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換熱器管束開(kāi)裂失效原因分析

文檔作者：張淑芝文檔來(lái)源：大慶石化公司乙烯工程指揮部		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年03月19日
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煉油與化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第23卷
換熱器管束開(kāi)裂失效原因分析
張淑芝
(大慶石化公司乙烯工程指揮部，黑龍江大慶163714)
摘要：通過(guò)對(duì)換熱器管束內(nèi)外壁的宏觀和微觀檢查及金相組織檢測(cè)分析，確定了管束開(kāi)裂失
效原因?yàn)榈蜏丨h(huán)境下在內(nèi)壓作用下的過(guò)載脆性開(kāi)裂，換熱器管束里的試壓殘留水在冬季結(jié)冰
凍脹是造成管束開(kāi)裂的主要原因。
關(guān)鍵詞：換熱器；管束；開(kāi)裂；失效分析
中圖分類(lèi)號(hào)：TQ050．9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671—4962(2叭2)05一o030—03
換熱器管束隔絕管程與殼程介質(zhì)，依靠管壁
傳導(dǎo)熱量。一旦換熱器管束發(fā)生泄漏，導(dǎo)致管程
與殼程介質(zhì)混合。換熱器管束泄漏多數(shù)為腐蝕因
素造成的，但有時(shí)在未使用前就發(fā)生開(kāi)裂失效nj。
2012年4月，某化工廠的1臺(tái)新建的固定管板式換
熱器在使用前進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有多根管束
泄漏。該換熱器于2011年4月制造，2011年6月安
裝就位。現(xiàn)場(chǎng)將換熱器泄漏管束抽出，進(jìn)行失效
原因分析，確定了管束發(fā)生開(kāi)裂的原因，并制定了
相應(yīng)的整改措施。
1管束內(nèi)外壁的宏觀檢查
對(duì)管束的外觀進(jìn)行宏觀檢查分析，用體式顯
微鏡查看管束開(kāi)裂情況、管體外壁腐蝕情況以及
有無(wú)裂紋和其它損傷，見(jiàn)圖1。
表2 PE100、PE80管材耐壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
從表2可知，在同樣實(shí)驗(yàn)條件下，PE100管材
比PE80管材的耐壓時(shí)間明顯要長(zhǎng)，說(shuō)明耐壓性能
相對(duì)要好。
從PE100、PE80管材料的蠕變實(shí)驗(yàn)和耐壓實(shí)
驗(yàn)結(jié)果得出：耐蠕變性能好的材料，其耐壓性能也
好。
依據(jù)管材耐壓性能原理，耐壓性能的好壞取
決于樹(shù)脂晶片尺寸和晶片間的系帶分子鏈強(qiáng)度。
當(dāng)管材受到內(nèi)部環(huán)應(yīng)力時(shí)，通過(guò)Tie鏈及非晶區(qū)分
子鏈的延展吸收部分能量而不破壞晶格，達(dá)到長(zhǎng)
期耐壓效果。管材級(jí)樹(shù)脂耐蠕變性能可以反映出
Tie鏈密度的大小，Tie鏈密度大則耐蠕變性增強(qiáng)，
在一定的外加應(yīng)力下，達(dá)到一定形變所用的時(shí)間
就長(zhǎng)b 。管材的耐壓實(shí)驗(yàn)是環(huán)向受力蠕變，文中
所述為拉伸蠕變，都是相應(yīng)的蠕變過(guò)程。拉伸蠕
變宏觀反映的是材料強(qiáng)度、韌性和耐應(yīng)力開(kāi)裂性，
因此，通過(guò)測(cè)試材料蠕變性能，可以間接反映管材
的耐壓性能。
3結(jié)論
(1)根據(jù)拉伸蠕變實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以反映材料晶
片間Tie鏈密度，同時(shí)宏觀上反映材料的強(qiáng)度、韌
性和耐應(yīng)力開(kāi)裂性，經(jīng)與耐壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相互印證
看出，可以用拉伸蠕變性能間接反映其管材的耐
壓性能。
(2)蠕變性能好的聚乙烯管材材料，其管材耐
壓性能也好，成正相關(guān)關(guān)系。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐振明．進(jìn)口PE100級(jí)管材料的剖析[J]．現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，
2003，16(1)：18—19．
【2]林聰妹．聚乙烯管材專(zhuān)用料的結(jié)構(gòu)與性能[J]．高分子材料科學(xué)與
工程，2009，25(3)：8O一82．
[3]陳正勇，劉俊峰，魯皓．PPV材料的合成研究進(jìn)展[J]．化工新型材
料，20O4(5)：19—22．
[4]鄒恩廣，張踽健，張瑞，等．高耐壓等級(jí)聚乙烯管材樹(shù)脂的研究進(jìn)
展[J]．高分子通報(bào)，2012(4)：10—12．
收稿日期：2012—08—27
作者簡(jiǎn)介：景麗榮：女，工程師，2007年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化學(xué)工程
專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事聚烯烴及合成樹(shù)脂測(cè)試分析工作。

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