最常見的鈦管換熱器泄露問題分析

由于鈦材價格昂貴，傳統(tǒng)的填料函式鈦管換熱器中的換熱管選用鈦材，而管板則選用鈦鋼復(fù)合板。由于鈦與鋼的具有不可焊性能，造成鈦管換熱器制造的難度加大，所以填料函式換熱器的管箱通常不采用鈦鋼復(fù)合板，而是采用碳鋼或低合金鋼管箱整體襯膠的方案，這樣即節(jié)省成本又降低了加工難度。為減少制造成本及降低加工制造難度，在傳統(tǒng)的填料函式鈦管換熱器設(shè)計方案中，凡不與海水接觸的部分均不采用欽材，所以換熱器浮動管板處的管板裙通常采用碳鋼材料，即可避免鈦材與碳鋼的焊接，又降低成本。盡管傳統(tǒng)的填料函式鈦管換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計方案降低了成本和制造難度，但同時也帶了嚴重的設(shè)備泄漏問題。

目前最常見的泄漏現(xiàn)象出現(xiàn)在浮動管板處密封泄漏，據(jù)用戶反饋，該傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的填料函式鈦管換熱器在浮動管板處出現(xiàn)嚴重腐蝕。分析原因，主要是由于填料在被壓緊的過程中，造成浮動管板的碳鋼部分裸露于填料外，在密封處浮動管板與插入的管箱之間有間隙，海水與碳鋼部分直接接觸，造成該處迅速被海水腐蝕，直接造成換熱器泄露，而碳鋼是極其不耐海水腐蝕的。部分資料顯示，當海水直接與碳鋼接觸時，浮動管板的碳鋼部分在極短的時間內(nèi)便被腐蝕掉，嚴重時，腐蝕處僅剩余薄薄的鈦材部分。上述泄露一旦出現(xiàn)，是很難再修復(fù)的，即使在設(shè)備腐蝕之初能夠通過檢修維護及時的發(fā)現(xiàn)，并對腐蝕處進行補焊修復(fù)，但由于各種條件受限和金屬焊接的特性，修復(fù)后的設(shè)備運行將會在短時間內(nèi)再次出現(xiàn)大面積的腐蝕，設(shè)備隨時會出現(xiàn)泄漏危險。填料函式鈦管換熱器一旦因為碳鋼部分被腐蝕泄漏，要想根除危險，必須進行設(shè)備更換。

另一種常見的泄漏則是鈦管破裂引起的，而鈦管的的破裂則通常是因為換熱管受到劃傷、碰傷等原因造成的。因鈦材價格昂貴，為降低成本，鈦管換熱器所選用的換熱管壁厚通常較薄，一般取0.5mm左右。在此類泄漏案例中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)換熱器管箱內(nèi)存在大量的大顆粒的沙石甚至貝殼之類，分析原因，主要是在實際使用中，含有大量雜物的海水在換熱管內(nèi)不停地流動，極易對鈦管造成劃傷或磨損，除影響換熱效果外，換熱器壽命也大大縮減，使得本就極薄的鈦管過早破裂，造成泄漏。由于結(jié)構(gòu)原因和難以清理等環(huán)境條件，通過補焊修復(fù)較困難，只能通過封堵泄露管子管口解決泄漏問題，嚴重影響了換熱器的換熱效果。

第三種常見泄漏主要是鈦管接頭與管板連接處出現(xiàn)問題造成的，該種泄漏主要原因是焊接質(zhì)量問題或者換熱管振動造成的管接頭破壞造成的，其修復(fù)難度非常大。

在實際使用中，鈦材焊接變形大，校形困難，尤其是欽冷加工時，易產(chǎn)生裂紋；而彎曲變形時，彈性回彈量大，不易得到正確形狀，其冷作硬化傾向的強化程度隨變形速度而加劇，而變形速度對加工零件的極限程度和質(zhì)量都有很大影響。由于鈦存在諸多缺陷，使得鈦制設(shè)備更不利于返修，有時甚至?xí)a(chǎn)生愈返修，其實際效果愈差的情況。針對鈦的這些特性，為保證其工藝性能，對鈦制設(shè)備的技術(shù)條件的要求極其嚴格，除必須對原材料的成分、制造、裝配、檢測方法等提出要求外，同時還按照鈦設(shè)備類別提出了特殊的制造要求，并嚴格按照制造工藝規(guī)程進行加工制造。