Kegagalan Mekanikal Paling Biasa dalam Shell & Paip Penukar Haba

Penukar haba mewakili peralatan proses penting yang digunakan di mana-mana di seluruh industri untuk penyejukan, pemanasan, aplikasi pendidihan dan pemeluwapan. Pemindahan haba yang cekap bergantung pada rangkaian paip yang boleh dipercayai untuk menghantar cecair panas/sejuk ke dalam cangkerang penukar. Walau bagaimanapun, tegasan terma dan hidraulik yang kompleks, kehadiran persekitaran yang menghakis dan kemungkinan tercemar selama bertahun-tahun bermakna paip terdedah kepada mekanisme degradasi yang menjejaskan integriti struktur. Laporan ini menganalisis mod kegagalan mekanikal dominan yang menimpa tiub penukar haba dan cengkerang untuk membantu pencegahan, pemeriksaan, dan penilaian integriti yang menyokong jangka hayat operasi yang panjang.

Kegagalan Tiub

Sebagai permukaan pemindahan haba yang sensitif, tiub mengalami bebanan tekanan penukar haba. Beberapa mod kerosakan tiub bertaraf antara yang paling lazim:

• Aliran Dipercepatkan kakisan: Mendapan yang terbentuk menumpukan bahan menghakis, mempercepatkan penipisan dinding, terutamanya di mana aliran turun naik di selekoh-U. Dibiarkan tanpa tanda, kebocoran/pecah lubang jarum berlaku.
• Pakai Getaran: Interaksi plat sokongan tiub mendorong kehausan getaran geseran pada tiub atas. Hakisan menembusi ketebalan tiub yang sangat menyerang.
• Fouling/Kakisan Di Bawah Deposit: Keadaan penukar haba menggalakkan mendapan yang melindungi serangan menghakis di belakang lapisan terlindung, dinding menipis secara senyap-senyap tidak dapat dikesan.
• Retak Kakisan Tekanan: Untuk beberapa kombinasi bahan tiub yang mudah terdedah dan persekitaran yang agresif seperti larutan klorida, retakan menggila mungkin merambat dengan cepat.

Pengurangan bergantung pada suntikan perencat kakisan, reka bentuk sokongan yang lebih baik mengurangkan titik haus, pemantauan dalam talian untuk pembersihan tepat pada masanya sebelum perforasi.

Kegagalan Shell
Cengkerang perumah tekanan mengekalkan tegasan haba yang lebih rendah namun mesti mengekalkan integriti struktur. Mod kerosakan yang biasa diperhatikan termasuk:

• Penipisan Kakisan Umum: Permukaan cangkang yang terdedah terus kepada cecair proses mengalami kakisan seragam mengurangkan ketebalan dinding, akhirnya menghampiri kod minimum.
• Mengadu: Kakisan setempat memulakan lubang yang mungkin dikaitkan dengan kemasukan mikrostruktur fasa kedua keras keutamaan. Lubang boleh menyatukan integriti yang menjejaskan.
• Getaran Aruh Pusaran: Resonans cangkang daripada vorteks bendalir bergelora mencetuskan kelesuan logam kitaran tinggi terutamanya dalam penukar subsejuk. Keretakan bermula dari bahagian dalam cangkang.
• Retak Kakisan Tekanan: Sama seperti tiub, sesetengah gabungan cengkerang dan persekitaran H2S basah berisiko menghadapi masalah rekahan yang dibantu oleh alam sekitar.

Pemeriksaan rutin tidak memusnahkan menilai penipisan pada cengkerang bendera yang memerlukan pembaikan/penggantian sebelum mencapai ambang tidak boleh diservis. Perlindungan katodik juga membantu memanjangkan jangka hayat cangkang.

Kesan Fouling
Fouling bertindak sebagai pemecut untuk banyak mekanisme kerosakan oleh:

• Menghalang pemindahan haba, meningkatkan suhu logam lebih dalam dalam penukar’ kitaran haba.
• Menumpu bahan menghakis dalam mendapan melarutkan filem oksida pelindung.
• Memelihara mikrob yang menggalakkan kakisan yang dipengaruhi secara mikrobiologi.
• Meningkatkan geseran meningkatkan potensi getaran/hakisan.

Pembersihan tetap mengekalkan pengurangan pekali pemindahan haba yang boleh diterima di bawah 25% manakala lapisan termendap kekal cukup nipis untuk dialih keluar. Memantau tekanan pembezaan membantu menjadualkan pembersihan sebelum kemerosotan dipercepatkan.

kesimpulan

Pertimbangan sistematik bahan, sifat bendalir, keadaan operasi dan mekanisme kerosakan menerangkan di mana kegagalan mekanikal biasanya bermula dalam rangkaian paip penukar haba. Mengintegrasikan strategi mitigasi seperti perencat, penilaian tidak merosakkan dan pemantauan pemendapan membantu mencegah kemerosotan, sekali gus memanjangkan selang perkhidmatan dan kebolehpercayaan aset pemindahan haba kritikal ini.