|
管殼式換熱器的流體流動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng)山東管殼式換熱器為強(qiáng)化傳熱和減少污垢層,通常采用增大殼程流體流速的方法。而殼程流體流速增加,產(chǎn)生誘導(dǎo)振動(dòng)的可能性也將大大增加,從而導(dǎo)致管束中管子的振動(dòng),最終致使管束破壞。常見的破壞形式有以下幾種。 (1)碰撞破壞當(dāng)管子的振幅足夠大時(shí),將致使管子之間相互碰撞,位于管束外圍的管子還可能和換熱器殼體內(nèi)壁發(fā)生碰撞。在碰撞中,管壁磨損變薄,最終發(fā)生開裂。 (2)折流板處管子切開折流板孔和管子之間有徑向間隙,當(dāng)管子發(fā)生橫向振動(dòng)的振幅較大時(shí),就會(huì)引起管壁與折流板孔的內(nèi)表面間產(chǎn)生反復(fù)碰撞。由于折流板厚度不大,管壁多次、頻繁與其接觸,將承受很大的沖擊載荷,因而在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)就可能發(fā)生管子被切開的局部性破壞。 (3)管子與管板連接處破壞此種連接結(jié)構(gòu)可視為固定端約束,管子振動(dòng)產(chǎn)生橫向撓曲時(shí),連接處的應(yīng)力最大,因此,它是最容易產(chǎn)生管束失效的地區(qū)之一。此外,殼程接管也多位于管板處,接管附近介質(zhì)的高速流動(dòng)更容易在此區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)。 (4)材料缺陷的擴(kuò)展造成失效盡管設(shè)計(jì)得比較保守,在操作中管束的振動(dòng)是不可避免的,只不過振幅很小而已。因此,如果管子材料本身存在缺陷(包括腐蝕和磨蝕產(chǎn)生的缺陷),那么在振動(dòng)引起的交變應(yīng)力作用下,位于主應(yīng)力方向上的缺陷裂紋就會(huì)迅速擴(kuò)展,最終導(dǎo)致管子失效。 (5)振動(dòng)交變應(yīng)力場(chǎng)中的拉應(yīng)力還會(huì)成為應(yīng)力腐蝕的應(yīng)力源。 流動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng)引起管子破壞,易發(fā)生在撓度相對(duì)較大和殼程橫向流速較高的區(qū)域。此區(qū)域通常是U形彎頭、殼程進(jìn)出口接管區(qū)、管板區(qū)、折流板缺口區(qū)和承受壓縮應(yīng)力的管子。 |