รูปแบบความล้มเหลวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

Thread Content

องค์ประกอบหลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบถัง-ฝา ได้แก่ ถัง, ฝาปิด, ชุดท่อ, แผ่นยึดท่อ, แผ่นกั้นกระแสน้ำ, ท่อเชื่อมต่อ, ฟลันจ์ และส่วนที่ใช้รองรับการขยายตัวของวัสดุ เป็นต้น ส่วนรูปแบบการเสียหายหลักๆ ได้แก่ การเสียหายของชุดท่อ การเสียหายของจุดเชื่อมต่อระหว่างท่อกับแผ่นยึดท่อ และการเสียหายของถัง เป็นต้น 1. ความล้มเหลวในการควบคุม 1.1 ความล้มเหลวจากการสั่นสะเทือนของท่อ ในการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนในชั้นภายนอกของท่อ และลดการเกิดตะกรัน มักมีการใช้วิธีเพิ่มอัตราการไหลของของเหลวในชั้นภายนอกของท่อ อย่างไรก็ตาม การเพิ่มอัตราการไหลของของไหลในช่องเปลือก มักจะก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนของชุดท่อ ซึ่งส่งผลให้ท่อเกิดความเสียหายจากการชนกัน หรือท่ออาจแตกที่บริเวณแผ่นกั้นกระแส รวมถึงเกิดความเสื่อมสภาพจากการใช้งานเป็นเวลานานด้วย 2. การกัดกร่อนและการสึกหรอของท่อ สาเหตุหลักที่ทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเสียหาย มักเกิดจากการกัดกร่อน บริเวณที่เกิดการกัดกร่อนบ่อยที่สุดคือท่อแลกเปลี่ยนความร้อน รองลงมาคือแผ่นรองท่อ ฝาปิดเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก สาเหตุหลักของการเสื่อมสภาพจากการกัดกร่อนและการสึกหรอของท่อ ได้แก่ การกัดกร่อนจากสิ่งสกปรก การกัดกร่อนจากสารที่อยู่ภายในท่อ การสึกหรอเนื่องจากอัตราการไหลของของเหลวที่สูงเกินไป การกัดกร่อนทางไฟฟ้า และการกัดกร่อนที่บริเวณปลายท่อ เป็นต้น 3. ความสามารถในการถ่ายเทความร้อนลดลง ในระหว่างการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ปัจจัยต่างๆ เช่น ความแข็งของสารที่ใช้ในการทำงาน หรือการมีอนุภาคหรือสิ่งสกปรกปนอยู่ในของไหล รวมถึงการมีสาหร่าย แบคทีเรีย หรือตะกอนในน้ำที่ใช้ในการระบายความร้อน ล้วนส่งผลให้เกิดการสะสมของคราบตะกรันบนผนังภายในและภายนอกของท่อได้ เมื่อชั้นสกปรกหนาขึ้น ความต้านทานในการถ่ายเทความร้อนก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในกรณีที่รุนแรง สกปรกอาจทำให้ทางเดินของสารที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อนถูกอุดตัน ส่งผลให้ความสามารถในการถ่ายเทความร้อนลดลงอย่างรวดเร็ว 4. การรั่วซึมของท่อ ในกรณีที่สารที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดการกัดกร่อน หรือเกิดจากความเครียด การกัดกร่อนในช่องว่าง หรือจากการชนหรือการสึกหรอ ก็จะทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กบนท่อ หากมีความเครียดสูงหรือความเครียดที่เปลี่ยนแปลงไปมา รอยแตกเหล่านี้ก็จะขยายตัวอย่างรวดเร็ว จนทำให้เกิดการรั่วซึมได้ ข้อสอง การเชื่อมต่อระหว่างท่อกับแผ่นรองท่อที่ล้มเหลว ขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน รูปแบบการเชื่อมต่อระหว่างท่อกับแผ่นรองท่อสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 แบบ ได้แก่ การเชื่อมด้วยความร้อน การเชื่อมด้วยแรงดัน และการเชื่อมทั้งสองวิธีร่วมกัน รูปแบบของตัวเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน ก็จะส่งผลให้รูปแบบของความล้มเหลวแตกต่างกันไปด้ 1. ปัญหาหลักที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อม ได้แก่ การเกิดข้อบกพร่องในการเชื่อม เช่น การเชื่อมจนทะลุ หรือการเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์ ； แรงดันความร้อนที่เกิดขึ้นบริเวณจุดเชื่อม ทำให้เกิดการกัดกร่อนจากแรงดัน ； ช่องว่างระหว่างท่อกับรูบนแผ่นท่ออาจก่อให้เกิดการกัดกร่อนได้ ； เมื่อเชื่อมวัสดุสแตนเลส จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางโลหวิทยาในบริเวณที่ได้รับความร้อน ซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนลดลงอย่างรวดเร็ว 2. สำหรับจุดเชื่อมด้วยวิธีการขยายตัวนั้น ในระหว่างกระบวนการเชื่อมจะมีความเครียดสะสมอยู่ ดังนั้นจุดเชื่อมอาจเกิดการผุกร่อนจากความเครียดได้อย่างรวดเร็ว เมื่ออยู่ภายใต้อุณหภูมิและสภาพสื่อที่เอื้อต่อการเกิดการผุกร่อนจากความเครียด ； "แรงดึงที่ใช้ยึดส่วนประกอบด้วยวิธีการเชื่อมแบบพองตัวนั้นมีค่าค่อนข้างต่ำ โดยเฉพาะเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 300 องศาเซลเซียส การเปลี่ยนรูปของวัสดุจะทำให้ความเครียดที่เหลือจากการบีบอัดค่อยๆ หายไป ส่งผลให้ไม่สามารถรับประกันความน่าเชื่อถือของการเชื่อมได้ 3. การใช้วิธีเชื่อมและขยายรอยต่อร่วมกัน ช่วยเสริมจุดแข็งของทั้งสองวิธีเข้าด้วยกัน โดยมีข้อดีคือ สามารถต้านทานต่อแรงกระแทกทางความร้อนซ้ำๆ และการกัดกร่อนจากความร้อนได้ นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความทนทานของรอยต่อ และลดปัญหาการกัดกร่อนในช่องว่างระหว่างรอยต่ออีกด้วย อย่างไรก็ตาม การใช้วิธีเชื่อมด้วยความร้อนร่วมกันนั้นต้องมีข้อกำหนดในการปฏิบัติงานที่สูง โดยปกติจะนิยมใช้ในสถานการณ์ที่มีเงื่อนไขการทำงานที่ยากลำบาก สาม ความล้มเหลวของตัวถัง สภาพแวดล้อมในการทำงานของตัวถังและท่อนั้นคล้ายกัน ดังนั้นรูปแบบของความล้มเหลวของตัวถังจึงมีทั้งการกัดกร่อน (รวมถึงการกัดกร่อนจากสารเคมี การกัดกร่อนจากแรงดัน เป็นต้น) การรั่วไหล และการระเบิด เป็นต้น