分析管壳式换热器失效形式及处理对策
2021-05-21端木伟峰
中国金属通报 2021年5期
李 海,端木伟峰
(青海盐湖镁业有限公司,青海 格尔木 816099)
压力容器是一个封闭的容器,设计用于在与周围压力大相径庭的压力下容纳气体或液体。工业上使用的大多数压力容器,如反应器和传热装置都是热交换器。管壳式换热器是流程工业中应用最广泛和最普遍的基本换热器结构,具有传热面积与体积和重量之比大、结构简单、清洗方便、机械结构坚固耐用等优点[1]。
管板是管壳式换热器的关键部件。大量的管子被用来实现所需的传热。管子水平或垂直运行,长度也相当大。这种管子的两端由管板支撑。此外,管板将受到差压和温度条件影响的壳侧和管侧区域分开。它对管子和管板造成相当多的机械和热负荷。因此,管子与管板的连接和管板与管板的连接是换热器的关键区域,需要认真研究。介绍了分析设计方法,重点介绍了利用应力分析的结果来评估构件的塑性破坏、局部破坏、屈曲和循环加载的详细设计过程[2]。
1 管壳式换热器失效概述
1.1 研究背景
压力容器主要承受压力、热力、外部管道和接管载荷、风力和地震载荷等。这些负荷过大、设计不当、制造误差是造成压力容器事故的少数几个因素。外壳、头部、附件和管道是一些通常会出现故障的部件。以下条件和因素在压力容器故障中起着重要作用:-操作压力超过最大允许工作压力。-温度过高。-热处理不当,苛性脆化。制造误差、不连续性和焊接问题容器火灾暴露。-裂纹、疲劳蠕变和应力断裂-减压装置尺寸或压力设置不当、泄漏-现场制造和安装过程中的错误检查和损坏-运输和储存过程中的损坏。……
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