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分析換熱器管子端口及本身泄漏原因

  分析換熱器管子端口及本身泄漏原因

  換熱器泄漏經常導致整套裝置停車,不僅影響生産的經濟性,還常常直接威脅主機或其他設備的安全運行,甚至引起嚴重的設備損害事故。

  列管式換熱器介紹

  列管式換熱器是目前應用最廣泛的一種換熱設備。與其它幾種間壁換熱器相比,單位體積設備所能提供的傳熱面積要大得多,傳熱效果也較好。

  列管式換熱器是由管子、管板、折流板、殼體、端蓋(管箱)等組成。

  在進行換熱時,一種流體由封頭的連結管處進入,在管流動,從封頭另一端的出口管流出,這稱之管程;另-種流體由殼體的接管進入,從殼體上的另一接管處流出,這稱爲殼程。

  列管式換熱器泄漏原因

  列管換熱器內部管系泄漏主要分爲管子本身泄漏和管子端口泄漏。

板式換熱器

  換熱器管子端口泄漏原因

  1、熱應力過大

  列管式換熱器在操作時,由于冷、熱流體溫度不同,使殼體和管壁的溫度互有差異。這種差異使殼體和管子的熱膨脹不同,當兩者溫差較大時可能將管子扭彎,或使管子從花板上拉松,甚至毀壞整個換熱器。對此,就必須結構上考慮熱膨脹的影響,采用各種補償的方法。

  換熱器在啓停過程中溫升率、溫降率超過規定,使高加的管子和管板受到較大的熱應力,使管子和管板相聯接的焊縫或脹接處發生損壞,引起端口泄漏。

  2、管板變形

  主要是管板的加工變形及加工時産生的變形,管子與管板相連,管板變形會使管子的端口發生泄漏。

  3堵管工藝不當

  一般常用錐形塞焊接堵管。打入錐形塞時用力要適度;捶擊力量太大,引起管孔變形,影響鄰近管子與管板連處,會造成損壞而使之出現新的泄漏。

  焊接過程中,如預熱、焊縫位置及尺寸不合適,會造成鄰近管子與管板連接處的損壞。

  采用其他堵管方法,如脹管堵管、爆炸堵管等,如工藝不當,也會引起鄰近管口的泄漏。因此應遵循嚴格的堵管工藝。

  換熱器管子本身泄漏原因

  1、沖刷侵蝕

  一種原因是當蒸汽的流動速度較高且汽流中含有大的水滴時,管子外壁受汽、水兩相流沖刷,變薄,發生穿孔或受給水壓力而鼓破。

  另一種原因是受到蒸汽或疏水的直接沖擊。因防沖板材料和固定方式不合理。在運行中破碎或脫落,失去防沖刷保護作用;防沖板面積不夠大,水滴隨高速氣流運動,撞擊防沖板以外的管束;殼體與管束間的距離太小,使入口處的汽流速度很高。

  2、腐蝕

  当低压换热器的管材为铜,低加铜管常因泄漏严重而被迫更换。pH 值8.5~8.8 时,铜的腐蚀率最低.而碳钢要求pH 值不小于9.5。锅炉给水pH 值过高,导致了铜管的腐蚀。

  3、管子給水入口端的侵蝕

  入口管端的侵蝕損壞只發生在碳鋼換熱器中,是一種侵蝕和腐蝕共同作用的損壞過程:其機理是管壁金屬在表面形成的氧化膜被高紊流度的給水破壞並帶走,金屬材料不斷損失。最終導致管子的破損。

  4、管子振動

  給水溫度過低或機組超負荷等情況下,通過換熱器管子間蒸汽流量和流速超過設計值較多時,具有一定彈性的管束在殼側流體擾動力的作用下會産生振動,當激振力的頻率與管束自然振動頻率或其倍數相吻合時,將引起管束共振,使振幅大大的增加,導致管子與管板的連接處受到反複作用力造成管束損壞。

  5、材質、工藝不良

  管子材質不良,管壁厚薄不均,組裝前管子有缺陷,脹口處過脹,管子外側有拉損傷痕等,在換熱器遇到異常工況時,會導致管子大量損壞。

  泄漏發生以後的處理措施

  泄漏發生時造成給水壓力降低,送至鍋爐的給水量減少。因此在發現換熱器管系泄漏時要立即停運換熱器,減少管子的損壞數量,減輕損壞程度。

  機組停運時,應檢查高加是否泄漏,並想辦法消除。對于端口泄漏,應刮去原有焊縫金屬再進行補焊,並進行適當的熱處理,消除熱應力:對于管子本身泄漏,應先查清管束泄漏的形式及位置,並選用合適的堵管工藝,堵塞管子的兩個端口。

  無論采用何種堵管工藝,爲保證堵管的質量,被堵管的端頭部位一定要經過良好處理,使管板、管孔圓整、清潔,與堵頭有良好的接觸面。在管子與管板連接處有裂紋或沖蝕的情況下,一定要去除端部原管子材料及焊縫金屬,使堵頭與管板緊密接觸。


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