管殼換熱器是化工及石油化工生產(chǎn)裝置中應(yīng)用為廣泛的工藝設(shè)備之一.換熱器設(shè)備中液體制冷劑或載冷劑和冷卻介質(zhì)通過換熱器并在其中相互熱交換,低溫介質(zhì)吸收被冷卻的物體熱量汽化成低壓蒸汽;高溫的蒸汽在換熱器中向冷卻介質(zhì)放熱,冷凝為高壓液體,如此形成一個封閉循環(huán)換熱的過程。
在眾多的化工換熱器項目過程中,我們遇到多、難解決的問題則是換熱器換熱管泄漏問題。影響換熱管發(fā)生泄漏失效的主要原因是換熱器中存在一些硫離子、氯離子以及對銅材、碳鋼有腐蝕性元素;而且換熱管內(nèi)部存在的高溫現(xiàn)象、垢層現(xiàn)象等也會產(chǎn)生較大影響,從而使穿孔發(fā)生泄漏現(xiàn)象。下面我們具體分析下造成換熱管穿孔泄漏的原因:
1、運行溫度的影響
換熱管發(fā)生泄漏現(xiàn)象,主要是換熱管的表面含有少量的、開放式的蝕坑,如果對管外的一些附著物刮下保留進行分析可以發(fā)現(xiàn), 造成這種現(xiàn)象主要原因是
① 由于換熱器條件的不同以及操作溫度的不同,特別在操作期間的溫度比較高,將會導(dǎo)致?lián)Q熱管垢層的溫度也不斷升高,從而引起局部區(qū)域發(fā)生汽化、產(chǎn)生酸性介質(zhì)條件;
② 工藝水在進行蒸發(fā)的后期,一些堿性物質(zhì)被蒸發(fā)掉,會將工藝水的汽化現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為酸性物質(zhì)。
2、水質(zhì)PH值的影響
在對工藝水的PH值進行研究與檢測,對產(chǎn)生的PH值進行觀察、分析。對比工藝水在蒸發(fā)之前與蒸發(fā)之后的PH值變化,可以發(fā)現(xiàn)PH值8.5~8.8時,銅的腐蝕率低.而碳鋼要求PH值不小于9.5。水質(zhì)PH值過高,導(dǎo)致了銅管的腐蝕。影響碳鋼換熱管腐蝕的主要因素有:含氧量和給水pH值:當(dāng)給水中的溶解氧過高或PH值過低,會使換熱管的內(nèi)壁受到腐蝕,所以給水溶解氧的濃度不得超過7pg/ L,PH值維持在9.3~9.6之間。如果殼側(cè)有氧氣存在,將會引起管束外壁的氧腐蝕,銅沉積:會引起點腐蝕,形成點蝕坑。
3、沖刷侵蝕
當(dāng)換熱器內(nèi)蒸汽的流動速度較高且汽流中含有大的水滴時,管子外壁受到汽、水兩相流沖刷變薄,發(fā)生穿孔或受給水壓力而鼓破。換熱器內(nèi)部產(chǎn)生汽水兩相流的主要原因:
① 過熱蒸汽冷卻段內(nèi)部及其出口的蒸汽達不到設(shè)計要求的過熱度;
② 換熱器的出水水位保持過低、出水溫度遠高于設(shè)計溫度時可能出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象,出水進入下一級換熱器時就帶有蒸汽,沖刷換熱管造成損壞;
4、水中雜質(zhì)的影響
在很多泄漏案例中,經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)換熱器內(nèi)存在大量的大顆粒的沙石甚至貝殼之類,分析原因,主要是在實際使用中,含有大量雜物的海水或者污水沒有進行凈化處理就直接輸送到換熱器內(nèi)部,在換熱管內(nèi)不停地流動,極易對換熱管造成劃傷或磨損,除影響換熱效果外,換熱器壽命也大大縮減,使得本就極薄的換熱管過早破裂,造成泄漏。
換熱器在使用中過種需要注意的事項
1、換熱器在運行過程需要密切關(guān)其運行情況及各重要參數(shù),確保設(shè)備在設(shè)計參數(shù)下正常運行,防止發(fā)生疏冷段內(nèi)閃蒸;
2、設(shè)備采購前,先詳細了解設(shè)備的使用場所及各介質(zhì)的情況,有條件的情況盡量做一次水質(zhì)的檢測,將其詳細情況反饋到售前技術(shù)人員,針對特殊情況定制非標(biāo)產(chǎn)品 ;在換熱器運行過程中控制溫度有效降低,不僅要不斷加強換熱器的排污行為,還要適當(dāng)對工藝水PH值進行調(diào)節(jié),以確保換熱器的正常運行。
3、嚴格控制換熱器內(nèi)介質(zhì)的溫度、溶液成分、金屬或合金的成分、應(yīng)力和金屬結(jié)構(gòu),避免應(yīng)力腐蝕破裂。
4、設(shè)備使用時,先查看說明書,了解設(shè)備使用的注意事項,使用污水和海水介質(zhì)時,盡量先對水源進行凈化或者淡化處理,再進行使用,防止水源中雜質(zhì)對換熱管造成損壞,提高換熱器的使用壽命;