(1)波紋換熱管波谷或波峰波谷過(guò)渡部位減薄開(kāi)裂。冷卻器運(yùn)行中,波紋換熱管波谷及其附近部位減薄開(kāi)裂,造成內(nèi)部泄漏是其失效的主要形式。失效原因是在殼程折流板處波紋管的波谷與折流板管孔產(chǎn)生振動(dòng)摩擦、磕碰,使波紋管壁減薄,以致開(kāi)裂泄漏。現(xiàn)在有些生產(chǎn)廠采用加厚折流板,使波紋管的波峰與管孔接觸,以保證管與孔間隙最小,防止振動(dòng)摩擦;還有的在折流板處給波紋管加套。這些都是避免和降低這種波紋管失效形式的較好措施。
(2)波紋換熱管扁塌(周向失穩(wěn))。波紋管失穩(wěn)發(fā)生周向扁塌,是冷卻器另一失效形式。這主要是由于波紋管的壁厚較薄,一般在1ｍｍ以下,其自身抗外壓失穩(wěn)的能力就很低。在冷卻器的設(shè)計(jì)中,一般都不進(jìn)行換熱管的承壓能力的校核和計(jì)算,所以,當(dāng)殼程壓力達(dá)到和超過(guò)換熱管本身的臨界壓力時(shí),管子就產(chǎn)生失穩(wěn)扁塌。標(biāo)準(zhǔn)案例中規(guī)定了波紋換熱管許用外壓的計(jì)算方法。
(3)波紋換熱管軸向彎曲變形過(guò)大(軸向失穩(wěn))。產(chǎn)生這種失效形式是由管程壓力和溫差應(yīng)力的作用所致。波紋管材料為奧氏體不銹鋼,其線膨脹系數(shù)比碳鋼大得多,在管程和殼程溫度相同時(shí)也能產(chǎn)生溫差應(yīng)力,再有波紋管的軸向剛度很小,所以,當(dāng)管程壓力較大或管壁溫度高于殼壁溫度時(shí),都易發(fā)生波紋換熱管軸向彎曲變形過(guò)大的失效現(xiàn)象。標(biāo)準(zhǔn)案例中規(guī)定的折流板無(wú)支撐跨距比ＧＢ151中規(guī)定值小,就是考慮防止換熱管的軸向失穩(wěn)。
(4)波紋換熱管腐蝕斷裂和整體脆化失效。這種失效形式主要是由于介質(zhì)的腐蝕造成的。奧氏體不銹鋼最易產(chǎn)生晶間腐蝕,當(dāng)冷卻器用在含氯離子高和含硫化氫等介質(zhì)時(shí),就出現(xiàn)了波紋換熱管腐蝕斷裂。實(shí)際中已發(fā)現(xiàn)有的換熱管產(chǎn)生了整體脆化現(xiàn)象。
(5)波紋管冷卻器與厚壁管接頭連接處開(kāi)裂。波紋換熱管由波紋管和兩端接頭組成(如圖1所示),接頭處的環(huán)焊縫,由于焊接工藝和焊接技術(shù)水平的差異,焊縫質(zhì)量難以保證,從而造成此處開(kāi)裂。
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