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换热管泄漏原因及分析

发布时间:2021-3-21

管壳换热器是化工及石油化工生产装置中应用为广泛的工艺设备之一.换热器设备中液体制冷剂或载冷剂和冷却介质通过换热器并在其中相互热交换,低温介质吸收被冷却的物体热量汽化成低压蒸汽;高温的蒸汽在换热器中向冷却介质放热,冷凝为高压液体,如此形成一个封闭循环换热的过程。

在众多的化工换热器项目过程中,我们遇到多、难解决的问题则是换热器换热管泄漏问题。影响换热管发生泄漏失效的主要原因是换热器中存在一些硫离子、氯离子以及对铜材、碳钢有腐蚀性元素;而且换热管内部存在的高温现象、垢层现象等也会产生较大影响,从而使穿孔发生泄漏现象。下面我们具体分析下造成换热管穿孔泄漏的原因:

1、运行温度的影响

换热管发生泄漏现象,主要是换热管的表面含有少量的、开放式的蚀坑,如果对管外的一些附着物刮下保留进行分析可以发现, 造成这种现象主要原因是

① 由于换热器条件的不同以及操作温度的不同,特别在操作期间的温度比较高,将会导致换热管垢层的温度也不断升高,从而引起局部区域发生汽化、产生酸性介质条件;

② 工艺水在进行蒸发的后期,一些碱性物质被蒸发掉,会将工艺水的汽化现象转化为酸性物质。

2、水质PH值的影响

在对工艺水的PH值进行研究与检测,对产生的PH值进行观察、分析。对比工艺水在蒸发之前与蒸发之后的PH值变化,可以发现PH值8.5~8.8时,铜的腐蚀率低.而碳钢要求PH值不小于9.5。水质PH值过高,导致了铜管的腐蚀。影响碳钢换热管腐蚀的主要因素有:含氧量和给水pH值:当给水中的溶解氧过高或PH值过低,会使换热管的内壁受到腐蚀,所以给水溶解氧的浓度不得超过7pg/ L,PH值维持在9.3~9.6之间。如果壳侧有氧气存在,将会引起管束外壁的氧腐蚀,铜沉积:会引起点腐蚀,形成点蚀坑。

3、冲刷侵蚀

换热器内蒸汽的流动速度较高且汽流中含有大的水滴时,管子外壁受到汽、水两相流冲刷变薄,发生穿孔或受给水压力而鼓破。换热器内部产生汽水两相流的主要原因:

① 过热蒸汽冷却段内部及其出口的蒸汽达不到设计要求的过热度;

② 换热器的出水水位保持过低、出水温度远高于设计温度时可能出现闪蒸现象,出水进入下一级换热器时就带有蒸汽,冲刷换热管造成损坏;

4、水中杂质的影响

在很多泄漏案例中,经常会发现换热器内存在大量的大颗粒的沙石甚至贝壳之类,分析原因,主要是在实际使用中,含有大量杂物的海水或者污水没有进行净化处理就直接输送到换热器内部,在换热管内不停地流动,极易对换热管造成划伤或磨损,除影响换热效果外,换热器寿命也大大缩减,使得本就极薄的换热管过早破裂,造成泄漏。

换热器在使用中过种需要注意的事项

1、换热器在运行过程需要密切关其运行情况及各重要参数,确保设备在设计参数下正常运行,防止发生疏冷段内闪蒸;

2、设备采购前,先详细了解设备的使用场所及各介质的情况,有条件的情况尽量做一次水质的检测,将其详细情况反馈到售前技术人员,针对特殊情况定制非标产品 ;在换热器运行过程中控制温度有效降低,不仅要不断加强换热器的排污行为,还要适当对工艺水PH值进行调节,以确保换热器的正常运行。

3、严格控制换热器内介质的温度、溶液成分、金属或合金的成分、应力和金属结构,避免应力腐蚀破裂。

4、设备使用时,先查看说明书,了解设备使用的注意事项,使用污水和海水介质时,尽量先对水源进行净化或者淡化处理,再进行使用,防止水源中杂质对换热管造成损坏,提高换热器的使用寿命;


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