外取热器蒸发管失效分析和改进.pdf

外取热器蒸发管失效分析及改进 易建国 (中石化股份有限公司上海高桥分公司，上海 200137) 摘 要：对外取热器蒸发管失效进行了分析，得出热疲劳开裂和应力集冲是导致蒸发管产生裂纹的 主要原因，并提 出了改进措施。 关键词：蒸发管；热疲劳开裂；失效分析；改进 中图分类号：TQo52；TQ055．8 文献标识码：B 文章编号：1001—4837(2011)04-0052-05 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．40 ．010 FailureAnalysisandImprovementofHeatRemovingTube ofExternalHeatCollector YIJian——guo (SinopecShanghaiGaoqiaoPetrochemicalCorporation，Shanghai200137，China) Abstract：Thefailureofheatremovingtubeofexternalheatcollectorareanalyzed．Itisconcludedthatthe heatfatiguecrackingandstressconcentrationarethemajorcauseforcrackgenerationoftheheatremo· vingtubeandtheimprovementmeasuresareproposed． Keywords：heatremovingtube；heatfatiug ecracking；failureanalysis；improvement 有翅片 (翅片为纵 向，每管 29片，材质 Q235一 0 引言 A)；蒸发管的外形结构如图1所示 。 催化裂化装置中的外取热器承担着取走过剩 的再生热量及维持再生热平衡的重任，特别在随 着渗渣比的不断增加及原油组分波动大的特点 下，外取热器的作用更为显著。 某公司催化裂化装置建成投产后，运行不到 1年，外取热器蒸发管即发生了泄漏。外取热器 蒸发管基本参数如下： 图1 蒸发管结构 蒸发管为双套管结构，外管尺寸 19mmx 12mm；管外介质为烟气、催化剂，700℃；管内介 翅片为30mmx8mm截面的扁钢 ，翅片上开 ＼ 质为中压汽水混合物，240oC；蒸发管每根长度约 有定距离的u形槽 口，以防止热变形翘 曲。纵向 8m，均为垂直放置 ，上部焊接 固定在顶封头上，下 翅片每隔一段长度便沿周向错开，以有利于气流 端 自由；蒸发管外管材质为20g，外管的外表面焊 的湍动和提高传热效果，翅片错开情况如图2所 52 第 28卷第 4期 压 力 容 器 总第221期 宏观形貌 ，还是扫描电镜中寻找到的疲劳辉纹，均 为 ： =0t(zSt)=0．6826％； 有力地证实了蒸发管上的裂纹均为疲劳裂纹。 蒸发管从室温2Occ若升高到250℃，则蒸发 至于这些疲劳裂纹产生的交变应力因素，可 管的轴 向 自由伸长应变量为：占：=0／(△￡)= 以从外取热管的结构和操作特征进行进一步分 0．2889％ 。 析。 显然翅片的热膨胀伸长受到约束，则必然引 2．3 蒸发管结构及热应力分析 起翅片本身受到压缩应力；而管子则相反受到拉 蒸发管和翅片上的裂纹虽然已通过断 口分析 伸应力。同时，在高温、高压缩应