고정형 튜브시트 열교환기의 일반적인 고장 유형은 무엇입니까?

안녕하세요! 고정식 튜브시트 열교환기 공급업체로서 저는 이러한 멋진 장치에 대한 문제를 상당 부분 보아 왔습니다. 이 블로그에서는 고정 튜브시트 열교환기의 일반적인 고장 모드에 대해 이야기하겠습니다.

먼저, 고정 튜브시트 열교환기가 무엇인지 이해해 봅시다. 이는 튜브시트가 쉘에 고정되는 일종의 쉘 앤 튜브 열교환기입니다. 이 디자인은 간단하고 비용 효율적이기 때문에 꽤 인기가 있습니다. 석유 및 가스 산업의 쉘 앤 튜브 열교환기에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.여기.

1. 튜브-튜브 시트 접합 실패

가장 일반적인 고장 모드 중 하나는 튜브-튜브 시트 접합의 고장입니다. 이러한 조인트는 튜브를 제자리에 고정하고 쉘 측면과 튜브 측면 사이의 누출을 방지하므로 매우 중요합니다. 이러한 관절이 실패하는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다.

• 진동: 열교환기가 작동 중일 때 유체 흐름으로 인해 튜브가 진동할 수 있습니다. 진동이 심하면 튜브와 튜브시트 접합부에서 피로 균열이 발생할 수 있습니다. 이는 특히 고유량 응용 분야에서 문제가 됩니다. 예를 들어,고압 열교환기, 고속 유체 흐름은 상당한 진동을 유발할 수 있습니다.

• 열 스트레스: 튜브와 쉘 사이의 온도 차이로 인해 열 응력이 발생할 수 있습니다. 튜브 시트는 고정되어 있기 때문에 온도 변화로 인한 튜브의 팽창과 수축으로 인해 조인트에 많은 압력이 가해질 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 이러한 스트레스로 인해 관절이 파손될 수 있습니다.

• 부식: 부식도 또 다른 주요 원인입니다. 쉘 측이나 튜브 측의 유체가 부식성이라면 조인트를 부식시킬 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 Steam 애플리케이션에서는증기열교환기, 증기에 습기와 특정 화학 물질이 존재하면 튜브와 튜브시트 연결부가 부식될 수 있습니다.

2. 튜브 고장

튜브 자체도 고장날 수 있으며, 여기에는 여러 가지 이유가 있습니다.

• 부식: 접합부와 마찬가지로 부식으로 인해 튜브도 영향을 받을 수 있습니다. 균일 부식, 공식 부식, 응력 부식 균열 등 다양한 유형의 부식이 발생할 수 있습니다. 피팅 부식은 튜브에 작은 구멍을 만들어 누출을 일으킬 수 있으므로 특히 위험합니다. 유체가 산성 또는 알칼리성인 일부 산업 공정에서는 튜브가 부식될 위험이 높습니다.

• 부식: 침식은 튜브를 흐르는 유체에 고체 입자가 포함되어 있을 때 발생합니다. 이러한 입자는 시간이 지남에 따라 튜브의 내부 표면을 마모시킬 수 있습니다. 예를 들어, 유체에 모래나 기타 연마재의 농도가 높은 공정에서는 침식이 큰 문제가 될 수 있습니다.

• 오버 - 가압: 튜브 내부의 압력이 설계한도를 초과할 경우 튜브가 파손될 수 있습니다. 이는 압력이 높아지는 흐름 경로의 막힘과 같은 부적절한 작동으로 인해 발생할 수 있습니다.

3. 쉘 실패

열교환기의 쉘에도 오류가 발생할 수 있습니다.

• 부식: 튜브 및 조인트와 마찬가지로 쉘도 부식될 수 있습니다. 쉘은 쉘측 유체와 접촉하는 경우가 많으며, 이 유체가 부식성이 있으면 쉘을 손상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 일부 화학 처리 응용 분야에서 쉘은 금속을 부식시킬 수 있는 부식성 화학 물질에 노출될 수 있습니다.

• 기계적 손상: 설치 또는 유지 관리 중 물리적 충격이나 부적절한 취급으로 인해 쉘이 기계적 손상될 수 있습니다. 공구를 떨어뜨리거나 운송 중 충돌로 인해 쉘이 찌그러지거나 균열이 생겨 무결성이 손상될 수 있습니다.

  

4. 파울링

파울링은 엄밀히 말하면 구조적 결함은 아니지만 시간이 지남에 따라 열교환기의 효율성을 크게 저하시킬 수 있습니다.

• 스케일링: 스케일링은 유체에 용해된 미네랄이 침전되어 튜브 표면에 고체층을 형성할 때 발생합니다. 수성 시스템에서는 칼슘 및 마그네슘염이 일반적인 스케일링제입니다. 이 층은 절연체 역할을 하여 쉘 측 유체와 튜브 측 유체 사이의 열 전달 효율을 감소시킵니다.

• 생물학적 오염: 유체가 천연수와 같은 유기물과 접촉하는 응용 분야에서는 생물학적 오염이 발생할 수 있습니다. 박테리아, 조류 및 기타 미생물이 튜브 표면에서 자라서 생물막을 형성할 수 있습니다. 또한 이 생물막은 열 전달을 감소시키고 해결하지 않으면 부식을 일으킬 수도 있습니다.

5. 개스킷 고장

개스킷은 열 교환기에서 쉘과 채널과 같은 여러 부품 사이의 연결을 밀봉하는 데 사용됩니다.

• 압축 세트: 가스켓은 시간이 지남에 따라 지속적인 압력을 받기 때문에 탄력성을 잃을 수 있습니다. 이것을 압축 세트라고 합니다. 개스킷에 압축 변형이 발생하면 더 이상 적절한 밀봉을 제공할 수 없어 누출이 발생합니다.

• 화학적 공격: 개스킷 재질이 열교환기의 유체와 호환되지 않으면 화학물질의 공격을 받을 수 있습니다. 예를 들어 특정 고무 재질의 개스킷은 유성 유체에 의해 손상되어 성능이 저하되고 파손될 수 있습니다.

예방 조치

이제 일반적인 실패 모드에 대해 이야기했으므로 몇 가지 예방 조치를 살펴보겠습니다. 정기적인 점검과 유지관리가 중요합니다. 정기적으로 부식, 침식 및 오염 징후를 확인해야 합니다. 부식과 침식에 강한 적절한 재료를 사용하면 열 교환기의 수명을 연장할 수도 있습니다. 예를 들어, 부식성 환경에서는 스테인리스 스틸 튜브를 사용하는 것이 좋은 선택이 될 수 있습니다.

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