换热器用无缝钛管失效分析

该文通过采用宏观检测、显微组织分析、扫描电镜分析、能谱分析等方法对流动介质为氯化物溶液的换热器用无缝钛管进行失效分析,发现流动介质为氯化物溶液的换热器中无缝钛管主要是通过以下2种方式发生腐蚀失效的,一种是Fe+离子存在于钛管材表面会在钛管材表面形成点腐蚀,通过点腐蚀的方式使钛管发生腐蚀失效;另一种是当换热器的管板和管材形成一定缝隙时会发生间隙腐蚀,间隙腐蚀发生时钛管会伴随有吸氢反应和自催化作用,最终导致管材产生腐蚀孔洞而失效。同时笔者建议在制作内部流动氯化物溶液的换热器时不易将不锈钢管板和钛管组合使用,并且管板与管材之间的间隙大于0.5 mm以免在使用过程中发生点腐蚀和间隙腐蚀导致换热器泄漏。

254SMO超级奥氏体不锈钢换热板片的腐蚀失效原因

某煤化工厂用于废水处理项目的换热板片(材质254SMO)使用约半年就发生了腐蚀失效。对该厂废水水质进行了分析,并对该换热板片进行了宏观检查、成分分析、金相分析、扫描电镜分析和能谱分析。结果表明:废水介质的含盐量高、污染物种类繁多、介质温度较高,形成了特殊腐蚀环境,且换热板片的密封圈会形成缝隙结构,由换热板片所处的介质环境和自身结构导致该板片发生点蚀和缝隙腐蚀,随着腐蚀的进行,最终造成254SMO超级奥氏体不锈钢换热板片失效泄漏。建议通过添加缓蚀剂和升级换热板材质等加强防护。

加氢装置换热器垢下腐蚀原因分析及预防措施

针对加氢装置换热器的安全运行问题,首先对加氢装置换热器垢下腐蚀原因进行系统分析,在此基础上,开展加氢装置换热器垢下腐蚀预防措施研究,全面确保加氢装置换热器长期处于安全运行状态。

某制冷设备热交换器失效案例分析

针对制冷设备热交换器的失效问题进行了研究。通过打压试验发现样品的下直管与弯管焊接处位置附近存在渗漏;低倍检查看出管内表面遍布大量的不规则孔洞缺陷;电镜观察发现结晶产物;能谱分析看出有腐蚀产物覆盖位置相较无明显腐蚀产物覆盖位置C、 O元素含量都有明显增高[1]。结合样件实际使用情况,综合分析得出热交换器的失效是腐蚀导致的,分析了导致失效的具体原因并给出了应对此类失效情况的建议。

TP316L不锈钢换热管失效分析

某设备制造厂在换热器制造完成后渗透(PT)检测发现,换热管出现线性显示缺陷。采用直读光谱分析、光学显微镜金相组织分析、非金属夹杂物分析、晶间腐蚀试验分析、扫描电镜(SEM)分析等方法,对TP316L不锈钢换热管缺陷进行分析,结果表明该缺陷为钢管生产过程中冷轧时产生的折迭,在后续换热器制造时的穿管、胀管、焊接后扩展,PT检测时出现线性显示。这一结论为金属管材类产品的工业化大生产的产品质量保障提供了有力的参考。

闪蒸换热器腐蚀失效机理与完整性管理对策研究

某处理站闪蒸换热器管束腐蚀穿孔失效频发,为此对管束外部介质及管束表面腐蚀产物进行了分析测试。结果表明,壳程中的凝析油介质含少量的水,水质成分中含有高浓度氯离子、钙离子,同时含有HCO_(3)^(-)。在管束表面形成了黑色的垢层,垢下具有成片的腐蚀坑,局部腐蚀严重。通过对腐蚀产物的形貌、元素和化合物的分析,腐蚀产物主要为FeCO_(3),并在管束表面形成了富氯层,因此建立了垢下协同HCO_(3)^(-),Cl^(-)腐蚀机理。最后,建立了以失效控制为核心的闪蒸换热器完整性管理流程,形成了具有针对性的风险评价方法和失效控制措施,为处理站安全生产提供了保障。

海水管路典型部件腐蚀失效研究进展

海水管路系统是电力、船舶等领域的重要组成部分,腐蚀是造成海水管路失效的重要原因,换热管、阀、泵等是海水管路中的高频故障部件。通过对以上海水管路部件的失效案例进行调研与分析,总结了不同部件的失效类型及原因,提出了降低海水管路腐蚀失效风险的措施。海水管路部件的腐蚀与设计、选材、使用工况等因素有关,冲刷腐蚀、空泡腐蚀、微生物腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀等是海水管路中较为常见的失效类型。在海水管路设计、建造和使用过程中,应针对各部件常见的腐蚀类型与特点采取相应的措施,以降低腐蚀风险。

连续重整装置汽包系统蒸汽换热管泄漏原因分析

中国石化扬子石油化工有限公司2号连续重整装置采用国产超低压顺流连续重整技术,在生产运行过程中,加热炉对流段汽包系统蒸汽换热管出现泄漏现象,装置被迫停工检修。对失效换热管开展了穿孔分析、材质化学成分分析、能谱分析等研究。通过穿孔分析判断:腐蚀穿孔在内壁产生并向外壁扩展。通过能谱分析和X射线衍射分析得知:换热管内壁垢样的腐蚀产物主要是Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),结合除氧水的氧含量数据,判断换热管存在氧腐蚀。对垢样进行清洗得知:沉积物质量浓度超过600 g/m^(3),垢污沉积量超标。综合判断泄漏原因:汽包系统换热管在氧腐蚀与垢下腐蚀的综合作用下,发生了由管内向管外扩展的腐蚀穿孔。针对泄漏原因,从水质监控、停炉保护、定期抽检等方面提出了预防措施。

基于RBI计算的热交换器换热管束检验策略的制定

根据API 581—2016《基于风险的检验方法》和GB/T 26610.2—2022《承压设备系统基于风险的检验实施导则第2部分:基于风险的检验策略》,介绍了基于RBI计算的热交换器管束检验策略制定的原理,采用DNV挪威船级社Synergi Plant RBI Onshore 5.7风险评估软件,对某化工企业一台热交换器的换热管束进行了工程应用计算,为换热管束定期检验策略的制定提供了依据。

8.0 Mt/a常减压装置常顶换热器内漏分析与防护

分公司8.0 Mt/aⅢ常减压装置是由1.5 Mt/a常减压蒸馏装置经多次改造而来,可灵活根据生产计划安排生产沥青方案、渣加方案和催化方案,但自2019年检修后主要加工高硫原油生产沥青,两年内常顶换热器多次发生腐蚀泄漏,严重威胁装置的长周期安全运行。结合原油性质变化分析腐蚀发生的原因,并根据常顶腐蚀部位的情况从工艺和设备两个角度提出相应的防护措施,利用2023年检修机会实现了部分材质升级及技术改进,通过综合治理,效果明显,腐蚀控制得到改善,有利于延长常顶换热器的使用周期。

仪表风冷却器换热管开裂失效原因分析

某炼化企业仪表风冷却器在运行中换热管发生了开裂失效,通过宏观形貌观察、微观形貌观察、能谱分析和金相组织分析等技术手段分析了该换热管发生开裂失效的原因,并提出了相应的解决方案。分析结果表明:该换热管材质为S31608奥氏体不锈钢,该换热管发生开裂的主要原因是氯化物应力腐蚀开裂,其次为温差应力较大引发的腐蚀疲劳开裂。为了解决该换热管的开裂失效问题,应确保工艺操作平稳,对换热器结构进行优化设计,换热管应选用超低碳不锈钢材质。

苯乙烯装置换热器通过RCM策略优化维修

通过对苯乙烯装置换热器进行故障模式及影响分析(FMEA)以及逻辑决断分析,深入分析该装置换热器的功能故障、故障类型并确定维修方式,优化预防性维修工作间隔期并系统综合形成维修大纲,实现对装置换热器设备维修策略的优化。与现行的维修策略相比,经由以可靠性为中心的维修(下文称RCM)优化而确定的维修策略,有利于缩短维修时间,在确保设备平稳运行的条件下最大程度降低了维修成本,解决了“过修”“失修”的现象。通过RCM有效提高了苯乙烯装置换热器维修管理的针对性、实用性、科学性,实现了以最低的维修成本确保装置换热器运行的安全及可靠的目的。

空调环境陶瓷电加热适应性失效分析与改进

空调器电辅热广泛应用陶瓷电加热代替管状电加热器,但售后长期使用后出现个别电气强度不够存在电气击穿隐患。结合失效样件确认了失效机理为空调制冷环境下电加热表面会产生和积累大量腐蚀性凝露水垢、水渍。并在模态仿真计算基础上,对陶瓷PTC表面凝露腐蚀的工作流场、温度场进行计算研究,将陶瓷电加热由处冷热风交汇流场优化至靠近后底板侧空气湿度较小、且温度均匀位置。经实验验证确认,实施优化策略后,可保障陶瓷PTC单体热交换性能及整机电气安全、性能等指标,有效改善了陶瓷电加热恶劣环境适应性与可靠性。

重整装置双相不锈钢换热器腐蚀泄漏原因分析

某石化企业重整装置再生循环干燥系统S22053双相钢换热器换热管发生泄漏,堵管率达到64%,导致换热器失效。通过对泄漏换热器宏观观察,并对取样采用化学成分分析、金相分析、腐蚀坑形貌观察、能谱分析等表征手段,结合壳程入口处再生气露点温度计算、温度场数值模拟进行失效分析。结果表明:重整装置双相不锈钢换热器的失效原因为壳程侧的盐酸腐蚀。产生盐酸腐蚀的主要原因是壳程介质中水蒸气含量大于1.1%和氯化物含量偏高,在操作工况具有水蒸气结露的条件,继而形成盐酸液滴。双相钢换热管在pH值小于5的盐酸中发生严重的选择性腐蚀,最终导致换热管腐蚀穿孔泄漏。

脉动载荷下换热器管板接头塑性失效研究

管板接头是换热器常见失效部位,其中交替塑性失效模式缺乏研究。基于材料的多线性等向强化(MISO)本构模型,对U型管式换热器角焊缝管板接头和新型内孔焊管板接头进行了弹塑性数值模拟。通过提取管板管桥中心及管板管孔附近区域的节点的应力及应变数据,得到了在脉动递增载荷下的双向应力和应变规律。结果表明,在脉动载荷的递增加载与卸载过程中,两管板接头的残余应力与残余应变存在差异;随着脉动幅值的递增,塑性应变不断累积,为防止结构最终发生塑性失效,需对应变进行合理控制。通过分析发现管接头内缘处是较容易发生交替塑性失效的部位,在对换热器管板接头失效分析时,应重视载荷历程和焊接接头形式对管板的影响。

醇氨气化装置换热器腐蚀失效分析及对策

某石化企业醇氨气化装置换热器在循环水冷却高压密封水过程中发生了腐蚀穿孔失效。通过对该换热管腐蚀部位材料化学成分、循环水水质质以及腐蚀产物的化学成分进行检验,分析了换热管失效的原因。结果表明:由于设计不当,该换热器壳程入口处流体流速较低,使循环水中的大量硫、氯腐蚀性离子沉淀在管道上,最终导致换热管腐蚀。通过壳程入口结构改进,腐蚀部位流速从0.7 m/s提高到1 m/s以上,使腐蚀性离子不再停滞在换热管上,从而改善了换热器的腐蚀。

烟气余热回收器管束连接泄漏失效分析

某公司的废热锅炉烟气余热回收器在使用过程中管板与管束连接处发生漏水,为了确定漏水的原因,以便采取有效对策,对余热回收器失效原因进行分析。首先通过Ansys仿真软件计算了余热回收器在工作工况下应力水平,得到应力最大点位于管板处,并且管板和换热管连接处应力值较大。而后对管束泄漏取样部位进行宏观腐蚀形态分析、金相微观组织分析、显微硬度测试、腐蚀微观形貌扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)分析及腐蚀产物EDS(Energy Dispersive X-Ray spectroscopy)微区成分分析。结果表明,该换热器在高温下管束和管板的缝隙处发生碱浓缩,并且该处存在焊接裂纹,最终导致管板和管束焊缝处发生碱应力腐蚀开裂。

加氢裂化装置热高分气换热器失效分析与对策

随着原油的日益劣质化,加氢裂化装置原料中硫、氮、氯等腐蚀性杂质含量增加,导致装置腐蚀风险增大。通过分析某加氢裂化装置热高分气换热器的腐蚀状况,试验测定了换热管内介质中腐蚀性杂质的类型和含量,分析了换热管材料的化学成分,进行了换热管材料的金相组织分析,以及腐蚀穿孔部位材料的电子显微分析和微区EDX分析,对换热管内部流体的流动状态和结晶温度分析计算,确定了换热管的失效原因,针对性提出了防止高热分气换热器腐蚀失效的措施。

甲醇制烯烃工艺换热器存在的问题及解决方案

甲醇制烯烃工艺是连接煤制烯烃上下游单元的关键环节,换热器则是甲醇制烯烃装置工艺生产中重要的冷换设备。介绍了某厂甲醇制烯烃装置进料换热系统和水系统的工艺流程、设备技术参数。针对进料换热系统和水系统出现的换热器腐蚀失效问题,进行了原因分析,并从更换设备或材质、优化流程设计、防腐等方面提出了相应的优化方案,以解决制约换热器高效运行的瓶颈问题。

空压机冷却功能失效分析及选型

空压机在长期运行过程中会因多种因素的共同作用而出现各种故障现象。由于产生故障的原因和故障现象之间,很多不是直接的线性关系,所以很难直接通过在线诊断系统所提供的一些性能指标进行确诊。以一款螺杆式空压机循环冷却系统的故障案例,着重介绍了空压机故障判断及原因分析的大致过程。通过对空压机循环冷却系统的失效分析,结合不同工况情况下换热器的适用范围,提出采用板式换热器替换原设计的螺旋板式换热器的技术方案。解决了空压机因循环冷却系统中换热器失效,导致润滑油温升过高进而造成空压机报警自动停机的故障。