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换热器管束接头泄漏分析与对策

 发布时间:2021-01-25 浏览次数:0

  1.换热器的概述换热器通常被应用在轻工、能源、石油、化工等工业生产当中,主要作用就是用于流体的加热和降温,负责液体气化或气体液化。它可以是以单独设备的形式而存在。如:冷却器、加热器等,也可以被当做设备的某一部分,如:氨合成塔内的换热器。据了解,换热器在设备的整体中占有20%-30%的成分,因此就需要我们重视对换热器的使用,保证其质量就是保证生产。

  2.该换热器的相关参数此换热器主要为浮头式,型号是BIS900-1.6-215-6/25-4II,对其进行制造和验收的要求和标准要以GB151-1999《钢制管壳式换热器》中的II级为主。管板的薄厚度在55mm,所采用的材料也是依照相关标准的II 16Mn,管孔的直径是φ25.4+0.2mm;而换热管所使用的是SUS321,其具体的规格型号是φ25X1.6mm的钢管材料,内外径的差额保持在±0.2mm,此换热管需要依照GB13296-91《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》的标准来进行执行。管板和换热管之间的连接方式以强度胀为主。

  3.管束接头泄漏的原因在进行对以强度胀方式连接的管束水压测试之后,管束的接头地方有多处发生泄漏现象,在经过补胀之后也没有起到作用,对其原因进行分析,主要考虑到以下几点:

   3.1 换热管和管板的硬度差存在问题

   在采用强度胀方式对换热管和管板进行连接时,其自身应该产生特定的强度差,否则就会导致管板的回弹低于管子,使两者之间的连接不够紧密。在我国,对两者的强度差规定是HB30,而在GB151-1999并没有对其进行规定,所以就导致在对换热器进行制造的过程中,其标准在HB20-30以上。而且在制造换热管的过程中,应将其硬度控制在HB121-178的范围内,但对实际中的换热管进行测量时发现其硬度是在HB150-167的范围内,也就是意味着管板的硬度低于换热管的硬度。若在此种情况下,将两者以强度胀的方式进行连接,不但会使管子的回弹受到影响,使两者连接不够紧密,而且也会由于其硬度差存在问题,在胀接的作用下使管板发生变形,从而使连接不紧密,失去密封的效果,进而就会引发管束接头的泄漏。

   3.2 不锈钢属于加工硬化倾向大的材料

   由于此换热器所属的级别为II级,且管子的外径与管孔之间的距离是0.8mm,所以要使二者的连接能够偏大程度上胀紧,就需要将管子的变形量尽可能的偏大化,但其变形量不断增大的同时其硬度也会相应的增加,导致换热管硬度大于管板的硬度,造成两者连接不够紧密,引起泄漏。

   3.3 胀接技术缺乏合理性

   此换热器主要采用的是机械滚珠胀接,而此种方式却会加快管子的硬化。

  4.很好改变泄漏问题出现的措施

   4.1 管控好换热管与管板的硬度差

   要想对硬度差进行控制,先要做的就是增强管板的硬度,使其高于换热管硬度,因换热管的管孔较小,要达到降低其硬度的目的也不是易事,所以在降低其硬度的同时还要对管板的硬度进行管控,可以采用以下方法:

   1)对热处理工艺进行改进和完整,将管板的硬度提高到JB4726-2000的范围内。

       2)在条件允许的情况下,要对管板的材料进行改进,采用有较高的材料,如:35号钢,并对其进行硬度处理,使其可以满足HB156-217的标准。

   4.2 对换热管和管板之间的距离进行管控

   为了可以降低硬化程度,依照相关的规定,就要将管子的外径和管孔进行很好的配合,通过对比我们可以看出,采用TEMA-1996RCB-7.41的标准两者间的配合较为紧密,但在尺寸的精细度方面应该进行提升,为了可以降低管子供应的成本和难度,可以利用GB151-1999,3.6.3 I级换热器的间隙。

   4.3 利用液压胀接的方式进行连接

   通常情况下,利用强度胀的方式来进行连接,会因其受力不均匀而导致管发生变形,加快管壁的硬化,且随着摩擦力的增加,变形程度也会逐渐发生改变,加之外界的影响因素也相对较多,所以导致胀紧度没办法保持一致。而液压胀接法则是以液压作为动力,在进行施压时是均匀施压,这样就不会导致管子因受压不均衡引发变形,不会产生硬化问题,从而发挥处较好的密封作用。

   4.4 在管束接头进行连接时,要尽可能的使用焊接方法,或者是为避免间隙出现腐蚀,而采用焊接加贴胀的方法。

  5 结语

   总的来说,要想保证生产的保障性和经济性,就须要对换热器的管束接头质量进行把控,采用正确的方式来提高接头的紧密性,防止出现泄漏现象。尽管如此,但我们还应不断对其连接方式和工艺进行改进和完整,从根本上降低问题的出现概率,不断总结和研究,以便为换热器日后很好的发展奠定基础。

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