换热器渗漏分析与解决

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1、淄博索雷工业设备维护技术有限公司换热器泄漏的分析及解决摘要：淄博索雷工业以高分子聚合物对列管式冷凝器管板腐蚀及渗漏问题进行现场治理，解决了管板和管列管因焊接、胀接及介质腐蚀所导致的渗漏腐蚀问题。设备修复和保护后的正常运行，验证出高分子聚合物修复和保护材料的应用性及索雷工业技术的实效性。关键词:冷凝器、列管式、渗漏、腐蚀、现场修复淄博索雷工业设备维护技术有限公司1.前言工业生产中列管式换热器是目前应用最广泛的一种换热设备。与其它几种间壁换热器相比，单位体积设备所能提供的传热面积要大得多，传热效果也较好。由

2、于设备结构紧凑、坚固，且能选用多种材料来制造，故适应性较强，尤其在大型装置和高温、高压中得到广泛应用。 列管换热器主要有壳体、管束、关板（又称花板）和顶盖（又称封头）等部件组成。换热器泄漏是最出现频繁的问题之一，经常导致整套装置停车，换热器一旦发生故障，不仅影响生产的经济性，还常常直接威胁主机或其他设备的安全运行，甚至引起严重的设备损害事故。换热器/冷凝器的材质一般以碳钢、不锈钢和铜为主，在制造中管板和列管一般采用焊接和胀接工艺。焊接工艺一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣

3、等，焊缝应力的分布也不均匀；胀接工艺有存在不同金属的“双金属”腐蚀现象。管板部分一般与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。特别是水中含有的氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。2.泄漏原因分析 列管换热器内部管系泄漏主要分为管子本身泄漏和端口泄漏。 2.1 管子端口泄漏原因 2.1.1 热应力过大   淄博索雷工业设备维护技术有限公司列管式换热器在操作时，由于冷、热流体温度不同，使壳体和管壁的温度互有差异。这种差异使壳体和管子的热膨胀不同，当两

4、者温差较大时可能将管子扭弯，或使管子从花板上拉松，甚至毁坏整个换热器。对此，就必须结构上考虑热膨胀的影响，采用各种补偿的方法。换热器在启停过程中温升率、温降率超过规定，使高加的管子和管板受到较大的热应力，使管子和管板相联接的焊缝或胀接处发生损坏，引起端口泄漏。因管子管壁薄，收缩快，管板厚，收缩慢，常导致管子与管板的焊缝或胀接处损坏。这就是规定的温降率允许值只1.7℃／min- 2.0℃／min，比温升率允许值2℃／min- 5℃／min 要严格的原因。 2.1.2 管板变形   主要是管板的加工变形及加

5、工时产生的变形，管子与管板相连，管板变形会使管子的端口发生泄漏。高加管板水侧压力高、温度低，汽侧则压力低、温度高，尤其有内置式疏水冷却段者，温差更大。如果管板的厚度不够，则管板会有一定的变形。管板中心会向压力低、温度高的汽侧鼓凸。在水侧，管板发生中心凹陷。在主机负荷变化时，加汽侧压力和温度相应变化。尤其在调峰幅度大，调峰速度过快或负荷突变时，在使用定速给水泵的条件下，水侧压力也会发生较大的变化，甚至可能超过高加给水的额定压力：这些变化会使管板发生变形导致管子端口泄漏或管板发生永久变形。如果高加的进汽门内

6、漏，则在主机运行中停运高加后，会使高加水侧被加热而定容升压，如水侧无安全阀或安全阀失灵，压力可能升得很高，也会使管板变形。 2.1.3 堵管工艺不当 一般常用锥形塞焊接堵管。打入锥形塞时用力要适度；捶击力量太大，引起管孔变形，影响邻近管子与管板连处，会造成损坏而使之出现新的泄漏。焊接过程中，如预热、焊缝位置及尺寸不合适，会造成邻近管子与管板连接处的损坏。采用其他堵管方法，如胀管堵管、爆炸堵管等，如工艺不当，也会引起邻近管口的泄漏。因此应遵循严格的堵管工艺。 2.2 管子本身泄漏原因 2.2.1 应力腐蚀

7、    应力腐蚀破裂是指拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起的金属或合金的破裂。其特征是，大部分表面上并未遭破坏，只有一部分细裂纹穿透金属或合金内部。应力腐蚀破裂能在常用的设计应力范围之内产生，因此后果严重。引起应力腐蚀破裂的重要因素有温度、溶液成分、金属或合金的成分、应力和金属结构。 2.2.2 管子振动   给水温度过低或机组超负荷等情况下，通过换热器管子间蒸汽流量和流速超过设计值较多时，具有一定弹性的管束在壳侧流体扰动力的作用下会产生振动，当激振力的频率与管束自然振动频率或其倍数相吻合时，将引起管

8、束共振，使振幅大大的增加，导致管子与管板的连接处受到反复作用力造成管束损坏，管束振动损坏的机理一般有：①由于振动而使管子或管子与管板连接处的应力超过材料的疲劳持久极限，使管子疲劳断裂；②振动的管子在支撑隔板的管孔中与隔板金属发生摩擦，使管壁变薄，最后导致破裂；③当振动幅度较大时，在跨度的中间位置相邻的管子会相互摩擦，使管子磨损或疲劳断裂。 2.2.3 管子给水入口端的侵蚀   入口管端的侵蚀损坏只发生在碳钢换热器中，是一种侵蚀和腐蚀共同作用