固定管板式熱交換器の一般的な故障モードは何ですか？

ちょっと、そこ！固定管板熱交換器のサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスに関してかなりの問題を経験してきました。このブログでは、固定管板熱交換器の一般的な故障モードについて説明します。

まず、固定管板熱交換器とは何かを理解しましょう。これは、チューブシートがシェルに固定されているタイプのシェルアンドチューブ熱交換器です。このデザインはシンプルでコストパフォーマンスが高いため、非常に人気があります。石油およびガス業界のシェルアンドチューブ熱交換器について詳しくは、こちらをご覧ください。ここ。

1. 管と管板の接合部の破損

最も一般的な故障モードの 1 つは、チューブとチューブシートの接合部の故障です。これらのジョイントは、チューブを所定の位置に保持し、シェル側とチューブ側の間の漏れを防ぐため、非常に重要です。これらのジョイントが故障する理由はいくつかあります。

• 振動: 熱交換器の動作中、流体の流れによりチューブが振動する可能性があります。振動が激しい場合、チューブとチューブシートの接合部で疲労亀裂が発生する可能性があります。これは特に高流量アプリケーションで問題になります。たとえば、高圧熱交換器高速の流体の流れにより、重大な振動が発生する可能性があります。

• 熱応力: チューブとシェルの間の温度差により、熱応力が発生する可能性があります。チューブシートは固定されているため、温度変化によるチューブの膨張と収縮により接合部に大きな圧力がかかる可能性があります。時間が経つと、このストレスによりジョイントが破損する可能性があります。

• 腐食: 腐食も大きな原因です。シェル側またはチューブ側のいずれかの流体が​​腐食性である場合、ジョイントが侵食される可能性があります。たとえば、次のような Steam アプリケーションでは、蒸気熱交換器蒸気中に水分や特定の化学物質が存在すると、チューブとチューブシートの接合部が腐食する可能性があります。

2. チューブの故障

チューブ自体が故障することもありますが、これにはいくつかの理由が考えられます。

• 腐食: 接合部と同様に、腐食はチューブに影響を与える可能性があります。均一腐食、孔食、応力腐食割れなど、さまざまなタイプの腐食が発生する可能性があります。孔食は、チューブに小さな穴を開けて漏れを引き起こす可能性があるため、特に危険です。流体が高度に酸性またはアルカリ性である一部の工業プロセスでは、チューブが腐食する危険性が高くなります。

• 侵食: エロージョンは、チューブ内を流れる流体に固体粒子が含まれる場合に発生します。これらの粒子は時間の経過とともにチューブの内面を摩耗させる可能性があります。たとえば、流体に砂やその他の研磨材が高濃度で含まれるプロセスでは、浸食が大きな問題になる可能性があります。

• 過加圧：チューブ内の圧力が設計限界を超えるとチューブが破裂する恐れがあります。これは、圧力の上昇を引き起こす流路の詰まりなど、不適切な操作が原因である可能性があります。

3. シェルの失敗

熱交換器のシェルにも障害が発生する可能性があります。

• 腐食: チューブやジョイントと同様に、シェルも腐食する可能性があります。シェルはシェル側の流体と接触することが多く、この流体が腐食性の場合、シェルが損傷する可能性があります。たとえば、一部の化学処理用途では、金属を侵食する可能性のある腐食性化学薬品にシェルがさらされる可能性があります。

• 機械的損傷: 設置中やメンテナンス中の物理的衝撃や不適切な取り扱いにより、シェルに機械的損傷が生じる可能性があります。輸送中の工具の落下や衝突により、シェルにへこみや亀裂が生じ、完全性が損なわれる可能性があります。

  

4. 汚れ

汚れは正確には構造上の欠陥ではありませんが、時間の経過とともに熱交換器の効率が大幅に低下する可能性があります。

• スケーリング: スケーリングは、流体中の溶解ミネラルが沈殿し、チューブ表面に固体層を形成するときに発生します。水ベースのシステムでは、カルシウム塩とマグネシウム塩が一般的なスケール剤です。この層は絶縁体として機能し、シェル側とチューブ側の流体間の熱伝達効率を低下させます。

• 生物学的ファウリング: 流体が天然源からの水などの有機物と接触する用途では、生物学的ファウリングが発生する可能性があります。細菌、藻類、その他の微生物がチューブの表面で増殖し、バイオフィルムを形成することがあります。このバイオフィルムは熱伝達も低下させ、対処しないと腐食を引き起こす可能性もあります。

5. ガスケットの破損

ガスケットは、シェルとチャネルなどのさまざまな部品間の接続をシールするために熱交換器で使用されます。

• 圧縮永久歪み: ガスケットは一定の圧力を受けるため、時間の経過とともに弾力性を失うことがあります。これを圧縮永久歪みといいます。ガスケットが圧縮永久歪みを起こすと、適切なシールを提供できなくなり、漏れが発生します。

• 化学攻撃: ガスケットの材質が熱交換器内の流体と適合しない場合、化学物質によって攻撃される可能性があります。例えば、特定のゴム材料で作られたガスケットは、油性流体によって損傷され、劣化して破損する可能性があります。

予防措置

一般的な故障モードについて説明したので、いくつかの予防策について触れてみましょう。定期的な点検とメンテナンスが大切です。腐食、侵食、汚れの兆候がないか定期的に確認する必要があります。腐食や侵食に強い適切な材料を使用すると、熱交換器の寿命を延ばすこともできます。たとえば、ステンレス鋼チューブの使用は、腐食環境では良い選択肢となる可能性があります。

信頼性の高い固定管板熱交換器を探している場合、またはこれらの故障モードの防止に関する詳細情報が必要な場合は、ためらうことなくお問い合わせください。お客様のアプリケーションに最適な選択ができるようお手伝いいたします。興味があるかどうかUチューブ熱交換器または蒸気熱交換器、私たちはあなたをカバーします。特定の要件について話し合い、調達プロセスを開始するには、お気軽にお問い合わせください。