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管壳式换热器失效与受到破坏的成因分析
发布时间:2018.10.29 新闻来源:螺旋缠绕管式换热器,螺纹盘管换热器,螺旋缠绕换热器-山东瀚尊冷暖设备北京pk10 浏览次数:

 腐蚀是管壳式换热器最常见的失效形式。腐蚀最常见的部位为换热管与管板连接处,受到腐蚀的成因如下:管壳程工作介质自身的酸碱性存在着腐蚀性,壳体或是换热管中的拉应力,换热管和管板之间存在着缝隙等情况。上述情况均会加快腐蚀的进度,从而造成换热器的失效。

  2.1工作介质腐蚀

  若工作介质内溶解一定含量的氧、氮、氢与硫等元素,一般会造成换热器的失效。选择合理的媒介决定着换热器的使用寿命,不同的腐蚀性介质要选用相对应的预防对策。如:使用回收硝酸尾气作为热量的废热锅炉,因为硝酸尾气中主要成分是氮化物, 当其处于一定的温度与压力环境中,氮和铁其他不少的合金元素会产生硬且脆的氮化物,从而造成钢材出现氮化的现象,最终降低力学性能趋弱。特别是高温气体的入口处,工作介质腐蚀会造成管板的表面、管板与换热管之间的连接处以及管板外部的换热管端面由于氮化的缘故而出现泄漏情况。海洋环境中使用的设备面临着更加复杂的腐蚀情况,如:吸氧腐蚀、海生物腐蚀等。金属腐蚀还与海水的氧含量、温度、PH、溶液成分、海水的流速等因素有关。紫铜对海水流速腐蚀最敏感,B10铜合金对加入海砂后的冲刷腐蚀也很敏感。大部分铜合金在流动海水均存在临界流速。如:海水流速超过4.5米/秒, B30铜合金腐蚀速度非常的快。铜合金在海水环境中还面临着脱成分腐蚀情况。

  2.2应力腐蚀

  应力腐蚀是最广泛最严重的一种失效形式。其产生的基本条件有三点:(1)敏感材质,发生应力腐蚀主要是合金,纯金属极少发生。(2)特定的介质,如酸碱盐溶液、海水、工业大气、水蒸气等(3)足够的拉应力。管壳式换热器在热处理、焊接以及加工过程中出现的残余应力,设备在工作条件下承受外载荷而引起的工作应力,温差引起的热应力,设备、部件的安装和装配而引起的应力以及腐蚀产物体积效应而引起的应力等。因此,应及时地清除应力腐蚀影响。

  2.3 缝隙腐蚀

  缝隙腐蚀是因金属与非金属之间或金属与金属之间存缝隙,使缝隙内介质处于滞流状态而引起缝内金属腐蚀加速的一种局部腐蚀形态。缝隙腐蚀的条件是应具有一定的缝隙,其宽度必须能使介质进入缝内,同时又必须窄到能使介质在缝内停滞。一般发生缝隙腐蚀最敏感的缝宽为0.025mm~0.1mm。如换热管与管板采用如上图2所示焊接时,管板和换热管之间存在着缝隙往往就会发生缝隙腐蚀。因此,应及时地改善制造工艺尽量避免缝隙的存在。

  2.4腐蚀疲劳

  腐蚀和循环载荷协同作用下往往会发生腐蚀疲劳,腐蚀环境中运行的设备要经常承受交变载荷,很少有实际构件只承受单向静态负载,腐蚀疲劳其危险程度比单纯的腐蚀或疲劳要严重得多。因此,分析腐蚀疲劳损伤发生发展的原因和速度,进而评估设备的使用寿命或找到有效的腐蚀疲劳断裂的控制措施,提高设备运行的可靠程度。

  2.5点腐蚀

  腐蚀出现在金属表面很小区域并逐步深入到金属内部,而其他大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微的形态。产生点蚀的条件:(1)多发生在表面生成钝化膜的金属和合金上或表面有阴极性镀层的金属上。(2)往往有侵蚀性卤素离子与氧化剂共存。(3)对给定的金属—介质体系,存在一特定的临界电位,高于此电位时才发生点蚀。

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