Lỗi cơ học thường gặp nhất ở Shell & Ống trao đổi nhiệt

Bộ trao đổi nhiệt đại diện cho thiết bị xử lý quan trọng được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp để làm mát, sưởi, ứng dụng đun sôi và ngưng tụ. Truyền nhiệt hiệu quả dựa vào mạng lưới đường ống đáng tin cậy để cung cấp chất lỏng nóng/lạnh vào vỏ bộ trao đổi nhiệt. Tuy nhiên, ứng suất nhiệt và thủy lực phức tạp, sự hiện diện của môi trường ăn mòn và khả năng tắc nghẽn trong nhiều năm có nghĩa là đường ống dễ bị suy thoái cơ chế làm suy yếu tính toàn vẹn của cấu trúc. Báo cáo này phân tích các dạng hư hỏng cơ học chủ yếu ảnh hưởng đến ống và vỏ bộ trao đổi nhiệt nhằm hỗ trợ phòng ngừa, kiểm tra, và đánh giá tính toàn vẹn hỗ trợ thời gian hoạt động lâu dài.

Lỗi ống

Là bề mặt truyền nhiệt nhạy cảm, ống trải qua gánh nặng của căng thẳng trao đổi nhiệt. Một số chế độ hư hỏng ống được xếp hạng trong số các chế độ phổ biến nhất:

• Dòng chảy tăng tốc sự ăn mòn: Trầm tích hình thành tập trung chất ăn mòn, đẩy nhanh quá trình làm mỏng tường, đặc biệt là nơi dòng chảy dao động ở khúc cua chữ U. Bỏ chọn trái, rò rỉ/vỡ lỗ kim xảy ra.
• Mặc rung: Sự tương tác của tấm đỡ ống gây ra hiện tượng rung động do ma sát, ưu tiên ở các ống phía trên. Xói mòn ăn sâu vào bề dày ống.
• Làm bẩn/ăn mòn do cặn lắng: Các điều kiện trao đổi nhiệt thúc đẩy sự lắng đọng tạo thành sự tấn công ăn mòn phía sau lớp cách nhiệt, lén lút làm mỏng bức tường mà không bị phát hiện.
• Ăn mòn ứng suất nứt: Đối với một số sự kết hợp của vật liệu ống nhạy cảm và môi trường khắc nghiệt như dung dịch clorua, vết nứt nóng có thể lan truyền nhanh chóng.

Giảm thiểu dựa vào việc tiêm chất ức chế ăn mòn, thiết kế hỗ trợ cải tiến giảm điểm hao mòn, giám sát trực tuyến để làm sạch kịp thời trước khi đục lỗ.

Lỗi vỏ
Vỏ vỏ chịu áp lực duy trì ứng suất nhiệt thấp hơn nhưng vẫn phải duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc. Các chế độ thiệt hại thường được quan sát bao gồm:

• Làm mỏng ăn mòn nói chung: Bề mặt vỏ tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng xử lý bị ăn mòn đồng đều làm giảm độ dày thành, cuối cùng đạt đến mức tối thiểu của mã.
• rỗ: Ăn mòn cục bộ bắt đầu các vết rỗ có thể được liên kết với các thể vùi vi cấu trúc pha thứ hai cứng ưu tiên. Hố có thể hợp lại làm suy yếu tính toàn vẹn.
• Rung động cảm ứng xoáy: Sự cộng hưởng của vỏ từ các xoáy chất lỏng hỗn loạn gây ra hiện tượng mỏi kim loại ở chu kỳ cao, đặc biệt là trong các bộ trao đổi nhiệt độ thấp. Vết nứt bắt đầu từ bên trong vỏ.
• Ăn mòn ứng suất nứt: Tương tự như ống, một số sự kết hợp của vỏ và môi trường H2S ẩm ướt có nguy cơ gây ra các vấn đề nứt do môi trường hỗ trợ.

Kiểm tra không phá hủy định kỳ đánh giá độ mỏng của vỏ cờ cần sửa chữa/thay thế trước khi đạt đến ngưỡng không thể sử dụng được. Bảo vệ catốt cũng giúp kéo dài tuổi thọ vỏ.

Hiệu ứng bẩn
Sự bám bẩn đóng vai trò như một chất tăng tốc cho nhiều cơ chế gây hư hại bằng cách:

• Cản trở truyền nhiệt, tăng nhiệt độ kim loại sâu hơn trong bộ trao đổi’ chu trình nhiệt.
• Tập trung chất ăn mòn trong cặn hòa tan màng oxit bảo vệ.
• Chứa vi khuẩn thúc đẩy sự ăn mòn do ảnh hưởng của vi sinh vật.
• Tăng ma sát làm tăng khả năng rung/xói mòn.

Việc vệ sinh thường xuyên duy trì mức giảm hệ số truyền nhiệt chấp nhận được dưới mức 25% trong khi các lớp lắng đọng vẫn đủ mỏng để loại bỏ. Giám sát chênh lệch áp suất hỗ trợ lập kế hoạch làm sạch trước khi tình trạng xuống cấp tăng nhanh.

Kết luận

Xem xét có hệ thống các vật liệu, tính chất chất lỏng, điều kiện vận hành và cơ chế hư hỏng làm sáng tỏ nơi thường xảy ra lỗi cơ học trong mạng lưới đường ống trao đổi nhiệt. Tích hợp các chiến lược giảm thiểu như chất ức chế, đánh giá không phá hủy và giám sát lắng đọng giúp ngăn ngừa sự hư hỏng, do đó kéo dài khoảng thời gian phục vụ và độ tin cậy của các tài sản truyền nhiệt quan trọng này.