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换热器防冲板脱落的原因分析和改进

[ 字号：大中小 ] [ 关闭 ] 2008-11-27 8:31:30 来自网络作者：admin 浏览次数：次发表评论

换热器防冲板是防止换热器入口介质直接冲击换热管,对换热管起保护作用的一个零件,但由于设计、制造等原因,在换热器正常运行中,防冲板脱落的现象时有发生,脱落的防冲板不但起不到保护换热管的作用,而且在入口介质的压力冲击下,防冲板会将换热器最上一层的换热管砸漏,导致换热器的壳程和管程介质短路,使其无法正常运行,甚至报废。

    1　情况介绍某型换热器于2004年11月投入使用。在2005年2月,防冲板脱落,导致换热器损坏,无法运行。

    1.1　设计参数换热器主要设计参数如表1所示。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

    1 3　换热器损坏情况因为筋板和防冲板或壳体的焊缝开裂,防冲板脱落,将换热器最上面的一排换热管砸漏,管程与壳程介质短路,导致换热器无法正常运行。

    2　防冲板脱落的原因分析

    2.1　压力波动

    由于换热器在运行中压力是不断地变化的,并且变化的范围较大,导致入口的蒸气对防冲板的冲击力不断地改变,造成防冲板不断地上下抖动,尤其是防护板中心处上下抖动的幅度最大,通过某权威机构模拟工况试验,防冲板中心处最大向下抖动幅度可达58ｍｍ.

    2.2　疲劳破坏

    由于防冲板不停上下抖动,在应力集中的焊缝处,应力不停地反复作用,使焊缝开裂,造成防冲板脱落。

    3　防冲板形状的改进

    将改进后(图2)和改进前的防冲板(图1)进行比较,在材料和结构尺寸基本没有改变的情况下,只是对防冲板的形状进行了改变及增加了钢筋(根据压力参数、波动情况和物料入口尺寸的大小选数量、直径、长短适当的钢筋)。

                 　　　　　

    3.1　改变防冲板形状的目的

    在不影响介质流通面积的情况下,将防冲板向上预弯曲,是为了提高防冲板抗冲击力的刚度,在压力波动使防冲板所受冲击力不断变化时,防冲板的抖动幅度将大大降低。

    3.2　增加钢筋的目的

   钢筋的数量、直径、长短要适当,钢筋上边和入口接管的内壁焊接,下边和防冲板焊接,这样在压力冲击载荷作用在防冲板上时,就防止了防冲板随着压力的变化而上下抖动,同时也大大减轻了筋板和防冲板、壳体焊接处的应力集中,防止了焊缝开裂。

    经改进的换热器防冲板在使用过程中再没有发生过脱落的现象。现在,许多压力容器设计单位在设计换热器时,绝大多数都采用改进后的防冲板结构,尤其是换热管较薄的换热器更是如此。

    4　结束语

    通过对换热器防冲板局部结构的改进,大大地减少了由压力波动使防冲板抖动的幅度,同时也减轻了筋板和防冲板、壳体焊缝处的应力集中。对十几台换热器防冲板的结构进行了改进,在用户使用过程中再也没有发生防冲板脱落现象,保证了换热器的正常运行。