Der häufigste mechanische Fehler im Rohbau & Wärmetauscherrohr

Wärmetauscher stellen wichtige Prozessgeräte dar, die in allen Industriezweigen allgegenwärtig zur Kühlung eingesetzt werden, Heizung, Siede- und Kondensierungsanwendungen. Für eine effiziente Wärmeübertragung sind zuverlässige Rohrleitungsnetze erforderlich, um heiße/kalte Flüssigkeiten in die Wärmetauschergehäuse zu transportieren. Jedoch, die komplexen thermischen und hydraulischen Belastungen, Das Vorhandensein korrosiver Umgebungen und die Möglichkeit einer Verschmutzung über viele Jahre bedeuten, dass Rohrleitungen anfällig für Degradationsmechanismen sind, die die strukturelle Integrität beeinträchtigen. Dieser Bericht analysiert die vorherrschenden mechanischen Fehlerarten, die Wärmetauscherrohre und -schalen betreffen, um zur Vorbeugung beizutragen, Inspektion, und Integritätsbewertungen, die eine lange Betriebslebensdauer unterstützen.

Rohrausfälle

Als empfindliche Wärmeübertragungsflächen, Röhren Sie sind der Belastung durch den Wärmetauscher am stärksten ausgesetzt. Mehrere Arten von Rohrschäden gehören zu den häufigsten:

• Strömung beschleunigt Korrosion: Die gebildeten Ablagerungen konzentrieren die Korrosionsstoffe, beschleunigte Wandverdünnung, insbesondere dort, wo Strömungen an U-Bögen schwanken. Nicht aktiviert, Es kommt zu Lochlecks/Rupturen.
• Vibrationsverschleiß: Wechselwirkungen zwischen Rohrträgerplatten führen zu Reibungsschwingungsverschleiß, vorzugsweise an den oberen Rohren. Erosion dringt tief ein und greift die Rohrdicke an.
• Verschmutzung/Korrosion unter Ablagerungen: Die Bedingungen im Wärmetauscher begünstigen Ablagerungen hinter einer Isolierschicht, die korrosiven Angriffen ausgesetzt sind, heimlich dünner werdende Wände unentdeckt.
• Spannungsrisskorrosion: Für einige Kombinationen aus anfälligen Rohrmaterialien und aggressiven Umgebungen wie Chloridlösungen, Haarrisse können sich schnell ausbreiten.

Die Schadensbegrenzung beruht auf der Injektion von Korrosionsinhibitoren, Verbesserte Stützdesigns reduzieren Verschleißpunkte, Online-Überwachung zur rechtzeitigen Reinigung vor Perforationen.

Shell-Fehler
Die Druckgehäuseschale hält geringeren thermischen Belastungen stand, muss jedoch ihre strukturelle Integrität aufrechterhalten. Zu den häufig beobachteten Schadensarten gehören::

• Allgemeine Korrosionsverdünnung: Gehäuseoberflächen, die Prozessflüssigkeiten direkt ausgesetzt sind, weisen eine gleichmäßige Korrosion auf, wodurch die Wandstärke verringert wird, schließlich nähert es sich dem Codeminimum.
• Lochfraß: Durch örtliche Korrosion entstehen Löcher, die möglicherweise mit bevorzugten harten mikrostrukturellen Einschlüssen der zweiten Phase zusammenhängen. Gruben können zusammenwachsen und die Integrität untergraben.
• Wirbelinduzierte Vibration: Schalenresonanzen durch turbulente Flüssigkeitswirbel führen zu einer Metallermüdung bei hohen Zyklen, insbesondere in unterkühlten Wärmetauschern. Die Rissbildung beginnt im Inneren der Schale.
• Spannungsrisskorrosion: Ähnlich wie bei Röhren, Bei einigen Kombinationen von Hüllen und feuchten H2S-Umgebungen besteht die Gefahr umweltbedingter Crackprobleme.

Bei routinemäßigen zerstörungsfreien Inspektionen wird die Ausdünnung beurteilt, um festzustellen, ob Granaten repariert/ausgetauscht werden müssen, bevor unbrauchbare Schwellenwerte erreicht werden. Der kathodische Schutz trägt auch dazu bei, die Lebensdauer der Hülle zu verlängern.

Fouling-Effekte
Fouling wirkt als Beschleuniger für viele Schadensmechanismen:

• Behinderung der Wärmeübertragung, Erhöhung der Metalltemperaturen tiefer in den Wärmetauschern’ thermische Zyklen.
• Konzentriert Korrosionsstoffe in Ablagerungen und löst schützende Oxidfilme auf.
• Beherbergen von Mikroben, die mikrobiologisch beeinflusste Korrosion fördern.
• Zunehmende Reibung erhöht das Vibrations-/Erosionspotenzial.

Regelmäßige Reinigung sorgt für akzeptable Reduzierungen des Wärmeübergangskoeffizienten 25% während die abgelagerten Schichten dünn genug bleiben, um entfernt zu werden. Die Überwachung des Differenzdrucks hilft bei der Planung von Reinigungen, bevor sich der Verfall beschleunigt.

Schlussfolgerungen

Systematische Betrachtung von Materialien, flüssige Eigenschaften, Betriebsbedingungen und Schadensmechanismen geben Aufschluss darüber, wo mechanische Fehler typischerweise in Wärmetauscher-Rohrleitungsnetzen entstehen. Integration von Abhilfestrategien wie Inhibitoren, Eine zerstörungsfreie Bewertung und Ablagerungsüberwachung trägt dazu bei, eine Verschlechterung zu verhindern, Dadurch verlängern sich die Wartungsintervalle und die Zuverlässigkeit dieser wichtigen Wärmeübertragungsanlagen.