀一般是一种侵蚀和腐蚀共同作用的过程,其主要原因是管壁金属在表面形成的氧化膜被破坏,金属材料不断损失,最终导致管子破损。

4、介质腐蚀

带有腐蚀性质的物质、介质统称为腐蚀介质,如一般的酸、碱、氯化物等对金属管道都有腐蚀因,正因为介质本身带有的腐蚀性,在热交换过程中对管子本体造成的腐蚀,包括整体均匀腐蚀(如下图左)和局部腐蚀等;

或者停车检修后,带有腐蚀性的残余介质残留在管内,也可能会造成上图右所示的点状腐蚀缺陷。

5、制作工艺问题

换热器在制过程中产生缺陷,比如强行穿管时管子和管板、折流板之间的

擦伤和磨损,管子出厂时候的材质不均匀,材料偏析等,此类缺陷在换热器使

用过程中会在原有的基础上加重恶化,直至换热管破损,最终造成换热管失效。

 


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