化工設備換熱器的密封泄露問題與對策探討

趙大明（山西省化工設計院， 山西 太原 030024）

化工設備換熱器的密封泄露問題與對策探討

趙大明（山西省化工設計院， 山西 太原 030024）

換熱器的正常穩定的工作是生產過程中不可或缺的，也起著非常重要的作用，如果出現泄漏，會對工藝流程造成嚴重的后果，更會導致產生一些不安全因素的出現。

泄漏原因；化工換熱器；密封泄漏；應對措施

1　管道與管束腐蝕性泄漏

（1）換熱器表面的腐蝕 管道的表面一般都會存在一些很細小的灰塵、沙粒、凸凹坑、局部的擦傷和重皮等，但是他們對轉換器帶來的缺陷是極大的。換熱器內的流動介質在與換熱器表面接觸時，往往流速過快、過大，沖刷金屬表面造成構件表面局部的腐蝕損壞，這一類通常被稱為磨損腐蝕。磨損腐蝕一方面對已腐蝕的表面進行沖刷，另一方面也在新露出的金屬的表面造成新的腐蝕，這樣對設備影響很大。在生產中，由于某些介質較為粘稠，因此在運行時往往會加大介質的流速，高速流體尤其是含有固體顆粒的流體快速的沖刷金屬的表面，從而很容易造成磨損，雖然在設備的金屬殼體上安裝了防沖板，但是也不能避免。這些缺陷可能會導致管道腐蝕的加強，成為管道腐蝕最有力的幫手，而腐蝕后的管道往往就會出現各種各樣的泄漏。在制造和生產結束的時候，對工藝流程和管束表面的要求與重視不夠，認為只要試壓不漏就行，實際上管束表面的這些細小的缺陷往往就是管束腐蝕泄漏的原因所在。

（2）支持板和折流板的負作用 這一方面的副作用主要表現在支持板上的管孔不合適從而產生的振動和擠壓，使受擠壓處的防腐層難以涂上，如果由于外界因素使折流板或支持板相對于管束稍有錯動，沒有防腐的部分就會裸露出來，從而加速管束的腐蝕。而且這樣一來，這些“偏僻”的地方容易藏污納垢，形成一個個小的滯流區，導致縫隙腐蝕的產生。管孔表面的一些尖銳的角沒有去除的話，穿管的時候就會對管壁造成刮傷。此外，管孔不合適會造成管束的振動破壞，這也會對管束的腐蝕起到促進的作用。

（3）沉淀物造成的電化學腐蝕 雖然換熱器管束內的介質要求流速很快，但是在工作將近結束介質流速減緩，往往會在熱換器管道內沉積一些沉淀物。這些沉淀物在換熱器管內的表面粘連不牢，分布不均勻，很容易就在部分位置的裂縫、間隙上形成電氧化腐蝕，比如陽極氧化反應、陰極氧化反應、陰極還原反應等等，這些電化學反應通常會造成比較嚴重的后果。腐蝕物的存在又導致縫內的電化學反應不均，引起更大的反應，造成更大的危害。

（4）換熱器內的水分所引起的腐蝕 在檢修和清理設備的過程中，基本都是用蒸汽進行的清理，用新鮮的水清芯子和試壓，試壓是長時間的水在管道內進出，必定會有殘留，而且試壓結束后并沒有嚴格的要求將管道吹干，就會在管壁內留下更多的水分，為管壁金屬表層的氧化提供有利條件。而且一般情況下水的pH值穩定不會對換熱器造成侵蝕，但是當水的pH值降低或者水中有溶解氧在里面，又或者說水中存在有害的陰離子時，這些因素就會與濕的管束內金屬壁發生化學反應，從而會引起電化學腐蝕。水、腐蝕性介質、氧氣的共同存在與作用，使腐蝕的速度加大，這也就是通常說的“檢修負效應”產生的根源。

2　對于腐蝕性的泄漏可以采取的措施

（1）在材料的選擇上應該更加嚴格和規范，對每一根管子都要嚴格的檢查，不能有破損、劃痕等缺陷。在加工堅持板和折流板的管孔的時候，應該盡量的以標準上限為好，同時也要保證裝配時的同心度，使管子能夠順暢的通過，不留腐蝕死角。但是也要避免管孔過大，這樣會引起震動的加劇。另外，在管道內部的內芯必須要在管束內進行翻轉，使防腐層能夠充分的形成，更有利于保護管束內壁。在檢修清理換熱器結束時，應立刻對管道內進行除濕處理，保證管道內的水分殘留，在適當的條件下盡量減少試壓的時間，進而減少水分的存積。

（2）防止換熱器靜密封的泄漏。化工產業中常見的換熱器是浮頭式換熱器，這種換熱器泄漏的原因往往是因為其中小浮頭的泄漏。因為換熱器在工作的過程中會受到不同溫度的“考驗”，這樣，管束就會不均勻受熱，由于溫度的差異而導致小浮頭的自由膨脹，這樣一來，與小浮頭相連接的管束就與其他的管束不同步，以至于管束間產生熱效應力，對管板和管束之間就會出現裂痕與破損，從而導致熱換器的的泄漏。一般情況下，管束的膨脹與破裂是由于投用、停用造成的泄漏隱患。投用的時候，高溫度對管束的影響使得管束發生膨脹而變形，而在停用的時候，低溫對管束的塑形起到作用，使的管束的膨脹不能恢復。所以，溫度的差異對管束的靜密封泄漏造成很大的影響，對換熱器極其不利。

（3）一臺好的換熱器有幾個方面組成 ①滿足工況要求。②結構合理（結構合理成本就低）。③使用壽命長。④外觀整潔。要滿足上面幾點，準確的工況條件很重要，工況條件包括：冷熱介質的物性參數、使用壓力、進出口溫度等。一般換熱器的靜密封泄漏是由于密封墊的問題，有時候換熱器長時間的工作所產生的溫度是很高的，對換熱器內的墊片會造成損壞，致使換熱器靜密性泄漏的發生，所以在工作一定時間后，可以對換熱器的密封墊進行檢查更換，更好的保證換熱器的工作效益，而換熱器的精密性泄漏問題也會相應的減少。

［1］吳益民.密封用氟塑料制品的現狀和發展趨勢［J］.化工新型材料，2006，（10）.

［2］譚集艷.基于結構設計的大型法蘭式換熱器泄漏問題解決方案［J］.化工機械，2008，（2）.

［3］吳亞輝，任祥娟.淺談化工生產中的設備密封及方法［J］.化學工程與裝備，2011，（10）.

趙大明（1988- ）， 男， 助理工程師 。