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換熱器管束接頭泄漏分析與對(duì)策

文檔作者：李亞莉文檔來(lái)源：陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)氟硅化工有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年10月18日
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換熱器管束接頭泄漏分析與對(duì)策
李亞莉(陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)氟硅化工有限公司，陜西商洛726000)
摘要：由于換熱器有著提升傳熱效率和強(qiáng)度、節(jié)能等特點(diǎn)，
所以被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，主要涉及的有：石油、化
工、暖通、中水處理設(shè)備等方面。換熱器質(zhì)量的好壞與否嚴(yán)重
的影響到行業(yè)的生產(chǎn)效益和安全，而影響換熱器品質(zhì)的一項(xiàng)重
要因素就是管柬接頭，因此就必須要強(qiáng)化對(duì)管束接頭質(zhì)量的監(jiān)
管。本文主要以石油化工行業(yè)中所應(yīng)用的換熱器為研究對(duì)象，
對(duì)其管束接頭中存在的泄漏問(wèn)題及原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)其
中的問(wèn)題提出相應(yīng)的解決措施。
關(guān)鍵詞：換熱器；管柬接頭；泄漏；措施
1換熱器的概述
換熱器通常被應(yīng)用在輕工、能源、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)
中，主要作用就是用于流體的加熱和降溫，負(fù)責(zé)液體氣化或氣
體液化。它可以是以單獨(dú)設(shè)備的形式而存在。如：冷卻器、加
熱器等，也可以被當(dāng)做設(shè)備的某一部分，如：氨合成塔內(nèi)的換熱
器。據(jù)了解，換熱器在設(shè)備的整體中占有20％一30％的成分，因
此就需要我們重視對(duì)換熱器的使用，保證其質(zhì)量就是保證
生產(chǎn)。
2該換熱器的相關(guān)參數(shù)
此換熱器主要為浮頭式，型號(hào)是BIS900一1．6-215—6／25—4
II，對(duì)其進(jìn)行制造和驗(yàn)收的要求和標(biāo)準(zhǔn)要以GBl5卜1999(@兩$1J管
殼式換熱器》中的II級(jí)為主。管板的薄厚度在55mm，所采用的
材料也是依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的II級(jí)16Mn，管孔的直徑是(P25．4+
O．2ram；而換熱管所使用的是SUS321，其具體的規(guī)格型號(hào)是‘P
25X1．6ram的鋼管材料，內(nèi)外徑的差額保持在±0．2mna，此換熱管
需要依照GBl3296—91《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無(wú)縫鋼管》的
標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行執(zhí)行。管板和換熱管之間的連接方式以強(qiáng)度脹
為主。
3管束接頭泄漏的原因
在進(jìn)行對(duì)以強(qiáng)度脹方式連接的管束水壓測(cè)試之后，管束的
接頭地方有多處發(fā)生泄漏現(xiàn)象，在經(jīng)過(guò)補(bǔ)脹之后也沒(méi)有起到作
用，對(duì)其原因進(jìn)行分析，主要考慮到以下幾點(diǎn)：
3．1換熱管和管板的硬度差存在問(wèn)題
在采用強(qiáng)度脹方式對(duì)換熱管和管板進(jìn)行連接時(shí)，其自身應(yīng)
該產(chǎn)生一定的強(qiáng)度差，否則就會(huì)導(dǎo)致管板的回彈低于管子，使
兩者之間的連接不夠緊密。在我國(guó)，對(duì)兩者的強(qiáng)度差規(guī)定是
HB30，而在GBl51—1999并沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行規(guī)定，所以就導(dǎo)致在對(duì)
換熱器進(jìn)行制造的過(guò)程中，其標(biāo)準(zhǔn)在HB20-30以上。而且在制
造換熱管的過(guò)程中，應(yīng)將其硬度控制在HBl21-178的范圍內(nèi)，
但對(duì)實(shí)際中的換熱管進(jìn)行測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)其硬度是在HBl50—167
的范圍內(nèi)，也就是意味著管板的硬度低于換熱管的硬度。若在
此種情況下，將兩者以強(qiáng)度脹的方式進(jìn)行連接，不但會(huì)使管子
的回彈受到影響，使兩者連接不夠緊密，而且也會(huì)由于其硬度
差存在問(wèn)題，在脹接的作用下使管板發(fā)生變形，從而使連接不
緊密，失去密封的效果，進(jìn)而就會(huì)引發(fā)管束接頭的泄漏。
3．2 SUS321奧氏體不銹鋼屬于加工硬化傾向大的材料
由于此換熱器所屬的級(jí)別為II級(jí)，且管子的外徑與管孔之
間的距離是0．8ram，所以要使二者的連接能夠最大程度上脹緊，
就需要將管子的變形量盡可能的最大化，但其變形量不斷增大
的同時(shí)其硬度也會(huì)相應(yīng)的增加，導(dǎo)致?lián)Q熱管硬度大于管板的硬
度，造成兩者連接不夠緊密，引起泄漏。
3．3脹接技術(shù)缺乏合理性
此換熱器主要采用的是機(jī)械滾珠脹接，而此種方式卻會(huì)加
快管子的硬化。
4有效改善泄漏問(wèn)題出現(xiàn)的措施
4．1管控好換熱管與管板的硬度差
要想對(duì)硬度差進(jìn)行控制，首先要做的就是增強(qiáng)管板的硬
度，使其高于換熱管硬度，因換熱管的管孔較小，要達(dá)到降低其
硬度的目的也不是易事，所以在降低其硬度的同時(shí)還要對(duì)管板
的硬度進(jìn)行管控，可以采用以下方法：1)對(duì)熱處理工藝進(jìn)行改
進(jìn)和完善，將管板的硬度提高到JB4726—2000的范圍內(nèi)。2)在
條件允許的情況下，要對(duì)管板的材料進(jìn)行改進(jìn)，采用有較高的
材料，如：35號(hào)鋼，并對(duì)其進(jìn)行硬度處理，使其可以滿(mǎn)足HBl56—
217的標(biāo)準(zhǔn)。
4．2對(duì)換熱管和管板之間的距離進(jìn)行管控
為了可以降低硬化程度，依照相關(guān)的規(guī)定，就要將管子的
外徑和管孔進(jìn)行有效的配合，通過(guò)對(duì)比我們可以看出，采用TE—
MA一1996RCB一7．41的標(biāo)準(zhǔn)兩者間的配合較為緊密，但在尺寸的
精確度方面應(yīng)該進(jìn)行提升，為了可以降低管子供應(yīng)的成本和難
度，可以利用GBl51—1999，3．6．3中I級(jí)換熱器的間隙。
4．3利用液壓脹接的方式進(jìn)行連接
通常情況下，利用強(qiáng)度脹的方式來(lái)進(jìn)行連接，會(huì)因其受力
不均勻而導(dǎo)致管發(fā)生變形，加快管壁的硬化，且隨著摩擦力的
增加，變形程度也會(huì)逐漸發(fā)生改變，加之外界的影響因素也相
對(duì)較多，所以導(dǎo)致脹緊度沒(méi)辦法保持一致。而液壓脹接法則是
以液壓作為動(dòng)力，在進(jìn)行施壓時(shí)是均勻施壓，這樣就不會(huì)導(dǎo)致
管子因受壓不均衡引發(fā)變形，不會(huì)產(chǎn)生硬化問(wèn)題，從而發(fā)揮處
較好的密封作用。
4。4在管束接頭進(jìn)行連接時(shí)，要盡可能的使用焊接方法，或者
是為避免間隙出現(xiàn)腐蝕，而采用焊接加貼脹的方法。
5結(jié)語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō)，要想保證生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，就必須要對(duì)
換熱器的管束接頭質(zhì)量進(jìn)行把控，采用正確的方式來(lái)提高接頭
的緊密性，防止出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。盡管如此，但我們還應(yīng)不斷對(duì)
其連接方式和工藝進(jìn)行改進(jìn)和完善，從根本上降低問(wèn)題的出現(xiàn)
概率，不斷總結(jié)和研究，以便為換熱器日后更好的發(fā)展奠定
基礎(chǔ)。
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