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換熱器滲漏解析

2022-11-15


換熱器滲漏是換熱器使用中最為常見(jiàn)的設(shè)備管理問(wèn)題,滲漏主要是腐蝕造成的,少部分是由于換熱器選型和換熱器本身的制造工藝缺陷,列管式換熱器的腐蝕形式基本有兩種:電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。列管式換熱器在制作時(shí),管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊,焊縫形狀存在不同程度的缺陷,如凹陷、氣孔、夾渣等,焊縫應(yīng)力的分布也不均勻。使用時(shí)管板部分一般與工業(yè)冷卻水接觸,而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類(lèi)、氣體、微生物都會(huì)構(gòu)成對(duì)管板和焊縫的腐蝕。這就是我們常說(shuō)的電化學(xué)腐蝕。研究表明,工業(yè)水無(wú)論是淡水還是海水,都會(huì)有各種離子和溶解的氧氣,其中氯離子和氧的濃度變化,對(duì)金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外,金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也會(huì)影響腐蝕形態(tài)。因此,管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看,管板表面會(huì)有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物,分布著大小不等的凹坑。以海水為介質(zhì)時(shí),還會(huì)產(chǎn)生電偶腐蝕?;瘜W(xué)腐蝕就是介質(zhì)的腐蝕,換熱器管板接觸各種各樣的化學(xué)介質(zhì),就會(huì)受到化學(xué)介質(zhì)的腐蝕。另外,換熱器管板還會(huì)與換熱管之間產(chǎn)生一定的雙金屬腐蝕。一些管板還長(zhǎng)期處于腐蝕介質(zhì)的沖蝕中。尤其是固定管板換熱器, 還有溫差應(yīng)力, 管板與換熱管聯(lián)接處極易泄漏,導(dǎo)致?lián)Q熱器失效。 綜上所述,影響換熱器管板腐蝕的主要因素有: (1)介質(zhì)成分和濃度:濃度的影響不一,例如在鹽酸中,一般濃度越大腐蝕越嚴(yán)重。碳鋼和不銹鋼在濃度為50%左右的硫酸中腐蝕最嚴(yán)重,而當(dāng)濃度增加到60%以上時(shí),腐蝕反而急劇下降; (2)雜質(zhì):有害雜質(zhì)包括氯離子、硫離子、氰離子、氨離子等,這些雜質(zhì)在某些情況下會(huì)引起嚴(yán)重腐蝕 (3)溫度:腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng),溫度每提升 10℃,腐蝕速度約增加1~3倍,但也有例外; (4)ph值:一般ph值越小,金屬的腐蝕越大; (5)流速:多數(shù)情況下流速越大,腐蝕也越大。

換熱器滲漏是換熱器使用中最為常見(jiàn)的設(shè)備管理問(wèn)題,滲漏主要是腐蝕造成的,少部分是由于換熱器選型和換熱器本身的制造工藝缺陷,列管式換熱器的腐蝕形式基本有兩種:電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。列管式換熱器在制作時(shí),管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊,焊縫形狀存在不同程度的缺陷,如凹陷、氣孔、夾渣等,焊縫應(yīng)力的分布也不均勻。使用時(shí)管板部分一般與工業(yè)冷卻水接觸,而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類(lèi)、氣體、微生物都會(huì)構(gòu)成對(duì)管板和焊縫的腐蝕。這就是我們常說(shuō)的電化學(xué)腐蝕。研究表明,工業(yè)水無(wú)論是淡水還是海水,都會(huì)有各種離子和溶解的氧氣,其中氯離子和氧的濃度變化,對(duì)金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外,金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也會(huì)影響腐蝕形態(tài)。因此,管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看,管板表面會(huì)有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物,分布著大小不等的凹坑。以海水為介質(zhì)時(shí),還會(huì)產(chǎn)生電偶腐蝕?;瘜W(xué)腐蝕就是介質(zhì)的腐蝕,換熱器管板接觸各種各樣的化學(xué)介質(zhì),就會(huì)受到化學(xué)介質(zhì)的腐蝕。另外,換熱器管板還會(huì)與換熱管之間產(chǎn)生一定的雙金屬腐蝕。一些管板還長(zhǎng)期處于腐蝕介質(zhì)的沖蝕中。尤其是固定管板換熱器, 還有溫差應(yīng)力, 管板與換熱管聯(lián)接處極易泄漏,導(dǎo)致?lián)Q熱器失效。

綜上所述,影響換熱器管板腐蝕的主要因素有:

(1)介質(zhì)成分和濃度:濃度的影響不一,例如在鹽酸中,一般濃度越大腐蝕越嚴(yán)重。碳鋼和不銹鋼在濃度為50%左右的硫酸中腐蝕最嚴(yán)重,而當(dāng)濃度增加到60%以上時(shí),腐蝕反而急劇下降;

(2)雜質(zhì):有害雜質(zhì)包括氯離子、硫離子、氰離子、氨離子等,這些雜質(zhì)在某些情況下會(huì)引起嚴(yán)重腐蝕

(3)溫度:腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng),溫度每提升 10℃,腐蝕速度約增加1~3倍,但也有例外;

(4)ph:一般ph值越小,金屬的腐蝕越大;

(5)流速:多數(shù)情況下流速越大,腐蝕也越大。

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換熱器試漏方法 列管換熱器無(wú)損檢測(cè) 在故障檢測(cè)、特別是換熱器部分可使用專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和儀器,可以檢測(cè)腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,這里以美嘉華的技術(shù)產(chǎn)品為例來(lái)了解一下無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的功能: 1)可視內(nèi)窺鏡檢測(cè)管板內(nèi)表面; 2)定制的問(wèn)題研究和報(bào)價(jià); 3)APR(聲脈沖反射法),一種創(chuàng)新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),基于分析管板內(nèi)產(chǎn)生多維聲波的分析; 4)無(wú)損檢測(cè)直的和彎曲的由有磁性和無(wú)磁性材料制成的換熱器管材; 5)快速檢測(cè):每個(gè)管材少于 10 秒; 6)檢測(cè)泄露、全部和部分堵塞、侵蝕和點(diǎn)蝕; 7)適合橢圓管、方形管、螺旋管、肋片管及從 9/16"直徑出的彎曲; 8)立即可視結(jié)果; 9)數(shù)字存儲(chǔ)用于以后的檢查和比較; 10)定制的問(wèn)題研究和成本估計(jì)。 水試漏的方法 傳統(tǒng)上我們使用水對(duì)換熱器的試漏,就是將水注入換熱器中,注滿水后再用水泵對(duì)換熱器中的水進(jìn)行打壓,使之達(dá)到一定的壓力,進(jìn)行對(duì)換熱器的查漏。查漏結(jié)束做出標(biāo)記后泄壓和排水,再進(jìn)行堵漏。如果換熱器較大、泄漏較嚴(yán)重,水壓在較低時(shí)就會(huì)發(fā)生泄漏,不得不排水堵漏,堵漏完成后再充水、充壓試漏,反復(fù)進(jìn)行,增加換熱器檢修時(shí)間。由于充水和打壓需要大量的時(shí)間,泄漏的部位需要?jiǎng)踊鹧a(bǔ)焊消漏時(shí),又要對(duì)泄漏部位進(jìn)行干燥處理,否則影響補(bǔ)焊消漏的質(zhì)量。如果泄漏的換熱器內(nèi)部有可燃介質(zhì),必須進(jìn)行氮?dú)庵脫Q,合格后才能動(dòng)火補(bǔ)焊消漏作業(yè),否則會(huì)產(chǎn)生著火和爆炸,危及人身和設(shè)備的安全。 氮?dú)庠嚶┑姆椒? 列管式換熱器泄漏后使用氮?dú)膺M(jìn)行充壓試漏,比較快速。用氮?dú)鈱?duì)換熱器堵漏動(dòng)火作業(yè)時(shí),不必再進(jìn)行置換處理,節(jié)約檢修消漏的時(shí)間。 氮?dú)庠诤铣砂睋Q熱器試漏中的使用 操作要點(diǎn) (1)由于是高壓氮?dú)?壓力9.5MPa),使用時(shí)必須要有2人以上作業(yè)開(kāi)閥門(mén),在兩閥門(mén)中間加裝壓力表1個(gè),一人監(jiān)護(hù)壓力表的指示,另一人進(jìn)行開(kāi)閥門(mén)作業(yè),保證管道壓力在允許的范圍之內(nèi),防止超壓,造成管線或人員傷害。 (2)換熱器EA103為浮頭式換熱器,試漏時(shí)需要做試漏封頭安裝到換熱器上。 (3)投用步驟 先全開(kāi)1閥和3閥,如圖1,再緩慢打開(kāi)2閥,對(duì)換熱器進(jìn)行充壓,同時(shí)注意壓力表壓力,在3.0MPa之內(nèi)。 (4)泄壓步驟 先全關(guān)1閥和2閥,打開(kāi)泄壓閥門(mén)泄壓完成后,全關(guān)3閥。 兩種試漏方法的比較 從上述使用情況看,用氮?dú)庠嚶┕?jié)約大量的檢修時(shí)間,檢修費(fèi)用。水和氮?dú)庠嚶┓椒ǖ谋容^見(jiàn)表1。 氮?dú)庠嚶┑陌踩⒁馐马?xiàng) (1)因?yàn)榈獨(dú)庥兄舷⒌娘L(fēng)險(xiǎn),使用時(shí)必須注意人員的安全,防止人員中毒。 (2)氮?dú)馐褂脮r(shí)要提前進(jìn)行管線的預(yù)制。 (3)氮?dú)馐褂脮r(shí)臨時(shí)管線上要增加壓力表,兩人用對(duì)講機(jī)聯(lián)系開(kāi)閥門(mén),防止超壓。 (4)氮?dú)馐褂猛瓿珊蟊仨毤皶r(shí)泄壓、拆除。 (5)氮?dú)馐褂脮r(shí)必須2人以上用對(duì)講機(jī)聯(lián)系充壓和泄壓操作,防止管線超壓,損壞管線,防止人員窒息,造成人身傷害。 (6)氮?dú)獠皇褂脮r(shí)必須對(duì)管線的閥門(mén)進(jìn)行掛"禁動(dòng)"標(biāo)識(shí)牌,防止人員誤動(dòng)作。

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