管壳换热器的损坏分析

2011年03月03 00:00:00 来源：中国制冷空调技术网

磨损分析

1.磨损机理

在换热器中，管子穿过留有空隙的折流板，壳程流体的流动会诱导管子振动，此时，管子和折流板都会受到磨损，当折流板薄且硬时，管子磨损更快。实际中，因振动产生的管子与折流板间的相对运动是很复杂的，由于振动着的管子会反复地与折流板接触或脱离，即有滑动，又有明显的撞击。这里，由附着金属传递到产生氧化层的磨损过程中，包括下列几个阶段，因振动使表面层松散、粘着、弹性变形和金属转移，此磨屑被氧化并形成一中间层，然后经磨损作用产生松散的磨屑，这种松散的磨粒极易被流体带走，这又加速了磨损，如此循环进行，直至磨损坏。

3.影响磨损速率的因素

(1)材料组合

当管子与折流取相同材料时，则两者的磨损速率近似相等;耐火材料的性能，当折流板材料比管材硬时，则管子更快被磨损。

(2)振幅、振动频率和管子与折流板管孔的间隙振动步率和振幅对磨损童影响很大，磨损量随振幅和颇率的增加而增大，因为管子的动能随振幅和频率的增加而增加，于是撞击动能增大，加速了撞击磨损和粘合磨损。

(3)撞击表面的几何结构和材料性能

管子的几何尺寸(壁厚、管径、边界条件等)和折流板的几何尺寸(板最、管孔直径、折流板间距等)以及管子与折流饭材料性能均会影响着管子的磨损.

有人通过实验发现，当管子与折流板管孔的间隙中有蜡时，就不会发出撞击响声。这是因为蜡使管子与折流板管孔的间隙变小了;同时蜡还有润滑作用，因此大大地缓冲了振动.在生产实际中，如炼油厂的换热器，因介质润滑程度较好，故磨损不那么严重，当介质具有}''n性时，磨损将会显著增加。

4.防护措施

采用下列保扩褚施可减小磨报速率.

(1)选择互相不溶性的金属材料组合可限侧粘合磨报.

(2)涂层保护:润滑保护、表面膜保护及其它界面层保护均可减小磨损.

(3)转换保护:选择适合的“金属对”硬度、粗桩度和接触阻力使磨损破坏转换成在允许的水平上.