换热管与管板连接失效的原因及处理.pdf

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1、第4期一33一换热管与管板连接失效的原因及处理邵俊甫，张强(天津渤天化工有限责任公司，天津300480)[摘要]分析了列管式换热器换热管与管板连接失效原因。针对失效原因，在结构设计上做了改进，制造中控制了几个关键问题，该设备使用寿命明显延长，保障了正常生产。[关键词]换热管；管板；失效；处理在乙炔法生产聚氯乙烯的工艺中，转化器是胀接(胀接分为机械胀接和液压胀接)、焊接、生产聚氯乙烯的关键设备。转化器采用列管式换胀接加焊接。这3种连接方式的列管式换热器均发热器结构，由于应力作用及腐蚀等问题引起转化生过泄漏失效。器换热管与管板的连接失效，从而造成非正常停2．1液压胀接接头泄漏原因分析车捡修，严

2、重影响正常生产。针对换热管与管板液压胀接时换热管不易产生过胀，胀接部连接接头失效原因进行分析后，在该设备结构设位不产生窜动，换热管与管板连接处在整个长度计和制造方面提出并实施了相应改进措施，取得上的应力分布是均匀的。从理论上讲，可靠性较较好效果。机械胀接要好。根据液压胀接原理及GB151．1999l基本结构及主要技术参数《管壳式换热器》有关条款，槽间距和槽宽为列管式换热器外型尺寸2400mmX89mm。这样，管子与管板之间的胀接面积相对3000mm，材质O235一A。换热管57mm×减少，管板的厚度必然加大。而且，液压胀接对3．5mm，材质10钢。冷却介质为9O～100℃软水；管子的精度、

3、开槽精度均要求特别严格。由于管管程温度130~C，物料介质为氯乙烯、氯化汞、活板孔加工是批量生产，必须保证100无缺陷。失性碳(见图1)。效后再采用胀管修复，由于腐蚀凹坑的存在，易发生再次失效。气体入口J，2．2机械胀接接头泄漏原因分析采用推进式机械胀管器，通过控制电流的大小来控制胀管器滚锥的转动，使换热管胀接接头l冷却水出口变形而达到与管板连接的目的。这种胀管方法易。。。。。。I_I使换热管产生过胀或欠胀，换热管内壁易产生加lL工硬化，若润滑不良，会磨损起毛。换热管与管i⋯，板的连接在整个长度上的应力分布不均匀。在温1差变化和应力的作用下，只要加工过程中有微小冷却水入口的缺陷，如管孔纵向

4、划痕、腐蚀介质微量侵入等)(×××××＼KXXXXX，／都会使换热管与管板连接失效，如发现不及时，壳程冷却水渗入管程后，会引起大部分管子与管板的连接因酸腐蚀而失效，此时修复较为困难。气体出口l若采用胀管修复，管孔的密封面己被腐蚀．很难图1列管式换热器示意图完全胀紧，开车后，加上管板平面上的腐蚀凹坑2换热管与管扳连接接头泄漏原因作者简介：邵俊甫(1959一)，男，天津人，大专学历，化工机械专业，工程师，现在天津渤夭化工有限责任公司从事基建工列管式换热器换热管与管板的连接形式分为程施工技术质量管理工作。34一■技术交流石20油11与年化第工14设卷备一中易积聚腐蚀介质，而再次腐蚀引起连接失效。

5、若采用焊接方法修复，易使附近其它换热管受热变形松动，最终使换热管产生变形。2．3焊接接头泄漏失效原因分析焊接时，由于高温产生热影响区附近组织出现塑性变形，如焊接时未完全按工艺要求施焊，易形成较大的残余应力和应力集中，这是产生腐蚀的主要原因。本设备管程主要介质为氯乙烯、氯化氢及乙炔等，特别是工艺上含水率偏高时，Cr2，H等这种腐蚀环境，发生应力腐蚀开裂，造成换热管与管板连接接头处失效泄漏。另外，焊接微气孔、裂纹、夹渣等缺陷，也是造成腐蚀失效的重要因素。图2强度焊加贴胀示意图3结构设计上的改进和制造中的几个关键问题热，造成组织晶粒粗大及产生过大的残余应力。3．1结构设计上的改进不允许有气孔、裂

6、纹及夹渣等缺陷存在。在壳程上层的冷却水出口处前增设溢流档(5)穿管前必须将管孔清理干净，穿管后要板，保证冷却水充满整个空间，消除壳程冷却水再次将留在管板孔中的铁锈等物清理干净。空隙形成的空气层，避免上管板与换热管连接处(6)贴胀采用液压胀接的方法，保证管板管于湿变化引起腐蚀；换热管与管板的连接采用强孔与管子的外表面在整个长度上应力分布均匀。度焊加贴胀的结构(见图2)，贴胀消除管子与管胀接采用的液压压力要做小样试验，根据试验结板孔之间的问隙，防止间隙腐蚀的产生，并增强果选择一合适的压力，再进行小批管子的胀接，抗疲劳破坏的能力；采用液压胀管的方法，增加实测胀前胀后管子内径，用管子内径增大率来计

7、管板厚度，保证胀接长度。算胀管率。最后，选择一合适的液压进行胀管。3．2制造中的几个关键问题(7)设备制造完毕后，进行水压试验，保压制造过程中应注意以下几点：时间应适当延长，可消除部分应力。水压试验合(1)严格控制管孔的加工精度。机械加工格后，进行气密性试验。中必须保证划线正确，管板应采用40mm~H(8)设备安装前，对两端管板进行涂层防57．5mm钻头钻孔和扩孔，再加上用57．8mm或腐处理，建议选用耐高温耐腐蚀的氟碳