金屬膨脹節失效形式及原因

2016-04-15 16:12  來源:http://www.ztck.net/  作者:河北華潔機械設備有限公司

金屬膨脹節失效形式及原因
1)波紋換熱管波谷或波峰波谷過渡部位減薄開裂。金屬膨脹節運行中，波紋換熱管波谷及其附近部位減薄開裂，造成內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生振動摩擦、磕碰，使波紋管壁減薄，以致開裂泄漏。現在有些生產廠采用加厚折流板，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)。波紋管失穩發生周向扁塌，是金屬膨脹節另一失效形式。這主要是由于波紋管的壁厚較薄,一般在1mm以下，其自身抗外壓失穩的能力就很低。在換熱器的設計中，一般都不進行換熱管的承壓能力的校核和計算，所以，當殼程壓力達到和超過換熱管本身的臨界壓力時，管子就產生失穩扁塌。標準案例中規定了波紋換熱管許用外壓的計算方法。
3)膨脹節軸向彎曲變形過大(軸向失穩)。產生這種失效形式是由管程壓力和溫差應力的作用所致。波紋管材料為奧氏體不銹鋼，其線膨脹系數比碳鋼大得多，在管程和殼程溫度相同時也能產生溫差應力，再有波紋管的軸向剛度很小，所以，當管程壓力較大或管壁溫度高于殼壁溫度時，都易發生波紋換熱管軸向彎曲變形過大的失效現象。標準案例中規定的折流板無支撐跨距比GB151中規定值小,就是考慮防止換熱管的軸向失穩。
4)膨脹節腐蝕斷裂和整體脆化失效。這種失效形式主要是由于介質的腐蝕造成的。奧氏體不銹鋼最易產生晶間腐蝕，當波紋管換熱器用在含氯離子高和含硫化氫等介質時，就出現了波紋換熱管腐蝕斷裂。實際中已發現有的換熱管產生了整體脆化現象。