열교환기의 고장 형태

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관형 열교환기의 주요 부품으로는 실린더, 헤드, 관다발, 관판, 교류판, 연결관, 플랜지 및 팽창조인트 등이 있으며, 주요 고장 형태로는 관다발의 고장, 관과 관판의 연결 부분 고장, 실린더의 고장 등이 있습니다. 1. 관층의 기능 상실
1) 관층의 진동으로 인한 기능 상실
외부 유체의 열전달을 강화하고 스케일 형성을 줄이기 위해, 일반적으로 외부 유체의 흐름 속도를 높이는 방법이 사용된다.그러나 쉘 측의 유체 흐름 속도가 증가하면 튜브 어셈블리에 유도 진동이 발생하여, 관들이 충돌로 파손되거나, 분배판 부근에서 관이 절단되거나, 피로로 인해 고장이 날 수 있습니다. 2. 관의 부식 및 마모로 인한 고장: 열교환기의 고장은 대부분 부식으로 인해 발생합니다.가장 흔한 부식 부위는 열교환관이며, 그 다음으로는 관판, 열교환기 헤드, 그리고 소직경의 연결관 순입니다.관의 부식 및 마모로 인한 고장의 주요 원인으로는 오염물질에 의한 부식, 매체에 의한 부식, 관 내부의 유속이 너무 빨라서 발생하는 마모, 전기적 부식, 그리고 관 끝부분에서 발생하는 틈새 부식 등이 있습니다. 3. 열전달 능력 저하: 열교환기가 작동하는 동안, 작동 매체의 경도가 높거나 유체에 입자나 부유물이 포함되어 있으며, 냉각수에 조류, 박테리아, 진흙 등이 존재할 경우, 관 내부와 외부 벽면에 심각한 스케일이 형성됩니다.오염층이 두꺼워지면 열전달 저항이 급격히 증가하며, 심한 경우 오염물질이 작동 매체의 흐름 경로를 막아 열교환 능력이 빠르게 저하됩니다. 4. 파이프 누출: 열교환 매체의 부식, 응력부식, 틈새부식, 혹은 충돌이나 마모와 같은 상황에서 파이프에 미세한 균열이 생깁니다. 만약 높은 인장응력이나 교번응력이 작용한다면, 이 균열들은 빠르게 확장되어 누출이 발생하게 됩니다. 二、파이프와 튜브보드의 연결 실패
열교환기의 사용 조건에 따라, 파이프와 튜브보드를 연결하는 방식은 용접, 확장 접합, 그리고 용접과 확장 접합을 병용하는 세 가지로 나뉩니다.접속 형태가 다르면, 고장 형태도 각기 다릅니다. 1. 용접 시 발생하는 주요 문제로는, 과부하로 인한 손상이나 용접 불량과 같은 결함들이 있습니다；용접부에서 발생하는 열응력으로 인해 응력부식이 일어남；파이프와 튜브 플레이트의 구멍 사이에 공간이 있으면 틈새 부식이 발생할 수 있습니다；스테인리스 강을 용접할 때 열영향부에서 금속 조직이 변화하여 내식성이 급격히 떨어집니다. 2. 확장 접합부의 경우, 확장 과정에서 잔류 응력이 발생하며, 이러한 응력과 부식을 일으키는 온도 및 환경 조건 하에서 접합부가 빠르게 스트레스 부식으로 인해 손상될 수 있습니다；"팽창 접합의 인장 분리 저항력은 낮으며, 특히 사용 온도가 300도를 초과할 경우 재료의 크리프로 인해 압축 잔류 응력이 점차 사라져 접합의 신뢰성을 보장하기 어렵습니다. 3. 팽창 용접과의 병용을 통해 용접과 팽창 연결의 장점들이 상호 보완되며, 반복적인 열충격 및 열부식에 대한 저항성이 향상되고, 연결부의 피로 저항성도 증가하며, 틈새 부식도 방지됩니다.하지만 팽창 용접과 함께 사용할 때는 조작에 높은 기술이 요구되며, 일반적으로 조작 조건이 까다로운 환경에서 사용됩니다. 삼, 실린더 본체의 고장: 쉘과 파이프가 처하는 작업 환경은 거의 동일하므로, 쉘의 고장 형태로는 부식(매체에 의한 부식, 응력부식 등 포함), 누출, 폭발 등이 있습니다.