金屬膨脹節(jié)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(jī)械設(shè)備有限公司

金屬膨脹節(jié)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(jié)運(yùn)行中，波紋換熱管波谷及其附近部位減薄開裂，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，是金屬膨脹節(jié)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。在換熱器的設(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)膨脹節(jié)軸向彎曲變形過大(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大的失效現(xiàn)象。標(biāo)準(zhǔn)案例中規(guī)定的折流板無支撐跨距比GB151中規(guī)定值小,就是考慮防止換熱管的軸向失穩(wěn)。
4)膨脹節(jié)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)波紋管換熱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。