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列管冷凝器的铜管断裂原因分析附防范建议
发布时间:2018-05-09    点击次数:406次   

在换热器中,应用多的是管壳式(列管式)换热器,它是工业过程热量传递中应用广泛的一种换热器。虽然列管冷凝器在结构紧凑型、传热强度和单位传热面积的金属消耗量方面无法与板式或板翅式等紧凑式换热器相比,但列管式换热器适用的操作温度与压力范围较大,制造成本低,清洗方便,处理量大,工作可靠,长期以来,人们已在其设计和加工制造方面积累了许多的经验。对于铜管泄漏原因,可以从应力腐蚀、脱锌腐蚀、氨蚀、铜管振动引起疲劳断裂、铜管化学成分不合格等几个方面入手。

(一)应力腐蚀是主要致因

所谓应力腐蚀”,是指金属在应力和腐蚀介质的联合作用下产生的种腐蚀破坏形式。对铜管而言,通常指因内部存在残余应力,在湖湿大气中,特别是在含氨盐、硫化物等的气氛中受腐蚀产生破裂的现象。应力腐蚀往往没有明显的先兆,可能在低应力下发生,造成的斯裂呈脆性断门特征。

(二)脱锌腐蚀及氨蚀是次要因素

脱锌腐蚀是指黄铜中的锌被单独溶解的现象。由于锌的电电位远低于铜,所以黄铜在pH=7 左右的微酸性和微碱性水中易因保护膜破坏产生电化学腐蚀。为提高铜管抗脱锌能力,通常采用加入微量砷(AS)的办法,HSn70-1A 就是a 单相加砷黄铜,其抗脱锌能力明显强于H68 等无砷铜管。

脱锌腐蚀破环形式通常是形成多孔状疏松腐蚀坑,使铜管强度人大降低,严重时形成腐蚀穿孔。可以说脱锌腐蚀是主要的,它只是对应力腐蚀裂纹扩展起创促进作用。

氨蚀是指冷凝器汽侧发生氨的富集而引起氨对铜管腐蚀,通常发生在空冷区与空抽器处。当氨浓度增加到使黄铜形成铜氨络离子时就会破坏其表面膜,加速黄铜溶解。在一定氨浓度下,黄铜与碳钢隔板会发生电性逆变,使黄铜从电偶电池的阳变为阳,加剧黄铜腐蚀。

(三)振动对铜管断裂的影响

如果冷凝器铜管因设计不当或运行方面原因引起振动,形成交变应力,在腐蚀介质作用下会造成腐蚀疲劳。作时振动较大,振动产生的交变应力,是铜管应力腐蚀断裂的一个促进因素。

(四)铜管去应力退火不当

铜管断裂主要集中在左上水室,铜管质量要用多项指标综合衡量,虽然左上水室铜管取样时机械性能、化学成分等指标基本合格,但抗蚀性、残余应力等指标不一定符合要求。

防范建议:

由于左上水室铜管频繁发生泄漏,涡流探伤发现超标缺陷管较多,且有缺陷进一步发展的趋势,金相检查还发现铜管存在许多细微裂纹,严市影响机组安全运行,堵管只是权宜之计。可考虑整体更换水室铜管,从根本上解决问题。针对泄漏原因上要是应力腐蚀,根据应力腐蚀机理,建议从降低应力和控制腐蚀介质两方面制订防范措施:

1、降低或消除应力因素 

应采取有效措施降低或消除应力,特别是拉应力,主要从降低管材残介内成力、消除安装应力和运行振动产生的交变应力三个方面入手。

(1) 降低残余内应力对防止钢管应力腐蚀非常重要。新管出厂前要按严格规范大应力退火,保证内应力指标合格

(2) 运输中要防止碰撞,保持钢管表值光洁完好。

(3)安装时严禁强力穿管,管孔要打磨圆滑,防止穿管划伤。制订合理的胀口工艺,避免过胀或欠胀,造成应力集中

(4) 论证疏水口、空抽区结构设计是否合理,消除运行中引起振动的因素。启停时注意控制温升温降速率,钢管与局板热胀冷缩要保持一致,避免产生温差应力。

2、 减少腐蚀因素

 (1) 加强循环水质监督,严格控制溶解固形物、悬浮物、氯离子含量等指标。

(2)高度重视制管清洗工作保持铜管清洁。

铜管长时间受汽水流的冲刷和腐蚀性介质的作用,会逐渐产生腐蚀、铜管的积垢和腐蚀。不仅降低冷凝器的热交换效率,往往直接导致铜管失效。

(3)加强冷凝器汽侧氨和氧合址监督,定期测定氨、氧浓度

(4)镀膜保护。FeSON4成膜是一种可行的工艺、对防止或减缓沉积物下腐蚀、冲刷腐蚀等腐蚀形态都很有效,建议更换新管后实施镀膜,可延长铜管使用寿命。

解决应力腐蚀开裂的办法就是降低或消除拉应力,严格控制可能产生拉应力的环节,加强水质监督、氧浓度监督、改善运行工况。对冷凝器铜管要从制造、安装、运行、维护保养包括初期养护等多方面加强监督。


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