管壳式换热器换热管断裂失效分析.ppt

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管壳式换热器换热管断裂失效分析.ppt

1、列管式换热器换热管断裂失效分析 2015年5月17日 断裂位置 断裂原因 主要原因 1 高温高压工况引起热应力或附加应力 2 湍流诱导管束振动 产生交变应力 3 换热管腐蚀 振动引起的断裂 换热器频繁开停机 紊流 漩涡脱落等会诱导换热管振动 从而产生周期性的交变应力 使换热管发生疲劳断裂 振动引起的断裂 流体诱导振动 漩涡脱落 振动引起的断裂 流体诱导振动 漩涡脱落 振动引起的断裂 流体诱导振动 振动引起的断裂 交变应力引起断裂 振动引起的断裂 振动导致换热管发生碰撞 使管壁磨损变薄 管子最终开裂 振动引起的断裂 换热管振动时与折流板管孔内表面摩擦 折流板厚度较小 对换热管产生 锯切 作用 振

2、动引起的断裂 防止管束振动的方法 1 制定合理的开停工程序 加强在线监测 严格控制运行条件 在流体入口前设置缓冲板 减少脉冲 2 优化结构设计 适当减小折流板间距 增大管壁厚度和折流板厚度 3 折流板上的管孔与管子采用紧密配合 间隙不要过大 4 改变支撑物形式 如折流板改为折流杆式 可有效消除流体诱导振动 另外 降低壳程流体流速是防止管束振动最直接的方法 但同时传热效率也会随之降低 管束腐蚀和磨蚀断裂 腐蚀原因 1 污垢腐蚀 2 流体为腐蚀性介质 3 管内壁有异物积累而发生局部腐蚀 4 管内流速过大而发生磨蚀 流速过小则异物易附着管壁 造成电位差而导致腐蚀 5 管端发生缝隙腐蚀等 管束腐蚀和磨

3、蚀断裂 腐蚀导致的断裂是腐蚀与应力共同作用的结果 换热管内 外表面腐蚀产生裂纹 在各种应力作用下最终换热管断裂 称为应力腐蚀 管束腐蚀和磨蚀断裂 腐蚀位置存在于各种狭小的间隙中以及换热管表面有损伤的位置 管束腐蚀和磨蚀断裂 预防腐蚀措施 1 定期清洗管束 2 合理选材 3 在流体中加入缓蚀剂 4 选择适当流速 5 在流体入口设置过滤装置和缓冲结构等 参考文献 1 吴金星 董其伍 刘敏珊 等 管壳式换热器失效分析 预防及在线检测 J 压力容器 2001 18 6 2 陈刚 304不锈钢换热器管断裂分析 J 化工机械 2012 39 3 3 李东胜 张斌 航煤循环冷却器U形换热管断裂分析及对策 J 化工机械 2013 40 1 4 金聚慧 不锈钢换热器管束断裂原因初探 J 石油化工腐蚀与防护 2005 22 3 5 王军政 基于弱流固耦合方法的换热器流体诱导振动失效分析 D 上海 华东理工大学 2011 6 龚嶷 石化 火电工业用换热管的腐蚀失效分析及其性能评价 D 上海 复旦大学 2012 7 赖文星 换热器管束动态特性分析及流体诱导振动研究 D 南京 南京工业大学 2006 8 熊从贵 船用冷凝器换热管的失效分析 J 机电过程 2014 31 6 谢谢

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