Thread Content
Causes et dommages des vibrations Il existe deux raisons principales pour les vibrations des tubes de l'échangeur de chaleur.: L'une est la vibration provoquée par des sources d'excitation externes, telles que la vibration provoquée par le flux d'air pulsé de machines à mouvement alternatif (telles que les compresseurs alternatifs) ou la vibration transmise par les éléments de support ou les tuyaux de raccordement. L’autre est la vibration induite par l’écoulement du fluide, qui peut être divisée en vibrations induites par le fluide côté tube et côté coque. L’amplitude des vibrations excitées par l’écoulement côté tube étant généralement faible et non nocive, elle peut souvent être ignorée. À moins que le débit ne soit beaucoup plus élevé que le débit normal, l’excitation côté tube doit être prise en compte. Les vibrations dans l'échangeur de chaleur sont principalement causées par le fluide côté calandre. À des débits normaux, l'écoulement côté calandre peut provoquer une grande amplitude, ce qui est le plus nocif pour les tubes d'échange thermique. Des études ont montré que ce n'est que lorsque la fréquence de vibration induite par le fluide est cohérente ou très proche de la fréquence de l'élément d'échange thermique que l'amplitude de l'élément augmente soudainement de manière significative, conduisant à sa destruction. Il existe deux principaux types de dommages dus aux vibrations sur les tubes d'échange thermique, à savoir l'usure des tubes et la rupture par fatigue des matériaux des tubes. L'usure des canalisations se divise en deux situations :: La première est que dans des conditions de vibration de grande amplitude, les tubes entrent en contact les uns avec les autres et s'usent (lisse et fuient) pour prendre une forme de diamant. La majeure partie de cela se produit au milieu de la travée, là où le déplacement vibratoire est le plus important. La dilatation thermique des tubes augmente le risque d'usure due aux vibrations. En effet, la déformation thermique du tube élargit le mouvement relatif provoqué par le contact, provoquant une usure hexagonale du tube. L'autre est que le tuyau et la plaque de support s'usent en raison du mouvement relatif dû aux vibrations, ce qui entraîne un amincissement progressif de la paroi du tuyau et finalement une usure complète. De plus, étant donné que les trous du tube sur le déflecteur (plaque de support) sont généralement 0,8 à 1,2 mm plus grands que le diamètre extérieur du tube, la paroi du tube vibrant peut être coupée ou brisée par le déflecteur (ou la plaque de support), en particulier lorsque le déflecteur est très fin et que le matériau est plus dur que le tuyau. Lorsque la relaxation des articulations et la corrosion coexistent, l’usure due aux vibrations augmente et cette forme d’usure prend la forme d’une selle. Lorsque le tuyau passe à travers la plaque tubulaire, les bords tranchants du trou du tuyau couperont également le tuyau en raison des vibrations. La rupture par fatigue de la canalisation est provoquée par une excitation cyclique périodique (notamment résonance ou micro-vibration). Parce que lorsque le tuyau vibre, il y aura des contraintes alternées périodiques causées par des flexions répétées. Si le tuyau est soumis à de fortes contraintes alternées pendant une longue période, des fissures de fatigue se produiront dans certaines des parties du tuyau les plus sollicitées. Les emplacements des dommages dus aux vibrations apparaissent généralement aux endroits suivants :: (1) À la position médiane de la travée de support du tuyau de transfert de chaleur, en raison de la collision entre les tuyaux, l'apparence montre un meulage évident. ； (2) Près de l'espace du déflecteur, le tube d'échange thermique entre en collision avec le déflecteur et est usé. ； (3) Dans le trou du tube déflecteur, lorsque le tube de transfert de chaleur vibre, le bord du trou du tube déflecteur sciera et entrera en collision avec le tube de transfert de chaleur, ce qui peut provoquer la rupture du tube dans les cas graves. ； (4) Certaines petites fissures ou défauts d'origine dans le tube de transfert de chaleur se dilatent progressivement en raison des vibrations, entraînant finalement des dommages. Les dommages causés par les vibrations des tuyaux se produisent souvent lorsque le milieu côté coque est du gaz ou de la vapeur, et la pression de fonctionnement est plus évidente lorsque la pression de fonctionnement est supérieure à 0, 8 MPa. Lorsque le fluide côté coque est liquide, des dommages dus aux vibrations des tuyaux se produiront également, mais ils sont généralement limités à quelques tuyaux dans la zone locale à grande vitesse du fluide. Mesures antivibratoires Les mesures antivibratoires doivent commencer par deux aspects, à savoir la réduction du débit du fluide local à grande vitesse et la modification de la fréquence propre de l'élément d'échange thermique. Les principales méthodes adoptées sont les suivantes. (1) Réduire le débit du fluide côté calandre. Lorsque la fréquence naturelle du tube de transfert de chaleur est constante, la réduction de la vitesse d'écoulement côté coque peut éviter l'excitation d'une résonance. Si les conditions de fonctionnement ne peuvent pas être modifiées, des plaques anti-collision, des tubes de guidage ou des distributeurs de sortie de liquide peuvent être conçus au niveau des tuyaux d'entrée et de sortie de l'échangeur de chaleur pour réduire la vitesse d'écoulement à l'entrée et à la sortie côté coque afin de minimiser la valeur de pulsation du fluide. Lorsque des mesures anti-vibrations ont été prises pour le faisceau de canalisations mais que l'effet n'est pas évident, le processus doit envisager d'ajuster le débit du fluide. (2) Augmentez la fréquence naturelle du tube. Augmenter la fréquence naturelle du tube peut * * Réduisez les risques de résonance. Le moyen le plus efficace d’augmenter la fréquence est de réduire la portée. La fréquence propre du tube est inversement proportionnelle au carré de la portée. Si la portée est réduite de 20 %, la fréquence propre peut être augmentée de 50 %. Pour les faisceaux de tubes en forme de U, afin d'augmenter la fréquence propre, des bandes peuvent être enroulées entre les tubes ou des tiges ou des plaques peuvent être insérées pour empêcher le mouvement des tubes. (3) Modifiez la forme du déflecteur pour modifier l'état de support du tube d'échange thermique. Tels qu'un faisceau de tubes de type tige de déflecteur, un faisceau de tubes de type déflecteur en spirale, etc., peuvent être * * Améliorer les conditions de support du tuyau.