熱交換器定期檢驗-全國壓力容器檢驗員RQ-1

1、2022-2-101 熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗江蘇省特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院 王 艷 青 2022-2-102熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗主要內(nèi)容一、換熱器的分類二、換熱器的結(jié)構(gòu)形式（例題1-4）三、結(jié)垢的危害和清洗四、換熱器缺陷問題及處理（例題5-13）五、檢驗記錄&報告問題及處理（例題14-15）2022-2-103熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗 一、換熱器的分類 A 按作用原理分：1.直接接觸式換熱器2.蓄熱式換熱器(回流式換熱器、蓄熱器)3.間壁式換熱器(表面式和間接式換熱器)B 按用途分：1.加熱器2.預熱器3.過熱器4.蒸發(fā)器 5.再沸器6.冷卻器7.冷

2、凝器C 按傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)分1.管式換熱器2.板式換熱器3.特殊形式換熱器D 按作用材料分：1.金屬材料換熱器 2.非金屬材料換熱器2022-2-104二、換熱器結(jié)構(gòu)形式（例題二、換熱器結(jié)構(gòu)形式（例題1 1）管殼式管殼式熱交換器按結(jié)構(gòu)形式可分熱交換器按結(jié)構(gòu)形式可分a.a.固定管板式固定管板式b.b.浮頭式浮頭式c.Uc.U形管式形管式d.d.釜式釜式e.e.填料函式填料函式熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗 2022-2-105熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗 nA.固定管板式熱交換器的結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點固定管板式熱交換器的結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(例題例題2Q1)n特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、沒有殼程密封的問題，

3、而特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、沒有殼程密封的問題，而且往往是管板兼作法蘭。其適用于：且往往是管板兼作法蘭。其適用于：na) 管、殼程溫差較大，但壓力不高的場合管、殼程溫差較大，但壓力不高的場合(因為溫差因為溫差大，要加膨脹節(jié)，而膨脹節(jié)耐壓能力差）；大，要加膨脹節(jié)，而膨脹節(jié)耐壓能力差）；nb) 管、殼程溫差不大，而壓力較高的場合；管、殼程溫差不大，而壓力較高的場合；nc) 殼程無法機械清洗，故要求殼程介質(zhì)干凈；或雖殼程無法機械清洗，故要求殼程介質(zhì)干凈；或雖會結(jié)垢，但通過化學清而能去除的場合；會結(jié)垢，但通過化學清而能去除的場合；n d) 布管多，鍛件少，一次性投資低；但不可更換布管多，鍛件少，一次性投資

4、低；但不可更換管束，整臺設備往往由換熱管損壞而更換，故設備運管束，整臺設備往往由換熱管損壞而更換，故設備運行周期短。行周期短。2022-2-106熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗2022-2-107熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗 使用溫度和壓力的限制使用溫度和壓力的限制n缺點：由于換熱管、管板和殼體焊在一起，故換缺點：由于換熱管、管板和殼體焊在一起，故換熱管與殼體間的金屬壁溫差引起的溫差應力是其熱管與殼體間的金屬壁溫差引起的溫差應力是其致命的弱點，因為在固定管板換熱器的管板溫差致命的弱點，因為在固定管板換熱器的管板溫差應力計算中，要校核以下三個方面的應力和力：應力計算中，要校核以下三

5、個方面的應力和力：n 按有溫差的各種工況算出的殼體軸向應力按有溫差的各種工況算出的殼體軸向應力c，n 換熱管軸向應力換熱管軸向應力t，n 換熱管與管板之間連接拉脫力換熱管與管板之間連接拉脫力qn當殼體與換熱管金屬溫差當殼體與換熱管金屬溫差(注意不是介質(zhì)溫差注意不是介質(zhì)溫差)高于高于50時一般應設置膨脹節(jié)。時一般應設置膨脹節(jié)。2022-2-108熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗熱交換器劃線的零部件（熱交換器劃線的零部件（1-6）名稱（）名稱（Q2）1.折流板；折流板；2.管束；管束；3.殼體；殼體；4.封頭；封頭；5.接管；接管；6.管板。管板。2022-2-109熱交換器的定期檢驗熱交換器

6、的定期檢驗nB U型管式熱交換器的結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點（例題型管式熱交換器的結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點（例題3Q1）nU 形管式換熱器在換熱器中是唯一適用于高溫、高壓和高溫形管式換熱器在換熱器中是唯一適用于高溫、高壓和高溫差的換熱器差的換熱器,特點如下：特點如下：n以以U 形換熱管尾端的自由浮動解決溫差應力，可用于高溫差；形換熱管尾端的自由浮動解決溫差應力，可用于高溫差；n只有一塊管板，加之法蘭的數(shù)量也少，故結(jié)構(gòu)簡單而且泄漏只有一塊管板，加之法蘭的數(shù)量也少，故結(jié)構(gòu)簡單而且泄漏點少；點少；n可以進行抽芯清洗；可以進行抽芯清洗；n由于彎管由于彎管Rmin 的限制，分程間距寬，故比固定管板換熱器排的限制，分程間距寬，故比固定

7、管板換熱器排管略少。管略少。n管程流速太高時，將會對管程流速太高時，將會對U 形彎管段產(chǎn)生嚴重的沖蝕，影響形彎管段產(chǎn)生嚴重的沖蝕，影響壽命，尤其壽命，尤其R 小的管子。小的管子。n換熱管泄漏時，除外圈換熱管泄漏時，除外圈U 形管外，不能更換，只能堵管。形管外，不能更換，只能堵管。2022-2-1010熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗熱交換器劃線的零部件（熱交換器劃線的零部件（1-8）名稱（例題）名稱（例題3Q2）1.凸形封頭（管程）；凸形封頭（管程）；2.中間擋板；中間擋板；3.U形換熱管；形換熱管；4. 凸形封頭（殼程）；凸形封頭（殼程）；5.補強圈；補強圈；6.鞍式支座；鞍式支座；7.

8、 內(nèi)導流筒；內(nèi)導流筒；8.殼體法蘭。殼體法蘭。2022-2-1011熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗nC 浮頭式熱熱交換器的結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點（例題浮頭式熱熱交換器的結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點（例題4Q1）n浮頭式熱交換器管束膨脹不受殼體約束，管程浮頭式熱交換器管束膨脹不受殼體約束，管程可分為多程，能在較高溫度和壓力條件下工作，可分為多程，能在較高溫度和壓力條件下工作，管束可以抽出。管殼式熱交換器最少具有兩個流管束可以抽出。管殼式熱交換器最少具有兩個流程，通常為管程和殼程。管程流體所流經(jīng)的空間程，通常為管程和殼程。管程流體所流經(jīng)的空間都屬于管程。屬于主要受壓元件的有管束、管板、都屬于管程。屬于主要受壓元件的有管束

9、、管板、浮頭、管箱和一部分殼體。管箱是可以是帶一段浮頭、管箱和一部分殼體。管箱是可以是帶一段圓筒的封頭，也可以是圓筒加平蓋。優(yōu)點如下：圓筒的封頭，也可以是圓筒加平蓋。優(yōu)點如下：2022-2-1012熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗na)可抽式管束，當換熱管為正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列時，管束可抽式管束，當換熱管為正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列時，管束可抽出進行管間機械清洗，適用于殼程易結(jié)焦及堵塞的工況；可抽出進行管間機械清洗，適用于殼程易結(jié)焦及堵塞的工況；nb)一端管板夾持，一端內(nèi)浮頭型式可自由浮動，故無需考慮溫一端管板夾持，一端內(nèi)浮頭型式可自由浮動，故無需考慮溫差應力，可用于大溫差的場合；差應力，可

10、用于大溫差的場合；nc)浮頭結(jié)構(gòu)復雜，影響排管數(shù)，加之處于殼程介質(zhì)內(nèi)的浮頭密浮頭結(jié)構(gòu)復雜，影響排管數(shù)，加之處于殼程介質(zhì)內(nèi)的浮頭密封面操作中發(fā)生泄漏時很難采取措施；封面操作中發(fā)生泄漏時很難采取措施；nd)壓力試驗時的試壓太具復雜。壓力試驗時的試壓太具復雜。n缺點如下：缺點如下：n內(nèi)浮頭結(jié)構(gòu)限制了使用壓力和溫度內(nèi)浮頭結(jié)構(gòu)限制了使用壓力和溫度,故一般情況其使用限制為故一般情況其使用限制為Pmax6.4 MPa; Tmax400（450）；）；n對于大直徑（對于大直徑（DN1200mm），而壓力又較高時，浮頭端密封），而壓力又較高時，浮頭端密封結(jié)構(gòu)的設計和制造尤其是浮頭內(nèi)螺柱熱松弛始終是個難題，而對結(jié)

11、構(gòu)的設計和制造尤其是浮頭內(nèi)螺柱熱松弛始終是個難題，而對殼程為加熱介質(zhì)時，更為突出。殼程為加熱介質(zhì)時，更為突出。2022-2-1013熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗下圖所示熱交換器劃線的零部件（下圖所示熱交換器劃線的零部件（1-8）名稱）名稱（例題（例題4Q2）1.固定管板；固定管板；2.殼程圓筒；殼程圓筒；3.換熱管；換熱管；4.浮頭法浮頭法蘭；蘭；5.浮動管板；浮動管板；6.管箱圓筒；管箱圓筒；7.分程隔板。分程隔板。2022-2-1014熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗2022-2-1015熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗2022-2-1016熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期

12、檢驗換熱器型號的表示方法級換熱器管/殼程數(shù)，單殼程時寫公稱長度（）， 換熱管外徑（）公稱換熱面積（）管/殼程設計壓力（),壓力相等時只寫公稱直徑（），對于釜式重沸器用分數(shù)表示，分子為管箱內(nèi)直徑，分母為圓筒內(nèi)直徑。第一個字母代表前端管箱型式第二個字母代表殼體型式第三個字母代表后端結(jié)構(gòu)型式2022-2-1017熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗舉例舉例1、浮頭式換熱器 平蓋管箱，公稱直徑500mm，管程和殼程設計壓力均為1.6MPa，公稱換熱面積54，較高級冷拔換熱管外徑25mm，管長6m，4管程單殼程的浮頭式換熱器，其型號為： AES500-1.6-54-6/25-42、固定管板式換熱器 封頭

13、管箱，公稱直徑700mm，管程設計壓力2.5MPa，殼程設計壓力1.6MPa，公稱換熱面積200 ，較高級冷拔換熱管外徑25mm,管長9m，4管程單殼程的固定管板式換熱器，其型號為： BEM700-2.5/1.6-200-9/25-43、U型管式換熱器 封頭管箱，公稱直徑500mm，管程設計壓力4.0MPa，殼程設計壓力1.6MPa，公稱換熱面積75 ，較高級冷拔換熱管外徑19mm,管長6m，2管程單殼程的U型管式換熱器，其型號為： BIU500-4.0/1.6-75-6/19-22022-2-1018熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗管殼式換熱器的主要零部件（一）換熱管及在管板上的排列方式

14、2022-2-1019熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗（二）管板及換熱管的連接n脹接n焊接n二者并用（脹焊并用）2022-2-1020熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗2022-2-1021熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗（三）殼體及管板的連接（四）管箱（五）折流板2022-2-1022熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗（六）管程和殼程數(shù)2022-2-1023熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n四、結(jié)垢的危害和清洗四、結(jié)垢的危害和清洗n換熱器管束除垢的方法主要有下列三種。n1、手工或機械方法 n2、沖洗法nA 逆流沖洗2022-2-10242022-2-1025熱交換器的定期檢驗

15、熱交換器的定期檢驗B 高壓水槍沖洗法2022-2-1026熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n3、化學除垢2022-2-1027熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n例題例題5 n目的：換熱器常見的缺陷和成因目的：換熱器常見的缺陷和成因n固定管板式熱交換器常見的缺陷有哪些？以及缺固定管板式熱交換器常見的缺陷有哪些？以及缺陷形成的可能原因？陷形成的可能原因？n對于固定管板式熱交換器常見的缺陷失效模式：對于固定管板式熱交換器常見的缺陷失效模式：換熱管腐蝕、結(jié)垢、振動引起的折流板處換熱管機換熱管腐蝕、結(jié)垢、振動引起的折流板處換熱管機械磨損、溫差應力引起的孔橋和焊縫開裂、管板焊械磨損、溫差應力引起的

16、孔橋和焊縫開裂、管板焊接接頭應力腐蝕開裂、封頭隔板變形和開裂、管箱接接頭應力腐蝕開裂、封頭隔板變形和開裂、管箱腐蝕和機械磨損、進出口管減薄和不流動或流速較腐蝕和機械磨損、進出口管減薄和不流動或流速較慢區(qū)域換熱管氣蝕減薄。慢區(qū)域換熱管氣蝕減薄。2022-2-1028熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗換熱管腐蝕：在管內(nèi)為加熱介質(zhì)換熱管腐蝕：在管內(nèi)為加熱介質(zhì),殼體為被加熱介質(zhì)時，殼體為被加熱介質(zhì)時，冷熱介質(zhì)的熱交換是通過熱介質(zhì)的多回程流動來實現(xiàn)冷熱介質(zhì)的熱交換是通過熱介質(zhì)的多回程流動來實現(xiàn)的。當介質(zhì)進入熱交換器時，若壓力無變化，溫度降的。當介質(zhì)進入熱交換器時，若壓力無變化，溫度降低，將會導致介質(zhì)中

17、飽和態(tài)的水蒸汽冷凝，腐蝕性介低，將會導致介質(zhì)中飽和態(tài)的水蒸汽冷凝，腐蝕性介質(zhì)如質(zhì)如H2S、CO2、HCL等溶解與水中形成酸性腐蝕環(huán)等溶解與水中形成酸性腐蝕環(huán)境導致減薄。境導致減薄。 換熱管冷凝酸性水腐蝕換熱管冷凝酸性水腐蝕 管板角焊縫腐蝕2022-2-1029熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗結(jié)垢：介質(zhì)結(jié)垢將會導致垢下腐蝕，在循環(huán)水系統(tǒng)尤為結(jié)垢：介質(zhì)結(jié)垢將會導致垢下腐蝕，在循環(huán)水系統(tǒng)尤為突出。冷卻水出口溫度或工藝物料側(cè)入口溫度的升高會突出。冷卻水出口溫度或工藝物料側(cè)入口溫度的升高會增加腐蝕速率和結(jié)垢傾向。工藝物料側(cè)的溫度高于增加腐蝕速率和結(jié)垢傾向。工藝物料側(cè)的溫度高于60時淡水冷卻水存在結(jié)垢

18、傾向，工藝物料側(cè)溫度繼續(xù)升高時淡水冷卻水存在結(jié)垢傾向，工藝物料側(cè)溫度繼續(xù)升高或冷卻水入口溫度升高時，這一傾向更明顯。垢層可由或冷卻水入口溫度升高時，這一傾向更明顯。垢層可由礦物沉淀（硬的）、淤泥、懸浮的有機材料、腐蝕產(chǎn)物、礦物沉淀（硬的）、淤泥、懸浮的有機材料、腐蝕產(chǎn)物、軋制氧化皮、海水和微生物生長形成，造成垢下腐蝕。軋制氧化皮、海水和微生物生長形成，造成垢下腐蝕。 殼程換熱管腐蝕殼程換熱管腐蝕 隔板垢下腐蝕2022-2-1030熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗機械磨損：兩相互接觸的表面產(chǎn)生相對摩擦運動，接觸機械磨損：兩相互接觸的表面產(chǎn)生相對摩擦運動，接觸點形成的粘著與滑溜不斷相互交替，造

19、成材料表面損傷點形成的粘著與滑溜不斷相互交替，造成材料表面損傷的過程。由于許多熱交換器在檢修中都會將管束抽出，的過程。由于許多熱交換器在檢修中都會將管束抽出，在抽出管束時比較容易在殼體上形成機械損傷。另外，在抽出管束時比較容易在殼體上形成機械損傷。另外，折流板與孔板引起的振動也容易引起換熱管的機械磨損。折流板與孔板引起的振動也容易引起換熱管的機械磨損。 換熱器抽芯磨損換熱器抽芯磨損 折流板和換熱管振動磨損折流板和換熱管振動磨損2022-2-1031熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗溫差應力孔橋開裂：由于在各種復雜的工況下，考溫差應力孔橋開裂：由于在各種復雜的工況下，考慮到殼體的軸向應力和換熱

20、管的軸向應力以及管板慮到殼體的軸向應力和換熱管的軸向應力以及管板與換熱管焊接接頭殘余應力，當軸向應力大于拉脫與換熱管焊接接頭殘余應力，當軸向應力大于拉脫力時，最可能引起失效的就是管板與換熱管的連接力時，最可能引起失效的就是管板與換熱管的連接部位開裂。部位開裂。 管板開裂管板開裂 管板角焊縫開裂2022-2-1032熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n管板焊接接頭應力腐蝕開裂：應力腐蝕的發(fā)生的必要條件是拉應管板焊接接頭應力腐蝕開裂：應力腐蝕的發(fā)生的必要條件是拉應力、腐蝕介質(zhì)和材料敏化溫度條件同時具備的情況下才可能發(fā)生。力、腐蝕介質(zhì)和材料敏化溫度條件同時具備的情況下才可能發(fā)生。通常情況下，換熱器

21、筒體、封頭和換熱管會分開進行熱處理，而焊通常情況下，換熱器筒體、封頭和換熱管會分開進行熱處理，而焊接接頭通常會局部熱處理，并且由于管板的厚度較大，焊接條件較接接頭通常會局部熱處理，并且由于管板的厚度較大，焊接條件較差，熱處理效果較為不理想，焊接接頭的殘余應力水平較高，在腐差，熱處理效果較為不理想，焊接接頭的殘余應力水平較高，在腐蝕介質(zhì)條件下，將會發(fā)生應力腐蝕開裂。蝕介質(zhì)條件下，將會發(fā)生應力腐蝕開裂。n封頭隔板變形和開裂：由于熱交換器的工藝特性是兩種以上的介封頭隔板變形和開裂：由于熱交換器的工藝特性是兩種以上的介質(zhì)進行熱量交換，因此在熱交換器中形成溫度差是不可避免的。另質(zhì)進行熱量交換，因此在熱交

22、換器中形成溫度差是不可避免的。另外，運行壓力的波動和換熱器進、出口壓差的增大，也會導致隔板外，運行壓力的波動和換熱器進、出口壓差的增大，也會導致隔板的開裂和變形。的開裂和變形。n 隔板變形隔板變形2022-2-1033熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗進出口管沖蝕減?。毫黧w與金屬之間產(chǎn)生切應力，能進出口管沖蝕減?。毫黧w與金屬之間產(chǎn)生切應力，能剝離金屬表面層或腐蝕產(chǎn)物，使新鮮的金屬表面暴露剝離金屬表面層或腐蝕產(chǎn)物，使新鮮的金屬表面暴露出來，形成快速腐蝕。換熱器進出口管，由于流速較出來，形成快速腐蝕。換熱器進出口管，由于流速較快，可以在很短的時間內(nèi)造成局部嚴重腐蝕，典型情快，可以在很短的時間內(nèi)造

23、成局部嚴重腐蝕，典型情況有腐蝕坑、溝、銳槽、蝕孔和波紋狀形貌，且具有況有腐蝕坑、溝、銳槽、蝕孔和波紋狀形貌，且具有一定的方向性。一定的方向性。 接管內(nèi)部腐蝕圖片接管內(nèi)部腐蝕圖片2022-2-1034熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n不流動或流速較慢區(qū)域換熱管氣蝕減?。河捎跓岵涣鲃踊蛄魉佥^慢區(qū)域換熱管氣蝕減?。河捎跓峤粨Q器是一個熱交換的過程，伴隨著液體將會發(fā)生交換器是一個熱交換的過程，伴隨著液體將會發(fā)生部分汽化，生成的氣泡聚積長大，急劇收縮破裂，部分汽化，生成的氣泡聚積長大，急劇收縮破裂，以至潰滅，氣泡周圍的液體以極高的速度沖向原氣以至潰滅，氣泡周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占空間，產(chǎn)生

24、高強度的沖擊波，導致減薄。比泡所占空間，產(chǎn)生高強度的沖擊波，導致減薄。比如換熱器靠近管板側(cè)、如換熱器靠近管板側(cè)、U型換熱器型換熱器U型部位和折流型部位和折流板根部。板根部。n注：在折流板處，容易引起氣蝕和垢下腐蝕。注：在折流板處，容易引起氣蝕和垢下腐蝕。2022-2-1035熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n折流板既用來支撐換熱管，又使其產(chǎn)生理想的殼程折流板既用來支撐換熱管，又使其產(chǎn)生理想的殼程流速，還可以減少換熱管無支撐跨距避免流體誘導振流速，還可以減少換熱管無支撐跨距避免流體誘導振動，因此折流板在換熱器殼程設計中無論是對傳熱還動，因此折流板在換熱器殼程設計中無論是對傳熱還是對壓降都占有

25、重要位置。是對壓降都占有重要位置。n折流板切口，可在殼體內(nèi)徑折流板切口，可在殼體內(nèi)徑15%45%之間變化，之間變化，過大或過小的切口都會使殼程的傳熱效率下降，過大過大或過小的切口都會使殼程的傳熱效率下降，過大或過小及適宜的切口流體流動的狀態(tài)見圖。不同切口或過小及適宜的切口流體流動的狀態(tài)見圖。不同切口的流動狀態(tài)的流動狀態(tài)2022-2-1036熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗na）型為過小的切口，）型為過小的切口，B 股流噴射似的穿入切口，隨后股流噴射似的穿入切口，隨后呈呈S 形橫流過管束，會在折流板的頂部區(qū)域內(nèi)形成很大形橫流過管束，會在折流板的頂部區(qū)域內(nèi)形成很大的流體循環(huán)旋流；而且過小的切口

26、還會使漏流增加的流體循環(huán)旋流；而且過小的切口還會使漏流增加;nb）型為過大的切口，物流主體越過折流板頂尖之間形）型為過大的切口，物流主體越過折流板頂尖之間形成的縱向流（順流），此時壓降雖小，但傳熱影響很大，成的縱向流（順流），此時壓降雖小，但傳熱影響很大，而且還會形成流體的循環(huán)漩渦；而且還會形成流體的循環(huán)漩渦；nc）型為）型為20%35%Di 的切口，是適宜的，物流主體為的切口，是適宜的，物流主體為橫流（也包含一部分順流）。橫流（也包含一部分順流）。2022-2-1037熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n例題例題6 n目的：換熱器常見的缺陷和成因目的：換熱器常見的缺陷和成因n管殼式釜式重沸

27、器的常見的缺陷有哪些？以及缺陷管殼式釜式重沸器的常見的缺陷有哪些？以及缺陷形成的可能原因？形成的可能原因？n 釜式重沸器結(jié)構(gòu)圖釜式重沸器結(jié)構(gòu)圖2022-2-1038熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n主要損傷模式：換熱管壁和容器內(nèi)壁的腐蝕、管板與換主要損傷模式：換熱管壁和容器內(nèi)壁的腐蝕、管板與換熱管之間的縫隙腐蝕、由于溫差應力引起的分程隔板及熱管之間的縫隙腐蝕、由于溫差應力引起的分程隔板及焊縫和管板孔橋及管口裂紋。焊縫和管板孔橋及管口裂紋。n換熱管壁和容器內(nèi)壁的酸性水腐蝕：通常為管程熱介質(zhì)換熱管壁和容器內(nèi)壁的酸性水腐蝕：通常為管程熱介質(zhì)加熱殼程其冷介質(zhì)，所以管程常為高溫、高壓參數(shù)（通加熱殼程

28、其冷介質(zhì)，所以管程常為高溫、高壓參數(shù)（通常常6.4MPa）。結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了其放熱管（管程）在其）。結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了其放熱管（管程）在其殼體內(nèi)可自由膨脹而不受限制。在殼程被加熱時，介質(zhì)殼體內(nèi)可自由膨脹而不受限制。在殼程被加熱時，介質(zhì)物料中含有的腐蝕性介質(zhì)物料中含有的腐蝕性介質(zhì)H2S、CO2和水分會被氣化進和水分會被氣化進入汽化空間，當換熱器汽化能力不足或外部保溫破損時，入汽化空間，當換熱器汽化能力不足或外部保溫破損時，將會在換熱管管壁、容器頂部和出口部位發(fā)生冷凝，形將會在換熱管管壁、容器頂部和出口部位發(fā)生冷凝，形成酸性腐蝕環(huán)境，加速腐蝕。成酸性腐蝕環(huán)境，加速腐蝕。2022-2-1039熱交換器的定

29、期檢驗熱交換器的定期檢驗注：重沸器是具有汽化空間的一種特殊換熱器。在重沸器中的注：重沸器是具有汽化空間的一種特殊換熱器。在重沸器中的物料液位和分餾塔液位在同一高度。塔底的液相物質(zhì)進入到再物料液位和分餾塔液位在同一高度。塔底的液相物質(zhì)進入到再沸器中，經(jīng)過管內(nèi)熱介質(zhì)（放熱）的加熱，約有沸器中，經(jīng)過管內(nèi)熱介質(zhì)（放熱）的加熱，約有25-30%的液的液相被汽化后被送回到分餾塔中。在重沸器內(nèi)，由于物料的汽化相被汽化后被送回到分餾塔中。在重沸器內(nèi)，由于物料的汽化液位不斷降低，由于靜壓差的作用，分餾塔底部的比重較大的液位不斷降低，由于靜壓差的作用，分餾塔底部的比重較大的物料液將會不斷補充被蒸發(fā)的那部分空間，從

30、而形成重沸器的物料液將會不斷補充被蒸發(fā)的那部分空間，從而形成重沸器的熱虹吸循環(huán)。熱虹吸循環(huán)。 換熱器頂部腐蝕換熱器頂部腐蝕2022-2-1040熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗管板管橋開裂：金屬材料受到急劇的加熱或冷卻時，其管板管橋開裂：金屬材料受到急劇的加熱或冷卻時，其內(nèi)部將產(chǎn)生較大溫差，引起較大沖擊熱應力，甚至可能內(nèi)部將產(chǎn)生較大溫差，引起較大沖擊熱應力，甚至可能超過材料的屈服極限，導致開裂或金屬部件損壞。常見超過材料的屈服極限，導致開裂或金屬部件損壞。常見情況如某一較冷液體與另一較熱金屬表面接觸時，易發(fā)情況如某一較冷液體與另一較熱金屬表面接觸時，易發(fā)生熱沖擊。并且由于管板焊接接頭殘余應

31、力較大、也是生熱沖擊。并且由于管板焊接接頭殘余應力較大、也是結(jié)構(gòu)不連續(xù)的部位，當溫度波動時，將會產(chǎn)生較高熱應結(jié)構(gòu)不連續(xù)的部位，當溫度波動時，將會產(chǎn)生較高熱應力，導致在管板管橋處萌生裂紋，導致開裂。力，導致在管板管橋處萌生裂紋，導致開裂。n縫隙腐蝕：主要發(fā)生在管板與換熱管的縫隙處?？p隙縫隙腐蝕：主要發(fā)生在管板與換熱管的縫隙處?？p隙腐蝕是由電介質(zhì)溶液存在，在金屬與金屬及金屬和非金腐蝕是由電介質(zhì)溶液存在，在金屬與金屬及金屬和非金屬之間構(gòu)成狹窄的縫隙內(nèi)，介質(zhì)的遷移受到阻滯時而產(chǎn)屬之間構(gòu)成狹窄的縫隙內(nèi)，介質(zhì)的遷移受到阻滯時而產(chǎn)生的一種局部腐蝕形態(tài)，縫內(nèi)腐蝕產(chǎn)物的體積增大，形生的一種局部腐蝕形態(tài)，縫內(nèi)腐蝕

32、產(chǎn)物的體積增大，形成局部應力。成局部應力。2022-2-1041熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n注：管接頭的質(zhì)量是管殼式換熱器質(zhì)量的最重要的標志，換注：管接頭的質(zhì)量是管殼式換熱器質(zhì)量的最重要的標志，換熱器的失效絕大多數(shù)集中在管接頭上，因此選用安全、可靠的熱器的失效絕大多數(shù)集中在管接頭上，因此選用安全、可靠的管接頭型式，研制相應的加工設備與技術是換熱器制造技術的管接頭型式，研制相應的加工設備與技術是換熱器制造技術的關鍵課題。管接頭的型式有以下幾種：關鍵課題。管接頭的型式有以下幾種：na）強度脹）強度脹 b）強度焊）強度焊nc）強度脹）強度脹+密封焊密封焊 d）強度焊）強度焊+貼脹貼脹管接頭

33、失效的原因有：管接頭失效的原因有：a）管接頭因高溫應力松弛失效（多半發(fā)生在強度脹中）。）管接頭因高溫應力松弛失效（多半發(fā)生在強度脹中）。b）管接頭在高溫高壓下，因腐蝕而破壞；）管接頭在高溫高壓下，因腐蝕而破壞；c）管束在橫流流體沖擊下產(chǎn)生振動，管接頭疲勞破壞；）管束在橫流流體沖擊下產(chǎn)生振動，管接頭疲勞破壞；d）制造工藝不合理，沒有達到標準和圖紙規(guī)定的要求，或接）制造工藝不合理，沒有達到標準和圖紙規(guī)定的要求，或接頭中的殘余應力過大，在操作中引起應力腐蝕和疲勞破壞。頭中的殘余應力過大，在操作中引起應力腐蝕和疲勞破壞。2022-2-1042熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n例題例題7 n目的：換

34、熱器管板角焊縫檢驗目的：換熱器管板角焊縫檢驗n某石化廠換熱器為固定管板式，在運行某石化廠換熱器為固定管板式，在運行2年后，發(fā)生管板焊年后，發(fā)生管板焊接接頭泄漏，如下圖接接頭泄漏，如下圖1。對其余的焊接接頭采用棒陽極檢測，。對其余的焊接接頭采用棒陽極檢測，發(fā)現(xiàn)在焊縫根部存在明顯缺陷，見圖發(fā)現(xiàn)在焊縫根部存在明顯缺陷，見圖2。對管板進行現(xiàn)場取樣，。對管板進行現(xiàn)場取樣，解剖分析，在管板焊接接頭根部存在明顯缺陷，見圖解剖分析，在管板焊接接頭根部存在明顯缺陷，見圖3，焊縫，焊縫焊接高度小于焊接高度小于1.0mm。圖。圖4為焊接接頭示意圖。為焊接接頭示意圖。2022-2-1043熱交換器的定期檢驗熱交換器的

35、定期檢驗 圖圖1 泄漏圖泄漏圖 圖2 檢測圖 圖3 管板角焊縫缺陷 圖4 管板角焊縫焊接示意圖2022-2-1044熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n問題問題1. 請說明焊接接頭處是何種類型的缺陷？請說明焊接接頭處是何種類型的缺陷？n參考答案：焊縫根部未焊透。參考答案：焊縫根部未焊透。n注：依據(jù)注：依據(jù)NB/T 47014中附錄中附錄D的要求，焊縫根部不允許存在未熔合的要求，焊縫根部不允許存在未熔合和裂紋缺陷。和裂紋缺陷。n依據(jù)依據(jù)NB/T 47014中附錄中附錄D的要求，應進行滲透檢驗、金相檢驗和角的要求，應進行滲透檢驗、金相檢驗和角焊縫厚度測量。焊縫厚度測量。n滲透檢驗：對滲透檢驗：對

36、10個焊接接頭全部按個焊接接頭全部按NB/T 47013規(guī)定進行，無裂紋規(guī)定進行，無裂紋合格合格n金相檢驗：任取呈對角線位置的兩個管接頭切開，兩切口互相垂直，金相檢驗：任取呈對角線位置的兩個管接頭切開，兩切口互相垂直，切口一側(cè)面應通過換熱管中心線，該側(cè)面為金相檢驗面，共切口一側(cè)面應通過換熱管中心線，該側(cè)面為金相檢驗面，共8個，其個，其中包括中包括1個取自接弧處，焊縫根部不允許存在未熔合和裂紋缺陷。個取自接弧處，焊縫根部不允許存在未熔合和裂紋缺陷。n角焊縫厚度測量：在角焊縫厚度測量：在8個金相檢驗面上測定。每個角焊縫厚度都應個金相檢驗面上測定。每個角焊縫厚度都應大于或等于大于或等于2/3b。20

37、22-2-1045熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n問題問題2. 針對該類型的缺陷，換熱器管板焊接接頭應進行哪些檢驗，針對該類型的缺陷，換熱器管板焊接接頭應進行哪些檢驗，并說明理由。并說明理由。n參考答案：根據(jù)該換熱器失效形式，主要為管板焊接角焊縫根部參考答案：根據(jù)該換熱器失效形式，主要為管板焊接角焊縫根部存在未焊透缺陷，并且角焊縫的焊腳高度小于存在未焊透缺陷，并且角焊縫的焊腳高度小于1.0mm。應進行目視。應進行目視檢查、管板表面滲透檢測和角焊縫棒陽極檢測。檢查、管板表面滲透檢測和角焊縫棒陽極檢測。n目視檢查：主要是采用目視的方法（必要時利用內(nèi)窺鏡、放大鏡目視檢查：主要是采用目視的方法（

38、必要時利用內(nèi)窺鏡、放大鏡或者其他輔助儀器設備、測量工具）檢驗壓力容器本體結(jié)構(gòu)、幾何或者其他輔助儀器設備、測量工具）檢驗壓力容器本體結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、表面情況（如裂紋、腐蝕、泄漏、變形），以及焊縫、隔熱尺寸、表面情況（如裂紋、腐蝕、泄漏、變形），以及焊縫、隔熱層、襯里等。主要通過目視檢查發(fā)現(xiàn)換熱器管板表面腐蝕情況，管層、襯里等。主要通過目視檢查發(fā)現(xiàn)換熱器管板表面腐蝕情況，管板角焊縫腐蝕、裂紋和泄漏情況和換熱管內(nèi)壁腐蝕情況，必要時可板角焊縫腐蝕、裂紋和泄漏情況和換熱管內(nèi)壁腐蝕情況，必要時可以借助卡尺等工具，測量換熱管內(nèi)徑的變化，確定腐蝕速率。以借助卡尺等工具，測量換熱管內(nèi)徑的變化，確定腐蝕速率。n管

39、板表面滲透檢測：采用管板表面滲透檢測：采用NB/T 47013.5的方法，檢測換熱器管板的方法，檢測換熱器管板角焊縫和管橋表面缺陷情況，比如裂紋、氣孔和腐蝕坑等。角焊縫和管橋表面缺陷情況，比如裂紋、氣孔和腐蝕坑等。n陽極檢測陽極檢測RT：焊接接頭：焊接接頭RT檢測由于焦距很短，采用小焦點、小檢測由于焦距很短，采用小焦點、小能量的放射源，獲得較佳的透照像質(zhì)能量的放射源，獲得較佳的透照像質(zhì),來評價焊接接頭的缺陷情況。來評價焊接接頭的缺陷情況。2022-2-1046熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗注：對換熱器管板與管束角焊縫內(nèi)部檢驗時主要采用射線檢驗。注：對換熱器管板與管束角焊縫內(nèi)部檢驗時主要采

40、用射線檢驗。管束與管板連接的焊接接頭管束與管板連接的焊接接頭RT檢測由于焦距很短，所以必須采用檢測由于焦距很短，所以必須采用小焦點、小能量的放射源，而且必須解決小尺寸底片的帖片問題，小焦點、小能量的放射源，而且必須解決小尺寸底片的帖片問題，摸索出最佳的曝光時間，以便獲得較佳的透照像質(zhì)。所以使用的摸索出最佳的曝光時間，以便獲得較佳的透照像質(zhì)。所以使用的放射源為放射源為Ir192，焦點尺寸，焦點尺寸105mm，強度為，強度為0.53居里，焦居里，焦距為距為30 mm4O mm，曝光時間應，曝光時間應30s，如圖，如圖3。通過大量實驗。通過大量實驗驗證，此種方法對檢測換熱器管束與管板連接的焊接接頭內(nèi)

41、部缺驗證，此種方法對檢測換熱器管束與管板連接的焊接接頭內(nèi)部缺陷有較高的檢出率，很好的解決這個檢驗難題，提高了換熱器的陷有較高的檢出率，很好的解決這個檢驗難題，提高了換熱器的安全性。安全性。 管板角焊縫射線檢測示意圖2022-2-1047熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n例題例題8 n目的：了解換熱器折流板引起的設備失效目的：了解換熱器折流板引起的設備失效n某石化廠酸性水汽提塔底重沸器，該換熱器為臥式固定某石化廠酸性水汽提塔底重沸器，該換熱器為臥式固定管板式結(jié)構(gòu)，如下圖管板式結(jié)構(gòu)，如下圖1。在運行過程中，工藝發(fā)現(xiàn)換熱。在運行過程中，工藝發(fā)現(xiàn)換熱管泄漏，裝置停工對重沸器檢修，堵管處理。再次運行

42、管泄漏，裝置停工對重沸器檢修，堵管處理。再次運行半年，換熱管再次泄漏。停工檢修發(fā)現(xiàn)，換熱管泄漏部半年，換熱管再次泄漏。停工檢修發(fā)現(xiàn)，換熱管泄漏部位位于折流板處，斷裂的換熱管見圖位位于折流板處，斷裂的換熱管見圖2 ，在折流板處，在折流板處，管壁明顯減薄。圖管壁明顯減薄。圖3為未取樣前折流板處斷裂形貌。為未取樣前折流板處斷裂形貌。2022-2-1048熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗圖1 重沸器結(jié)構(gòu)圖圖2 斷裂管束n圖3 折流板部位斷裂形貌2022-2-1049熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n問題問題1. 根據(jù)換熱管的斷裂特征，屬于根據(jù)換熱管的斷裂特征，屬于GB/T 30579-2014

43、的哪種損傷模式？請分析換熱管斷裂原因？的哪種損傷模式？請分析換熱管斷裂原因？n參考答案：參考答案：缺陷產(chǎn)生原因為管束振動引起機械磨損。n機械磨損指兩相互接觸的表面產(chǎn)生相對摩擦運動，接觸點形成的粘著與滑溜不斷相互交替，造成材料表面損傷的過程。當換熱管與折流板孔，產(chǎn)生過大間隙，會產(chǎn)生沖擊，磨損速度急劇增加，出現(xiàn)異常噪聲和振動，導致?lián)Q熱管減薄。另外，折流板的間距會影響誘導換熱管振動，小間距會增加殼程的流速及壓降；無支撐跨距過大會誘導振動。同時降低殼程進出口處（設備、管束）的流速，緩解了局部沖蝕、流體誘導振動。2022-2-1050熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n注：折流板既用來支撐換熱管，又使

44、其產(chǎn)生理想的殼程流速，還注：折流板既用來支撐換熱管，又使其產(chǎn)生理想的殼程流速，還可以減少換熱管無支撐跨距避免流體誘導振動，因此折流板在換可以減少換熱管無支撐跨距避免流體誘導振動，因此折流板在換熱器殼程設計中無論是對傳熱還是對壓降都占有重要位置，因為熱器殼程設計中無論是對傳熱還是對壓降都占有重要位置，因為折流板是可以調(diào)節(jié)的，合理的折流板設計將會在傳熱和壓降上都折流板是可以調(diào)節(jié)的，合理的折流板設計將會在傳熱和壓降上都取得比較滿意的效果；在有相變的殼程中，一般設置支撐板起支取得比較滿意的效果；在有相變的殼程中，一般設置支撐板起支承作用，與傳熱關系不大。承作用，與傳熱關系不大。n折流板間距：折流板間距

45、：na）TEMA 和和GB151 都規(guī)定了最小折流板間距為殼體內(nèi)徑的都規(guī)定了最小折流板間距為殼體內(nèi)徑的1/5 或或50mm，取大者；小間距會增加殼程的流速及壓降，考慮到傳熱、，取大者；小間距會增加殼程的流速及壓降，考慮到傳熱、壓降的均衡性，一般折流板間距宜不小于殼體內(nèi)徑的壓降的均衡性，一般折流板間距宜不小于殼體內(nèi)徑的30%。nb）折流板最大間距可等于殼體的內(nèi)徑，若再加大將可能使殼程流）折流板最大間距可等于殼體的內(nèi)徑，若再加大將可能使殼程流體縱向流（順流）大大增加，使傳熱效率大大下降，另外，無支體縱向流（順流）大大增加，使傳熱效率大大下降，另外，無支撐跨距過大會誘導振動，必要時應進行振動校核。撐

46、跨距過大會誘導振動，必要時應進行振動校核。nc）殼程流動為紊流時，傳熱系數(shù)變化范圍為流速的）殼程流動為紊流時，傳熱系數(shù)變化范圍為流速的0.60.7 次方，次方，而壓降則與流速成正比，因此，隨著折流板間距減少，壓力降的而壓降則與流速成正比，因此，隨著折流板間距減少，壓力降的增加比傳熱系數(shù)上升要快得多。增加比傳熱系數(shù)上升要快得多。2022-2-1051熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n問題問題2.針對該類型缺陷，應采取哪些檢驗方法？并說針對該類型缺陷，應采取哪些檢驗方法？并說明理由？明理由？n參考答案：采用用目視檢測、內(nèi)窺鏡和渦流的方法。參考答案：采用用目視檢測、內(nèi)窺鏡和渦流的方法。n目視檢查

47、：主要是采用目視的方法（必要時利用內(nèi)窺目視檢查：主要是采用目視的方法（必要時利用內(nèi)窺鏡、放大鏡或者其他輔助儀器設備、測量工具）檢驗鏡、放大鏡或者其他輔助儀器設備、測量工具）檢驗壓力容器本體結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、表面情況（如裂紋、壓力容器本體結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、表面情況（如裂紋、腐蝕、泄漏、變形），以及焊縫、隔熱層、襯里等。腐蝕、泄漏、變形），以及焊縫、隔熱層、襯里等。主要通過目視檢查發(fā)現(xiàn)換熱管內(nèi)壁腐蝕情況，必要時主要通過目視檢查發(fā)現(xiàn)換熱管內(nèi)壁腐蝕情況，必要時可以借助工具，觀察管板附近換熱管的情況?？梢越柚ぞ?，觀察管板附近換熱管的情況。n內(nèi)窺鏡：內(nèi)窺鏡是宏觀檢查的一種手段，借助該設備，內(nèi)窺鏡：內(nèi)窺鏡是宏

48、觀檢查的一種手段，借助該設備，可以觀察換熱管內(nèi)的腐蝕情況，比如裂紋、腐蝕坑以可以觀察換熱管內(nèi)的腐蝕情況，比如裂紋、腐蝕坑以及斷裂情況。及斷裂情況。2022-2-1052熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n渦流檢測：是建立在電磁感應原理基礎之上的一種無損檢測方法，它適用于導電材料。當把一塊導體置于交變磁場之中，在導體中就有感應電流存在，即產(chǎn)生渦流。由于導體自身各種因素（如電導率、磁導率、形狀，尺寸和缺陷等）的變化，會導致渦流的變化，利用這種現(xiàn)象判定導體性質(zhì)，狀態(tài)的檢測方法，就稱為渦流檢測。通過制作對比試件（或標準試件）作為調(diào)節(jié)儀器和判廢標準的工具，能夠?qū)θ毕葸M行定位，區(qū)分換熱管內(nèi)、外表面裂紋和

49、確定管壁的厚度。n注：注：TSG 21-2016 中中8.3.2，宏觀檢驗。，宏觀檢驗。2022-2-1053熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n例題例題9 n目的：換熱器重點檢驗部位目的：換熱器重點檢驗部位n某天然氣處理廠換熱器為中壓氣冷卻器，見圖某天然氣處理廠換熱器為中壓氣冷卻器，見圖1，在設備運，在設備運行行3年后發(fā)生了泄漏。該換熱器基本參數(shù)見表年后發(fā)生了泄漏。該換熱器基本參數(shù)見表1所示。管程所示。管程介質(zhì)為含硫天然氣，介質(zhì)含量見下表介質(zhì)為含硫天然氣，介質(zhì)含量見下表2；殼程為脫硫脫水天；殼程為脫硫脫水天然氣。然氣。n n 圖圖1 換熱器結(jié)構(gòu)圖換熱器結(jié)構(gòu)圖2022-2-1054熱交換器的

50、定期檢驗熱交換器的定期檢驗表1 換熱器設計參數(shù)2022-2-1055熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n在2016年檢修期間，檢驗員發(fā)現(xiàn)換熱管的中間段及靠近原料氣入口段的管束內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)了嚴重的坑蝕現(xiàn)象，且管束下半部分比上半部分腐蝕更嚴重，靠近原料氣出口端的部分管束內(nèi)壁腐蝕較少, 壁厚損失均大于60%。腐蝕形貌見下圖2、3。 圖2 換熱器管板缺陷分布圖(紅色)圖3 換熱管內(nèi)部腐蝕形貌2022-2-1056熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n問題問題1：根據(jù)出現(xiàn)的腐蝕情況，試說明該換熱器的重點檢驗部：根據(jù)出現(xiàn)的腐蝕情況，試說明該換熱器的重點檢驗部位，并說明理由？位，并說明理由？n參考答案：參考答

51、案：重點檢測部位集中在管程，主要部位為進、出口封頭管箱內(nèi)部表面、進出口接管、管板及其管板角焊縫表面、換熱器管束和法蘭密封面。n筒體檢驗主要集中在管板法蘭與筒體對接環(huán)焊縫。n原因分析：根據(jù)已經(jīng)出現(xiàn)的腐蝕情況，換熱器的腐蝕主要集中在管程部位，結(jié)合介質(zhì)組分和含量，根據(jù)GB/T 30579-2014中失效模式的判別，管程失效機理為Cl離子點腐蝕，介質(zhì)中含有的H2S和CO2溶解于水中降低了溶液的pH值（3.5），促進了腐蝕。從工藝情況來看，含硫天然氣進入換熱器后，在壓力不變的情況下，溫度降低，將會使得介質(zhì)中含有的游離水析出，在換熱器管程內(nèi)表面、法蘭密封面部位形成干、濕交替環(huán)境，氯化物具有自動濃縮聚集的可

52、能，形成高的氯化物環(huán)境，導致發(fā)生點腐蝕的可能性增加。2022-2-1057熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n換熱器封頭內(nèi)表面、及其接管內(nèi)表面、管板表面、法蘭密封面和換熱管均為316L不銹鋼襯里，具有發(fā)生Cl離子點腐蝕的可能性，應進行目視檢查和表面滲透檢測。n管板法蘭與筒體對接環(huán)焊縫的檢測主要是因為一般情況下，該環(huán)焊縫為容器的最后合攏焊縫，換熱管已經(jīng)安裝完畢，焊縫成型一般是單面坡口成型，并且一般進行局部熱處理，焊縫質(zhì)量容易出現(xiàn)問題。應進行表面MT檢測、UT檢測以及必要的硬度抽查。2022-2-1058熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n問題問題2: 腐蝕形態(tài)為點腐蝕坑，分析其腐蝕坑產(chǎn)生的原

53、因腐蝕形態(tài)為點腐蝕坑，分析其腐蝕坑產(chǎn)生的原因及機理。及機理。n參考答案：參考答案：對于不銹鋼材料，氯離子易吸附在奧氏體不銹鋼表面的鈍化膜上，取代氧原子后和鈍化膜中的陽離子結(jié)合形成可溶性氯化物，導致鈍化膜破壞。破壞部位的新鮮金屬遭腐蝕形成一個小坑，小坑表面的鈍化膜繼續(xù)遭氯離子破壞生成氯化物。在坑里氯化物水解，使小坑內(nèi)pH值下降，局部溶液呈酸性，對金屬進行腐蝕，造成多余的金屬離子，為平衡蝕坑內(nèi)的電中性，外部的氯離子不斷向坑內(nèi)遷移，使坑內(nèi)氯離子濃度升高，水解加劇，加快金屬的腐蝕。如此循環(huán)，形成自催化，向蝕坑的深度方向發(fā)展，形成深蝕孔，直至形成穿孔泄漏。2022-2-1059熱交換器的定期檢驗熱交換器

54、的定期檢驗n問題3：在此條件下，是否會產(chǎn)生應力腐蝕開裂，說明理由。n參考答案：在此條件下，不會發(fā)生Cl化物應力腐蝕開裂。n根據(jù)GB/T 30579-2014中失效模式的判別，一般隨著溫度的升高，氯化物應力腐蝕裂紋產(chǎn)生傾向增加，裂紋常見于金屬溫度60或更高的場合。另外，該換熱器管程為碳鋼（HIC鋼）不銹鋼襯里，封頭進行了整體熱處理，焊縫殘余應力水平較低。2022-2-1060熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n注：氯化物應力腐蝕開裂主要影響因素注：氯化物應力腐蝕開裂主要影響因素n發(fā)生氯化物應力腐蝕開裂三要素：敏感材料、特定環(huán)境、拉伸應力發(fā)生氯化物應力腐蝕開裂三要素：敏感材料、特定環(huán)境、拉伸應力

55、na) 溫度：隨著溫度的升高，氯化物應力腐蝕裂紋產(chǎn)生傾向增加。裂紋常見溫度：隨著溫度的升高，氯化物應力腐蝕裂紋產(chǎn)生傾向增加。裂紋常見于金屬溫度于金屬溫度60或更高的場合；或更高的場合；nb) 濃度：隨著氯化物濃度的升高，氯化物應力腐蝕傾向增加。但在很多場濃度：隨著氯化物濃度的升高，氯化物應力腐蝕傾向增加。但在很多場合氯化物具有自動濃縮聚集的可能，所以介質(zhì)中氯化物含量即使很低也未必合氯化物具有自動濃縮聚集的可能，所以介質(zhì)中氯化物含量即使很低也未必一定不發(fā)生應力腐蝕；一定不發(fā)生應力腐蝕；nc) 伴熱或蒸發(fā)條件：如果存在伴熱或蒸發(fā)條件將可能導致氯化物局部濃縮伴熱或蒸發(fā)條件：如果存在伴熱或蒸發(fā)條件將可

56、能導致氯化物局部濃縮聚集，顯著增加氯化物應力腐蝕裂紋增加的傾向性。處于干聚集，顯著增加氯化物應力腐蝕裂紋增加的傾向性。處于干濕、水濕、水汽交汽交替的環(huán)境具有類似的傾向性；替的環(huán)境具有類似的傾向性；nd) pH值：在堿性溶液中，應力腐蝕裂紋傾向較低。值：在堿性溶液中，應力腐蝕裂紋傾向較低。ne) 應力：對于加壓冷作制成的金屬構(gòu)件，具有較高的殘余應力，開裂敏感應力：對于加壓冷作制成的金屬構(gòu)件，具有較高的殘余應力，開裂敏感性大，比如冷沖壓制成的奧氏體不銹鋼封頭。對于因載荷或結(jié)構(gòu)等造成的局性大，比如冷沖壓制成的奧氏體不銹鋼封頭。對于因載荷或結(jié)構(gòu)等造成的局部高應力同樣可能導致開裂敏感性高；部高應力同樣可

57、能導致開裂敏感性高；nf) 鎳含量：鎳含量在鎳含量：鎳含量在8%12%（質(zhì)量比）間的材料易產(chǎn)生氯化物應力腐蝕（質(zhì)量比）間的材料易產(chǎn)生氯化物應力腐蝕裂紋，材料鎳含量大于裂紋，材料鎳含量大于35%（質(zhì)量比）時具有較高的抗氯化物應力腐蝕能力，（質(zhì)量比）時具有較高的抗氯化物應力腐蝕能力，材料鎳含量大于材料鎳含量大于45%（質(zhì)量比）時，基本上不會產(chǎn)生氯化物應力腐蝕裂紋；（質(zhì)量比）時，基本上不會產(chǎn)生氯化物應力腐蝕裂紋；ng) 材質(zhì)或組織：鐵素體不銹鋼比奧氏體不銹鋼具有更高的抗氯化物應力腐材質(zhì)或組織：鐵素體不銹鋼比奧氏體不銹鋼具有更高的抗氯化物應力腐蝕能力，碳鋼、低合金鋼對氯化物應力腐蝕開裂不敏感。蝕能力，

58、碳鋼、低合金鋼對氯化物應力腐蝕開裂不敏感。2022-2-1061熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n問題問題4：管殼式熱交換器不同部件的檢驗重點、：管殼式熱交換器不同部件的檢驗重點、可能的損傷模式及檢驗方法是什么有哪些?？赡艿膿p傷模式及檢驗方法是什么有哪些。2022-2-1062熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n例題例題10 n目的：了解失效損傷模式和換熱器殼體流動特性目的：了解失效損傷模式和換熱器殼體流動特性n某天然氣處理廠，換熱器為再生塔塔底重沸器，設備結(jié)構(gòu)圖某天然氣處理廠，換熱器為再生塔塔底重沸器，設備結(jié)構(gòu)圖見圖見圖1。該容器按酸性環(huán)境使用設計，制造時進行了。該容器按酸性環(huán)境使用設

59、計，制造時進行了593+10的消應力熱處理，設備參數(shù)見表的消應力熱處理，設備參數(shù)見表2。該設備運行。該設備運行1年，發(fā)生換熱器泄漏，將換熱管抽芯檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)生腐蝕年，發(fā)生換熱器泄漏，將換熱管抽芯檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)生腐蝕的部位主要在殼程折流板、介質(zhì)不流動或流速較慢部位和氣的部位主要在殼程折流板、介質(zhì)不流動或流速較慢部位和氣相空間部位，發(fā)生較大面積的局部腐蝕坑，腐蝕形貌見圖相空間部位，發(fā)生較大面積的局部腐蝕坑，腐蝕形貌見圖25。圖1 設備結(jié)構(gòu)圖2022-2-1063熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗2022-2-1064熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗圖2 折流板部位 圖3殼程出口接管局部腐蝕圖4

60、 管板法蘭部位圖5殼程筒體上部2022-2-1065熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n注：對于胺液再生系統(tǒng)，當溫度在4050時，吸收能力較強；隨著溫度升高，吸收的H2S和CO2容易析出，形成酸性氣體。當溫度達到100110時，吸附的酸性氣體析出，在殼程流動時，容易在折流板死區(qū)或流速較慢部位以及管板部位形成酸性環(huán)境，進而加速腐蝕。2022-2-1066熱交換器的定期檢驗熱交換器的定期檢驗n問題問題1. 按照按照GB/T 30579-2014損傷模式的識別，缺陷可能存在的損傷機理有損傷模式的識別，缺陷可能存在的損傷機理有哪些？并描述其機理？哪些？并描述其機理？n參考答案：參考答案：潛在的損傷模