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分析管殼式換熱器運(yùn)用中的問題

時(shí)間: 2021-02-26 08:46:28來源: 無錫市仁壹化工裝備有限公司

　　隨著現(xiàn)代化建設(shè)的步法不斷的加快，作為石油企業(yè)化工領(lǐng)域的重用換熱設(shè)備之一，管殼式換熱器在發(fā)揮著重大的作用,并得到了廣泛的運(yùn)用。由于換熱器選材的不同，加工制造不合理,使用不當(dāng)?shù)榷喾矫娴囊蛩氐挠绊?，換熱器失效的現(xiàn)象屢見不鮮。換熱器的失效，可能會(huì)給企業(yè)帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，因此對管殼式換熱器失效原因、形式、及處理故障的分析很重要。本文將通過對管殼式換熱器在工程中的實(shí)際運(yùn)用存在的問題進(jìn)行分析，找出管殼式換熱器朂容易失效的敏感部位。

　　常見的換熱器失效形式
　　敏感部位之一：換熱器管板和換熱管的連接處。在換熱器管板和換熱管的連接處會(huì)出現(xiàn)幾何形狀的突變，加上外因等因素比如：管板與換熱管的連接不當(dāng)、焊后處理不及時(shí)合理、兩者之間存在的溫差應(yīng)力、板管和換熱管所選擇材料之間存在的差異性等，都會(huì)成為管板和管口連接處存在殘余應(yīng)力、焊接部位出現(xiàn)隱形缺陷(焊接部位出現(xiàn)氣孔、及其他雜質(zhì))的原因。一旦受到殼程流體腐蝕性影響和誘導(dǎo)振動(dòng)，都會(huì)使換熱管和管板的連接處出現(xiàn)振動(dòng)疲勞破壞、連接縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等現(xiàn)象。這些問題交錯(cuò)連接，共同作用會(huì)對連接處進(jìn)一步的損壞，加快了連接處的損害速度，降低了連接處的使用壽命。
　　敏感部位之二：折流板和換熱管配合使用處的損壞。
　　由于使用功能的需要，為了使換熱管的熱膨脹量能夠被充分的吸收和使用，以及加工制造的方便，通常會(huì)在換熱管和折流板的配合使用處留下一定程度的空隙。由于殼流體長時(shí)間額沖擊，配合處的縫隙會(huì)不斷的增大，使折流板不斷的切割
　　換熱管，在折流板的切割作用下設(shè)備不但會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的振動(dòng)噪音，還會(huì)引起換熱管的泄漏實(shí)效。同時(shí)配合處縫隙不斷的增大促使殼程流體內(nèi)部的流動(dòng)過程變進(jìn)一步的復(fù)雜化，對換熱器的傳熱效率造成了重大的影響。
　　敏感部位之三：換熱器殼體、管板連接處損壞。
　　在換熱器的使用過程中，其殼體和管板都會(huì)受到較大的壓力荷載和溫差應(yīng)力的長期作用。這將直接導(dǎo)致?lián)Q熱器殼體、管板連接處局部應(yīng)力的形成。分析局部應(yīng)力出現(xiàn)的原因有：
　　(1)換熱器殼體載荷的溫度較高，且徑向變形大。而管板恰恰
　　相反，不僅載荷溫度低，變形小，同時(shí)由于管板的厚度較大對變形剛度的抵抗力較強(qiáng)，因此對與之相連接的換熱器殼體約束力較大。
　　(2)由于換熱器殼體受到限制，使高溫載荷下的徑向膨脹也受到了一定的限制。加上其他因素的影響，發(fā)生斷裂損害的可能性很大。總體來說，對于上述結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力形成的主要因素是：換熱器殼體和管板之間的溫度分布不均勻，管板較大剛度這一特征的存在。所以在日常的操作中，可根據(jù)實(shí)際的需要，在達(dá)到結(jié)構(gòu)剛度要求的基礎(chǔ)上，可對管板的厚度進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档汀?br /> 　　敏感部位之四：u形彎管。
　　對不銹鋼管束的使用中，u形管自身的形態(tài)特征決定了它的塑性變形，在對其進(jìn)行運(yùn)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。這是由于兩個(gè)直管段熱變形不均勻產(chǎn)生了溫差應(yīng)力，應(yīng)力之間相互疊加，促使彎管處拉應(yīng)力的形成。在腐蝕性介質(zhì)的參與下，加上換熱器工作過程中產(chǎn)生的扭曲振動(dòng)和彎曲振動(dòng)，很容易造成彎管處的疲勞腐蝕破壞，并且影響力很大。
　　敏感部位之五：小浮頭墊片出現(xiàn)泄漏。

　　溫差應(yīng)力的存在是造成小浮頭墊片內(nèi)漏的主要原因。在小浮頭墊片的使用過程中，由于溫差應(yīng)力的存在使螺栓預(yù)緊力降低，同時(shí)小浮頭墊片自身不能進(jìn)行自緊密閉，造成換熱器的使用實(shí)效?？偠灾?，造成小浮頭墊片發(fā)生泄漏的主要原因就是，預(yù)緊過程中和溫差應(yīng)力的作用下殘余應(yīng)力的存在。

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