化工設(shè)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(shè)計院， 山西 太原 030024）

化工設(shè)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(shè)計院， 山西 太原 030024）

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

泄漏原因；化工換熱器；密封泄漏；應(yīng)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(xì)小的灰塵、沙粒、凸凹坑、局部的擦傷和重皮等，但是他們對轉(zhuǎn)換器帶來的缺陷是極大的。換熱器內(nèi)的流動介質(zhì)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(gòu)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(jìn)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(shè)備影響很大。在生產(chǎn)中，由于某些介質(zhì)較為粘稠，因此在運(yùn)行時往往會加大介質(zhì)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(shè)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(dǎo)致管道腐蝕的加強(qiáng)，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(xiàn)各種各樣的泄漏。在制造和生產(chǎn)結(jié)束的時候，對工藝流程和管束表面的要求與重視不夠，認(rèn)為只要試壓不漏就行，實際上管束表面的這些細(xì)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(fù)作用 這一方面的副作用主要表現(xiàn)在支持板上的管孔不合適從而產(chǎn)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(qū)，導(dǎo)致縫隙腐蝕的產(chǎn)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(jìn)的作用。

（3）沉淀物造成的電化學(xué)腐蝕 雖然換熱器管束內(nèi)的介質(zhì)要求流速很快，但是在工作將近結(jié)束介質(zhì)流速減緩，往往會在熱換器管道內(nèi)沉積一些沉淀物。這些沉淀物在換熱器管內(nèi)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(yīng)、陰極氧化反應(yīng)、陰極還原反應(yīng)等等，這些電化學(xué)反應(yīng)通常會造成比較嚴(yán)重的后果。腐蝕物的存在又導(dǎo)致縫內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)不均，引起更大的反應(yīng)，造成更大的危害。

（4）換熱器內(nèi)的水分所引起的腐蝕 在檢修和清理設(shè)備的過程中，基本都是用蒸汽進(jìn)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(nèi)進(jìn)出，必定會有殘留，而且試壓結(jié)束后并沒有嚴(yán)格的要求將管道吹干，就會在管壁內(nèi)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(wěn)定不會對換熱器造成侵蝕，但是當(dāng)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(nèi)金屬壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而會引起電化學(xué)腐蝕。水、腐蝕性介質(zhì)、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(fù)效應(yīng)”產(chǎn)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(yīng)該更加嚴(yán)格和規(guī)范，對每一根管子都要嚴(yán)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(yīng)該盡量的以標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)部的內(nèi)芯必須要在管束內(nèi)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使防腐層能夠充分的形成，更有利于保護(hù)管束內(nèi)壁。在檢修清理換熱器結(jié)束時，應(yīng)立刻對管道內(nèi)進(jìn)行除濕處理，保證管道內(nèi)的水分殘留，在適當(dāng)?shù)臈l件下盡量減少試壓的時間，進(jìn)而減少水分的存積。

（2）防止換熱器靜密封的泄漏。化工產(chǎn)業(yè)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(dǎo)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(chǎn)生熱效應(yīng)力，對管板和管束之間就會出現(xiàn)裂痕與破損，從而導(dǎo)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(fā)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(fù)。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(jié)構(gòu)合理（結(jié)構(gòu)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(zhǔn)確的工況條件很重要，工況條件包括：冷熱介質(zhì)的物性參數(shù)、使用壓力、進(jìn)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(chǎn)生的溫度是很高的，對換熱器內(nèi)的墊片會造成損壞，致使換熱器靜密性泄漏的發(fā)生，所以在工作一定時間后，可以對換熱器的密封墊進(jìn)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(yīng)的減少。

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

［2］譚集艷.基于結(jié)構(gòu)設(shè)計的大型法蘭式換熱器泄漏問題解決方案［J］.化工機(jī)械，2008，（2）.

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

趙大明（1988- ）， 男， 助理工程師 。