Welche Faktoren verursachen den Verschleiß von Rohrbündelwärmetauschern?

Rohrbündelwärmetauscher-und-sind weit verbreitet und in den unterschiedlichsten Ausführungen erhältlich. Viele Kunden fühlen sich ratlos oder unvorbereitet, wenn sie mit Verschleißproblemen verschiedener Rohrbündelwärmetauscher konfrontiert werden. Welche Faktoren verursachen also den Verschleiß von Rohrbündelwärmetauschern?

In einem Wärmetauscher verlaufen die Rohre durch Prallplatten, wobei zwischen ihnen Lücken verbleiben. Der Flüssigkeitsstrom auf der Mantelseite induziert Vibrationen der Rohre. Zu diesem Zeitpunkt kommt es sowohl zu einem Verschleiß der Rohre als auch der Prallplatten. Wenn die Prallplatten dünn und hart sind, ist die Verschleißrate der Rohre des Rohrbündelwärmetauschers schneller.

In der Praxis ist die durch Vibrationen verursachte Relativbewegung zwischen den Rohren und den Prallplatten sehr komplex. Weil die vibrierenden Rohre wiederholt die Prallplatten berühren oder sich von ihnen lösen, was sowohl zum Gleiten als auch zum offensichtlichen Aufprall führt.

Dabei umfasst der Verschleißprozess vom anhaftenden Metall bis zur Bildung einer Oxidschicht folgende Phasen: Durch Vibration wird die Oberflächenschicht gelockert, es kommt zu Adhäsion, elastischer Verformung und Metallübertragung; die Abriebpartikel werden oxidiert und bilden eine Zwischenschicht; Dann entstehen durch Verschleiß lose Abriebpartikel. Solche losen Schleifpartikel werden von der Flüssigkeit leicht mitgerissen, was wiederum den Verschleiß beschleunigt. Dieser Zyklus wird fortgesetzt, bis die Ausrüstung abgenutzt ist.

1. Materialien für den Gehäuseaufbau von Rohrbündelwärmetauschern

Wenn die Rohre und die Leitbleche aus dem gleichen Material bestehen, sind ihre Verschleißraten ungefähr gleich.

Was die Leistung feuerfester Materialien betrifft, so verschleißen die Rohre schneller, wenn das Prallmaterial härter als das Rohrmaterial ist.

2. Abstand zwischen Rohren und Prallrohrlöchern, Vibrationsrate und -amplitude

Amplitude, Vibrationsfrequenz und der Abstand zwischen Rohren und Prallrohrlöchern (sowie Vibrationsrate und -amplitude) haben großen Einfluss auf Verschleiß und Stöße. Mit zunehmender Amplitude und Frequenz nimmt der Verschleiß zu. Dies liegt daran, dass die kinetische Energie der Rohre mit zunehmender Amplitude und Frequenz zunimmt, was zu einer größeren kinetischen Aufprallenergie führt, die den Aufprall- und Adhäsionsverschleiß beschleunigt.

3. Geometrische Struktur von Aufprallflächen und Materialeigenschaften

Die geometrischen Abmessungen der Rohre (Wandstärke, Rohrdurchmesser, Randbedingungen usw.), die geometrischen Abmessungen der Prallplatten (Plattendicke, Rohrlochdurchmesser, Prallplattenabstand usw.) sowie die Materialeigenschaften der Rohre und Prallplatten haben Einfluss auf den Verschleiß der Rohre.

Einige Experimente haben ergeben, dass kein Aufprallgeräusch entsteht, wenn sich Wachs im Zwischenraum zwischen den Rohren und den Löchern der Prallrohre befindet. Dies liegt daran, dass das Wachs den Abstand zwischen den Rohren und den Löchern der Prallrohre verringert; Gleichzeitig hat das Wachs auch eine schmierende Wirkung und dämpft so die Vibration stark ab. In der praktischen Produktion verfügen beispielsweise Wärmetauscher in Ölraffinerien über eine relativ gute Mediumschmierung, sodass der Verschleiß nicht so gravierend ist. Wenn das Medium abrasiv ist, erhöht sich der Verschleiß erheblich.

Um den Verschleiß zu reduzieren, können folgende Schutzmaßnahmen ergriffen werden.

Durch die Auswahl gegenseitig unlöslicher Metallmaterialkombinationen kann der adhäsive Verschleiß begrenzt werden.

Beschichtungsschutz: Schmierschutz, Oberflächenfilmschutz und andere Grenzschichtschutzmaßnahmen können den Verschleiß reduzieren.

Umwandlungsschutz: Wählen Sie die entsprechende Härte, Rauheit und den Kontaktwiderstand des „Metallpaars“, um Verschleißschäden auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren.

Durch die Verringerung des Abstands zwischen den Rohren und den Löchern der Prallrohre kann der Verschleiß deutlich reduziert werden. Wenn der Abstand zwischen den Rohren und den Löchern des Prallrohrs auf die Hälfte des ursprünglichen Werts reduziert wird, verringert sich der Verschleiß auf [das ursprüngliche Verhältnis, Originaltext unvollständig].

Auch das Einwickeln von Streifen zwischen den Rohren oder das Einsetzen von Stäben (Platten oder Keilen) zur Vermeidung von Rohrvibrationen kann den Verschleiß verringern. Alternativ können auch Prallstabwärmetauscher gewählt werden.

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