容积式换热器
铝制板翅式换热器
新闻动态
换热器接头泄漏的原因分析和改进措施点击：1816 日期：[ 2014-04-26 22:06:22 ] |
| 换热器接头泄漏的原因分析和改进措施 1.林尤飞 2.秦成 2.吴友斌 (1．广东远大机械集团有限公司，广东 韶关 512032；2．肇庆市特种设备检验所，广东 肇庆 526040) [摘要]综述了换热器强度胀接接头缺陷产生的原因，从硬度差、材料、工艺等方面进行深入分析，并提出通过热处理、换材料、控制间隙、液压胀接等方法进行改进措施。随着国内提倡“节能、环保”政策方针的推行，强度胀接所具有的高效性、环保性、低成本性等优势，越来越引起国内厂家的重视。 [关键词]换热器；换热管；管板；胀接接头；泄漏；措施 在化工生产设备中，换热器占很大比例，约占设备投资的20 %～40 %；换热为化工最基本的单元操作，换热器完好与否对化工生产影响巨大，而影响管壳式换热设备质量的重要因素之一是换热管与管板的连接接头质量。目前采用的连接接头工艺有：强度胀接、贴胀、强度焊、密封焊四种。其中强度胀接具有低成本、高效率、劳动强度轻等优点，但连接接头的质量难保证。而随着社会技术的进步和胀接设备技术的完善，强度胀接备受欢迎将是必要趋势；强度焊可靠性好，被厂家普遍所采用。文章将针对换热管与管板强度胀接后产生泄漏的原因进行分析，并提出了相应的改进措施。 1 基本技术指标 该设备为固定管板式换热器 、其型号为BEM900-1.6-200-6/25-4Ⅰ，管板厚度为 55 mm、材料为 JB4726《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》的Ⅱ级 16Mn 锻件，管孔直径 Φ25.250 +0.15mm；换热管采用材料为 0Cr18Ni9、规格为Φ25×2 mm 的钢管，外径偏差±0.3 mm，要求按 GB 151-1999《钢制管壳式换热器》中的Ⅰ级进行制造和验收。换热管与管板采用胀接接头，如图 1 所示。 2 接头泄漏失效的主要原因分析 对壳程进行水压试验时，发现有多处换热管与管板的连接接头泄漏，经补胀后仍都没有达到理想效果，其主要原因是： 2.1 管板与换热管没有足够的硬度差 强度胀接时管板与换热管应有适当的硬度差，否则管子回弹大于管板，造成胀接不紧。GB 151-1999 管壳式换热器对管板与换热管硬度差值没有明确的规定，只要求换热管材料的硬度值一般须低于管板材料的硬度值。前苏联规定应大于 HB 30，日本规定应大于 HB 20。故现在各制造厂通常都将其控制在HB 30 以上，而在本换热器中，按照 JB 4726—2000Ⅱ级锻件规定，16 Mn 锻件在正火状态下的硬度为 HB 121～178，我们实际测得其硬度为 HB 145～155，也就是说换热管硬度比管板硬度还高。在这种情况下，如果换热管与管板的连接采用强度胀接，由于管子的回弹，造成胀接不紧。 2.2 0Cr18Ni9 不锈钢管属于加工硬化倾向大的材料 该换热器属于Ⅰ级换热器，其管子外径与管板管孔之间的最大间隙为 0.7 mm，要达到胀紧目的，管子必须有较大的变形量。然而 0Cr18Ni9 管子在胀接变形量增加的同时，其硬度也随之增加，从而使换热管的硬度更加大于管板硬度，使得胀接更不紧。 2.3 胀接工艺不合理 该换热器采用推进式机械胀接，这种胀接方法使得换热管与管板的连接在整个长度上的应力分布不均匀。 3 改进措施 为了使换热管与管板强度胀接获得可靠的胀接接头，采取了下列措施： 3.1 控制换热管与管板的硬度差 尽量确保管板的硬度高于换热管硬度 HB 30，主要通过提高管板的硬度进行控制。 (1)通过改进热处理工艺，提高 16 Mn 管板的硬度，尽量达到 JB4726-2000 允许值的上限。 (2)在允许的条件下，将管板材质改为硬度更高的 35 CrMo锻件，因为 JB 4726-2000 Ⅱ级中 35 CrMo 锻件的热处理硬度为 HB 185～235。 3.2 控制换热管与管板之间的间隙 换热管与管孔选用较紧的配合。为了减少加工硬化，可采用较紧的管子外径和管孔之间的配合。表 1 是 TEMA—1996RCB—7.41 中的规定和 GB 151-1999 两种标准管子外径和管孔之间的配合比较。 从表 1 可以看出 TEMA—1996 RCB—7.41 中规定较紧的配合比较好，但该标准要求管板管孔加工精度相应高。为了不增加管子供应困难和制造成本，采用 TEMA—1996 RCB—7.41中规定较松配合要求来加工管板。 3.3 采用液压胀接方法 推进式机械胀接主要是通过控制电流的大小来控制胀管器滚锥的转动，来使换热管产生变形而达到与管板连接的目的。但这种胀管方法是很难控制好换热管胀变的力度，使换热管产生过胀或欠胀的结果。而液压胀接的换热管不易产生过胀或欠胀，胀接过程不产生窜动，使得换热管与管板连接处的应力分布均匀。 4 结论 采取上述措施后，奥氏体不锈钢管对 16 Mn 锻件的强度胀接的接头时，接头不再出现泄露，说明所采取的方法取得了良好的效果。 参考文献 [1]毛希澜．换热器设计[M]．上海：上海科学技术出版社，1988． [2]GB 151-1999 管壳式换热器[S]．全国压力容器标准化委员会技术委员会 |
| 上一篇：用简单换热器模型开发的吹灰优化控制系统 | 下一篇：兰石换热公司不断将技术向核电领域拓展 |