試論列管式換熱器泄漏的原因及處理對策

馬哲純

摘 要：通過使用換熱器能夠實現溫度不同物料之間的熱量有效交換，因此被十分廣泛地應用在工業生產與日常生活中。可是在換熱器具體應用過程中，因受到設備自身結構的影響、操作工藝間存在的差別等因素，造成換熱器在長期應用中存在一定的泄漏現象，對設備正常工作造成嚴重影響，而且被泄漏的各種物質還會引發環境污染問題等。對此，文章將著眼于換熱器泄漏的部分原因，對其有關處理對策進行簡要分析。

關鍵詞：列管式換熱器;泄漏原因;對策分析

對于換熱器而言，其能適應于許多行業特別是在化工行業具有很廣泛的應用空間。可是換熱器的泄漏問題發生頻率較高，所以相關設計人員應該針對其制造的整個過程進行嚴格控制，以此在確保泄漏率降低的同時，延長設備使用時間。

1 簡析列管式換熱器出現泄漏的主要原因

第一，受到應力腐蝕。所謂應力腐蝕破裂，其主要是指基于拉應力和有關腐蝕媒介的一同作用下，造成合金或是金屬的破裂。對于這一腐蝕破裂而言，其最明顯的特點就是大部分金屬或合金表面沒有遭受破壞，而是有相對少數的裂紋穿透其內部。要是應力超出設計范圍就極易因應力腐蝕而出現破裂，所造成的后果也十分嚴重。從實際情況來看，出現應力腐蝕破裂的主要原因有以下幾方面：材料成分、溫度成分、金屬結構等。

第二，材料腐蝕。如果使用銅材作為換熱器的使用材料，往往因為低價銅出現嚴重的泄露問題而要進行更換。據有關數據表明，所處環境的酸堿范圍控制在8.5至8.8時，不會對銅造成較大腐蝕，至于碳鋼則應將酸堿度控制在9.5之上，可通常情況下鍋爐給水具有較高的酸堿度，極易造成銅管腐蝕[1]。就碳鋼管束受到腐蝕情況來講，主要有以下兩方面影響因素，分別是給水含氧量與酸堿程度。無論是給水含氧量較高還是酸堿度偏低，均會腐蝕管子內壁，所以應將給水酸堿度范圍維持在9.3至9.6，氧容量應維持在7pg/L的范圍內;要是在殼側中含有氧氣，管束外壁極易出現氧腐蝕問題。至于侵蝕損壞入口管端通常發生在碳鋼換熱器當中。

第三，管板變形。其主要是指在加工過程中管板發生變形，但是管板和管子間維持連接，這樣在管板發生變形時會造成管子端口發生泄漏問題。對于高加管板水側而言，如果溫度相對較低壓力偏高，可是在汽側的表現是壓力低而溫度高，尤其是當中含有置式疏水冷卻段，則會進一步加大溫差。此外，要是管板較薄，會導致管板發生形變而且水側管板中心會出現凹陷。

第四，熱應力較大。在實際運行列管式換熱器過程中，因為冷、熱流體存在一定的溫度差異，會導致殼體和管壁之間存有溫度差，也正是因為此種差異會造成殼體與管子出現熱膨脹現象。若是兩者存在較大的溫度差異，不僅可能會扭彎管子而且容易造成管子拉松，甚至會造成整個換熱器受損。對此，應從結構視角分析對熱膨脹造成的影響。如果在開啟或是停止換熱器的過程中，溫升與溫降率超過有關規定，則會導致高加管板與管子需承受較大的熱應力，進而損壞二者相連的部位，使得端口發生泄漏情況。

2 處理列管式換熱器泄漏的有關路徑分析

第一，制造環節的防泄漏建議。在進行換熱器生產制造之前，應對有關的生材料進行嚴格檢驗，尤其需要進行壓力試漏檢測。對于焊接過程而言，應依據設計技術指標去焊接，而且要確保工藝流程的科學性與材料使用制度的合理性，而且要在焊接過程中提高對焊接位置與焊條的重視程度，進而確保焊接沒有缺陷。應針管子和管板的連接部位需采取液壓脹接的方式，讓管件能夠均勻受力。在有關生產加工環節完成后，應對列管式換熱器開展氣密性和水壓試驗，由此在消除部分應力的同時，為產品提供一定的質量保障。

第二，設計環節的防泄漏建議。在設計換熱器結構過程中，首先應科學選擇生產所需材料，一方面應充分考慮其材料的實際使用要求，如果環境溫差較大，需要選取膨脹系數相對較小的原材料，另一方面要是應用具有較強腐蝕性的環境中，還應對材料自身的耐腐蝕性加以充分考慮。要是在環境溫差較大的情況下使用列管式換熱器，最好不要使用固定管板式結構，應使用U型管式結構等[2]。要是存在應力腐蝕，出于達到降低縫隙連接處受到腐蝕的影響程度，不應采取“脹焊”或是“脹接”的形式連接，而應采取焊接結構的方式降低結構件受到殘余應力的影響。除此之外，如果因長時間應用列管式換熱器而導致其進入“疲勞狀態”，則需確保最好不出現結構開狀異常變化，針對銜接位置的管端應采取相關方面，降低列管式換熱器受局部應力的影響。而且在實際應用過程中，因為受限于流體實際橫流流速，極易造成管件的嚴重振動，若想有效處理此問題，則在設計過程中將折流板間距縮短，基于滿足換熱器的實現需求，使用具有較大直徑的換熱管，可將雙弓形折流板取代以往使用的單弓形，由此能夠在一定程度減少管速振動。除此之外，在設計列管式換熱器時，還應該依據行業與國家標準開展相應的設計與制造，詳細且合理設定焊接形式、管束級別等方面要求。還應將不需要進行熱處理的設備明確標注，從而確保設計可以滿足正常使用需求，降低出現泄漏問題的概率。

第三，操作環節的防泄露建議。在安裝列管式換熱器時，首先應將兩端管板位置的防腐處理做好，以此降低由腐蝕而誘發泄漏的概率。與此同時，在運行設備時，還應該加大有關設備的管理力度，通過培訓提高工作人員自身的操作技能，嚴禁熱換器在超負荷狀態運轉，特別是存在腐蝕介質的情況下，應及時檢查列管式換熱器并認真記錄數據結果，嚴格監督操作整個過程，要是存在上述問題應確保措施采取的及時性，從而將泄漏故障風險降到最低。

3 結語

列管式換熱器能夠長期穩定地運行，對于安全生產十分重要。相關工作人員應針對換熱器列管產生的泄露問題進行科學分析、嚴格檢測與有效處理，及時而精準地找到泄露點并進行檢修，避免影響生產。與此同時，要確保工藝過程中的穩定性，防止因壓力溫度波動影響設備運行。此外，還要認真對待現場巡檢工作，實時關注設備自身及有關設備實際運行參數。

參考文獻：

[1]潘緒磊.列管式換熱器泄漏處理方式及技術改進[J].設備管理與維修，2018（17）：45-46.

[2]董瑞華.列管式換熱器的泄漏原因及防漏措施研究[J].化工管理，2015（06）：53-55.