管壳式换热器常见失效形式浅析及对策探讨.pdfVIP

38 管壳式换热器常见失效形式浅析及对策探讨 管壳式换热器常见失效形式浅析及对策探讨 刘春雷’ 栾江峰 (辽宁石油化工大学) 摘要先从管壳式换热器的几个敏感部位出发，分析了其主要的失效形式，并提出了相应 的预防措施和治理方法。然后分别指出振动、腐蚀、选材、三个对换热器失效影响最大的因 素，同时引用了新的方法对换热器的振动失效评估进行了浅析。 关键词 管壳式换热器失效对策 这样可以消除不同材料接触所形成的电势差，有利 0引言 于从根本上控制管程和壳程的双侧腐蚀问题。同时 管壳式换热器是石油化工领域应用最广泛的换 换热管材质的硬度要低于管板材质的硬度，使管板 热设备之一。但是，由于选材、加工制造、使用、 与换热管的胀接得到最佳组合。同样，焊条的选择 等众多因素的影响，换热器的失效却屡见不鲜。企 也是不可忽略的因素。 业也因此遭受了不可估计的经济损失。本文从工程 1．2 换热管与折流板的配合处 实际中换热器最容易失效的敏感部位出发，综合分 为了加工制造的方便和使用中能充分吸收换热 析了各种失效形式，明确了促使其发展的关键因 管的热膨胀量，折流板与换热管的配合处常留有一 素。同时，对各种失效形式也提出了相应的预防措 定的间隙。在壳程流体的冲击下，此间隙逐渐加 施。 大，导致折流板切割换热管，从而引起强大的振动 噪音和换热管的泄漏失效。这个间隙的存在还会使 1 管壳式换热器敏感部位的失效形式及对策 壳程流体的流动变得更加复杂，影响换热器的传热 1．1 换热管与管板的连接处 效率。以下几方面的建议可供参考： 由于换热管与管板的连接处属于几何形状突变 (1)加工制造时尽量减小换热管与折流板间的 处，再加上连接方式和焊后热处理的不当、温差应 间隙。 力的存在、换热管与管板材料选择的差异性等因 (2)折流板的材料不要选得过硬，以免短时间 素，使管口与管板连接处可能存在较大的残余应 内破坏换热管。 力，焊接部位呈隐性缺陷状态(含有气孔，杂质 (3)可适当增加换热管的厚度，提高抗切割能 等)。在壳程流体的诱导振动和其腐蚀性的双重作 力。 用下，管口与管板连接处便出现了应力腐蚀开裂、 (4)尝试着在空隙处插入一种弹性很好的材 缝隙腐蚀和振动疲劳破坏。并且它们之间的相互促 料，这样既吸收了热膨胀量又隔开了折流板的切割 进，又进一步加大了连接处的破坏速度。以下措施 作用。 对提高连接处的使用寿命有一定的意义。 1．3 管板与壳体连接处 (1)连接方式采用先焊后胀的顺序，并且采 换热器的壳体和管板在使用过程中承受着较大 用机械液压胀接，焊后要做相应的热处理。换热管 的温差应力和压力载荷的作用。由于壳体温度载荷 伸出管板的尺寸可以适当加长。 高，径向变形大，而管板温度载荷低，径向变形 (2)换热管的材质与管板的材质尽量匹配， 小，并且管板厚度大，抵抗变形的刚度也大，所以 ·刘春雷，男，1981年9月出生，硕士研究生。抚顺市，113001。 万方数据 《化工装备技术》第29卷第3期2008年