Các hình thức hỏng hóc của bộ trao đổi nhiệt

Thread Content

Các bộ phận chính của máy trao đổi nhiệt kiểu vỏ ống bao gồm: thân máy, nắp đậy, bộ ống, tấm kết nối ống, tấm ngăn dòng, ống nối, ren và các chi tiết giãn nở, v.v. Các hình thức hỏng hóc chính bao gồm: hỏng hóc bộ ống, hỏng hóc mối kết nối giữa ống và tấm kết nối ống, hỏng hóc thân máy, v.v. I. Sự thất bại của hệ thống ống dẫn
1. Sự thất bại do rung động của các ống dẫn
Để tăng hiệu quả truyền nhiệt trong phần vỏ lò và giảm tình trạng tích tụ cặn, người ta thường sử dụng phương pháp tăng tốc độ dòng chảy của chất lỏng trong phần vỏ lò. Tuy nhiên, việc tăng tốc độ dòng chất lỏng trong luồng vỏ ống thường gây ra hiện tượng rung động cưỡng bức ở bộ ống, dẫn đến tình trạng các ống bị va chạm và hư hỏng, các ống ở vị trí tấm chắn dòng bị đứt, hoặc các ống bị hỏng do mòn. 2. Hư hỏng do ăn mòn và mài mòn của các ống dẫn: Hầu hết các trường hợp hư hỏng của bộ trao đổi nhiệt đều là do hiện tượng ăn mòn gây ra. Vị trí bị ăn mòn phổ biến nhất là ống trao đổi nhiệt; tiếp theo là tấm ống, đầu kết nối của bộ trao đổi nhiệt, và các ống có đường kính nhỏ. Các nguyên nhân chính gây ra hiện tượng ăn mòn và hao mòn ống bao gồm: ăn mòn do bụi bẩn, ăn mòn do chất lỏng, ma sát do tốc độ dòng chảy quá cao bên trong ống, ăn mòn điện, và ăn mòn do các khe hở ở hai đầu ống. 3. Khả năng truyền nhiệt giảm sút. Trong quá trình hoạt động của bộ trao đổi nhiệt, do độ cứng của chất lỏng sử dụng khá cao, hoặc do trong chất lỏng có các hạt vô cơ, chất rắn lơ lửng; cùng với sự xuất hiện của tảo, vi khuẩn, bùn đất trong nước làm mát, tất cả những yếu tố này đều gây ra hiện tượng đóng cặn nghiêm trọng ở bên trong và bên ngoài các ống dẫn. Khi lớp bẩn ngày càng dày lên, trở kháng truyền nhiệt sẽ tăng lên nhanh chóng. Trong trường hợp nghiêm trọng, lớp bẩn có thể gây tắc nghẽn các đường dẫn chất lỏng, từ đó làm giảm đáng kể khả năng trao đổi nhiệt. 4. Rò rỉ ở các ống dẫn: Trong trường hợp chất lỏng dùng để trao đổi nhiệt bị ăn mòn, bị ăn mòn do ứng suất, bị ăn mòn do khe hở, hoặc do va chạm, mài mòn… thì trên các ống dẫn sẽ xuất hiện những vết nứt vi mô. Nếu có ứng suất kéo cao hoặc ứng suất dao động, các vết nứt này sẽ lan rộng nhanh chóng, dẫn đến tình trạng rò rỉ. II. Sự thất bại trong việc kết nối ống với tấm đỡ ống. Tùy vào điều kiện hoạt động của bộ trao đổi nhiệt, có thể chia các phương thức kết nối ống với tấm đỡ ống thành ba loại: hàn, kết nối bằng phương pháp nở, và sự kết hợp giữa hai phương pháp trên. Tùy vào kiểu kết nối mà các hình thức hỏng hóc cũng khác nhau. 1. Các vấn đề chính xảy ra trong quá trình hàn bao gồm: các khiếm khuyết trong quá trình hàn như cháy xuyên hoặc không hàn kín được ； Ứng suất nhiệt tại vị trí nối hàn gây ra hiện tượng ăn mòn do ứng suất ； Khoảng trống giữa ống và các lỗ trên tấm ống có thể gây ra hiện tượng ăn mòn do khe hở ； Khi hàn vật liệu thép không gỉ, sự thay đổi cấu trúc vật lý ở vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt khiến khả năng chống ăn mòn giảm mạnh. 2. Đối với các mối nối được tạo ra bằng phương pháp ép nối, trong quá trình ép nối sẽ tồn tại ứng suất dư. Trong điều kiện nhiệt độ và môi trường phù hợp để xảy ra hiện tượng ăn mòn do ứng suất, mối nối có thể bị hỏng do hiện tượng này ； "Lực chống bị tách rời của mối nối hàn nở khá thấp, đặc biệt khi nhiệt độ sử dụng vượt quá 300 độ C. Hiện tượng biến dạng của vật liệu sẽ khiến các ứng suất còn lại do quá trình ép nén dần biến mất, từ đó làm giảm độ tin cậy của mối nối. 3. Việc kết hợp phương pháp hàn và phương pháp nối bằng áp lực đã giúp tận dụng được những ưu điểm của cả hai phương pháp này. Phương pháp này mang lại những lợi ích như khả năng chống lại các tác động nhiệt lặp đi lặp lại và sự ăn mòn do nhiệt; nâng cao khả năng chống mỏi của mối nối; đồng thời ngăn chặn sự ăn mòn xảy ra ở các khe hở giữa các bộ phận được nối. Tuy nhiên, khi kết hợp phương pháp hàn nóng với phương pháp khác thì yêu cầu về quy trình vận hành rất cao; phương pháp này thường được sử dụng trong những điều kiện vận hành khắc nghiệt. III. Hư hỏng thân ống: Môi trường làm việc của vỏ và các ống gần như giống nhau; do đó, các dạng hư hỏng của vỏ bao gồm ăn mòn (bao gồm ăn mòn do chất lỏng, ăn mòn do ứng suất, v.v.), rò rỉ, nổ, v.v.