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列管式换热器拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起的金属或合金的破裂

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列管式换热器拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起的金属或合金的破裂

发布日期:2017-12-29 作者:www.jsyyjx.com.cn 点击:

一种原因是当蒸汽的流动速度较高且汽流中含有大的水滴时,管子外壁受汽、水两相流冲刷,变薄,发生穿孔或受给水压力而鼓破。

列管式换热器内部产生汽水两相流的主要原因:一是过热蒸汽冷却段内部及其出口的蒸汽达不到设计要求的过热度引起的;二是换热器的疏水水位保持过低或无水位或疏水温度远高于设计值或疏水流动阻力较大或抽汽压力突然降低等因素使疏水闪蒸,疏水进入下一级换热器时就带有蒸汽,冲刷换热器管造成损坏;三是当高加内某根管子发生损坏泄漏时,高压给水从泄漏处以极大的速度冲出会将邻近的管子或隔板冲刷破坏。 另一种原因是受到蒸汽或疏水的直接冲击。因防冲板材料和固定方式不合理。在运行中破碎或脱落,失去防冲刷保护作用;防冲板面积不够大,水滴随高速气流运动,撞击防冲板以外的管束;壳体与管束间的距离太小,使入口处的汽流速度很高。 

列管式换热器

列管式换热器应力腐蚀破裂是指拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起的金属或合金的破裂。其特征是,大部分表面上并未遭破坏,只有一部分细裂纹穿透金属或合金内部。应力腐蚀破裂能在常用的设计应力范围之内产生,因此后果严重。引起应力腐蚀破裂的重要因素有温度、溶液成分、金属或合金的成分、应力和金属结构。 

给水温度过低或机组超负荷等情况下,通过换热器管子间蒸汽流量和流速超过设计值较多时,具有一定弹性的管束在壳侧流体扰动力的作用下会产生振动,当激振力的频率与管束自然振动频率或其倍数相吻合时,将引起管束共振,使振幅大大的增加,导致管子与管板的连接处受到反复作用力造成管束损坏,管束振动损坏的机理一般有:

①由于振动而使管子或管子与管板连接处的应力超过材料的疲劳持久极限,使管子疲劳断裂;

②振动的管子在支撑隔板的管孔中与隔板金属发生摩擦,使管壁变薄,最后导致破裂;

③当振动幅度较大时,在跨度的中间位置相邻的管子会相互摩擦,使管子磨损或疲劳断裂。 

列管式换热器入口管端的侵蚀损坏只发生在碳钢换热器中,是一种侵蚀和腐蚀共同作用的损坏过程:其机理是管壁金属在表面形成的氧化膜被高紊流度的给水破坏并带走,金属材料不断损失。最终导致管子的破损。有时损坏面可以扩大到管端焊缝甚至管板:给水pH 值低(小于9.6)、含氧量高(大于7μg/L)、温度低(小于260℃)、紊流度大的情况下,容易发生侵蚀。 

当低压换热器的管材为铜,低加铜管常因泄漏严重而被迫更换。pH 值8.5~8.8 时,铜的腐蚀率最低.而碳钢要求pH 值不小于9.5。锅炉给水pH 值过高,导致了铜管的腐蚀。影响碳钢管束腐蚀的主要因素有:含氧量和给水pH 值:当给水中的溶解氧过高或pH 值过低,会使高加管子的内壁受到腐蚀,故给水溶解氧的浓度不得超过7pg/L,pH 值维持在9.3~9.6 之间。如果壳侧有氧气存在,将会引起管束外壁的氧腐蚀。铜沉积:会引起点腐蚀,形成点蚀坑。温度影响碳钢表面Fe3O4氧化膜的形成:一般认为在260℃%以上时,Fe3O4氧化膜比较稳定. 低于这个温度时,Fe3O4氧化膜的保护程度取决于给水的pH 值和其他环境因素。pH 值大于9.6 时,安全。 

管子材质不良,管壁厚薄不均,组装前管子有缺陷,胀口处过胀,管子外侧有拉损伤痕等,在换热器遇到异常工况时,会导致管子大量损坏。 






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