试论列管式换热器泄漏的原因及处理对策

马哲纯

摘 要：通过使用换热器能够实现温度不同物料之间的热量有效交换，因此被十分广泛地应用在工业生产与日常生活中。可是在换热器具体应用过程中，因受到设备自身结构的影响、操作工艺间存在的差别等因素，造成换热器在长期应用中存在一定的泄漏现象，对设备正常工作造成严重影响，而且被泄漏的各种物质还会引发环境污染问题等。对此，文章将着眼于换热器泄漏的部分原因，对其有关处理对策进行简要分析。

关键词：列管式换热器;泄漏原因;对策分析

对于换热器而言，其能适应于许多行业特别是在化工行业具有很广泛的应用空间。可是换热器的泄漏问题发生频率较高，所以相关设计人员应该针对其制造的整个过程进行严格控制，以此在确保泄漏率降低的同时，延长设备使用时间。

1 简析列管式换热器出现泄漏的主要原因

第一，受到应力腐蚀。所谓应力腐蚀破裂，其主要是指基于拉应力和有关腐蚀媒介的一同作用下，造成合金或是金属的破裂。对于这一腐蚀破裂而言，其最明显的特点就是大部分金属或合金表面没有遭受破坏，而是有相对少数的裂纹穿透其内部。要是应力超出设计范围就极易因应力腐蚀而出现破裂，所造成的后果也十分严重。从实际情况来看，出现应力腐蚀破裂的主要原因有以下几方面：材料成分、温度成分、金属结构等。

第二，材料腐蚀。如果使用铜材作为换热器的使用材料，往往因为低价铜出现严重的泄露问题而要进行更换。据有关数据表明，所处环境的酸碱范围控制在8.5至8.8时，不会对铜造成较大腐蚀，至于碳钢则应将酸碱度控制在9.5之上，可通常情况下锅炉给水具有较高的酸碱度，极易造成铜管腐蚀[1]。就碳钢管束受到腐蚀情况来讲，主要有以下两方面影响因素，分别是给水含氧量与酸碱程度。无论是给水含氧量较高还是酸碱度偏低，均会腐蚀管子内壁，所以应将给水酸碱度范围维持在9.3至9.6，氧容量应维持在7pg/L的范围内;要是在壳侧中含有氧气，管束外壁极易出现氧腐蚀问题。至于侵蚀损坏入口管端通常发生在碳钢换热器当中。

第三，管板变形。其主要是指在加工过程中管板发生变形，但是管板和管子间维持连接，这样在管板发生变形时会造成管子端口发生泄漏问题。对于高加管板水侧而言，如果温度相对较低压力偏高，可是在汽侧的表现是压力低而温度高，尤其是当中含有置式疏水冷却段，则会进一步加大温差。此外，要是管板较薄，会导致管板发生形变而且水侧管板中心会出现凹陷。

第四，热应力较大。在实际运行列管式换热器过程中，因为冷、热流体存在一定的温度差异，会导致壳体和管壁之间存有温度差，也正是因为此种差异会造成壳体与管子出现热膨胀现象。若是两者存在较大的温度差异，不仅可能会扭弯管子而且容易造成管子拉松，甚至会造成整个换热器受损。对此，应从结构视角分析对热膨胀造成的影响。如果在开启或是停止换热器的过程中，温升与温降率超过有关规定，则会导致高加管板与管子需承受较大的热应力，进而损坏二者相连的部位，使得端口发生泄漏情况。

2 处理列管式换热器泄漏的有关路径分析

第一，制造环节的防泄漏建议。在进行换热器生产制造之前，应对有关的生材料进行严格检验，尤其需要进行压力试漏检测。对于焊接过程而言，应依据设计技术指标去焊接，而且要确保工艺流程的科学性与材料使用制度的合理性，而且要在焊接过程中提高对焊接位置与焊条的重视程度，进而确保焊接没有缺陷。应针管子和管板的连接部位需采取液压胀接的方式，让管件能够均匀受力。在有关生产加工环节完成后，应对列管式换热器开展气密性和水压试验，由此在消除部分应力的同时，为产品提供一定的质量保障。

第二，设计环节的防泄漏建议。在设计换热器结构过程中，首先应科学选择生产所需材料，一方面应充分考虑其材料的实际使用要求，如果环境温差较大，需要选取膨胀系数相对较小的原材料，另一方面要是应用具有較强腐蚀性的环境中，还应对材料自身的耐腐蚀性加以充分考虑。要是在环境温差较大的情况下使用列管式换热器，最好不要使用固定管板式结构，应使用U型管式结构等[2]。要是存在应力腐蚀，出于达到降低缝隙连接处受到腐蚀的影响程度，不应采取“胀焊”或是“胀接”的形式连接，而应采取焊接结构的方式降低结构件受到残余应力的影响。除此之外，如果因长时间应用列管式换热器而导致其进入“疲劳状态”，则需确保最好不出现结构开状异常变化，针对衔接位置的管端应采取相关方面，降低列管式换热器受局部应力的影响。而且在实际应用过程中，因为受限于流体实际横流流速，极易造成管件的严重振动，若想有效处理此问题，则在设计过程中将折流板间距缩短，基于满足换热器的实现需求，使用具有较大直径的换热管，可将双弓形折流板取代以往使用的单弓形，由此能够在一定程度减少管速振动。除此之外，在设计列管式换热器时，还应该依据行业与国家标准开展相应的设计与制造，详细且合理设定焊接形式、管束级别等方面要求。还应将不需要进行热处理的设备明确标注，从而确保设计可以满足正常使用需求，降低出现泄漏问题的概率。

第三，操作环节的防泄露建议。在安装列管式换热器时，首先应将两端管板位置的防腐处理做好，以此降低由腐蚀而诱发泄漏的概率。与此同时，在运行设备时，还应该加大有关设备的管理力度，通过培训提高工作人员自身的操作技能，严禁热换器在超负荷状态运转，特别是存在腐蚀介质的情况下，应及时检查列管式换热器并认真记录数据结果，严格监督操作整个过程，要是存在上述问题应确保措施采取的及时性，从而将泄漏故障风险降到最低。

3 结语

列管式换热器能够长期稳定地运行，对于安全生产十分重要。相关工作人员应针对换热器列管产生的泄露问题进行科学分析、严格检测与有效处理，及时而精准地找到泄露点并进行检修，避免影响生产。与此同时，要确保工艺过程中的稳定性，防止因压力温度波动影响设备运行。此外，还要认真对待现场巡检工作，实时关注设备自身及有关设备实际运行参数。

参考文献：

[1]潘绪磊.列管式换热器泄漏处理方式及技术改进[J].设备管理与维修，2018（17）：45-46.

[2]董瑞华.列管式换热器的泄漏原因及防漏措施研究[J].化工管理，2015（06）：53-55.