换热器的缺陷检验研究

换热器的缺陷检验研究

王珊珊

鲁西工业装备有限公司 山东聊城 252000

摘要：换热器又被称为热交换器，当前在很多领域内被广泛使用，如化工产业、食品加工行业、集中供暖等，可以有效的将热能等进行转换，实现了不同温度之间的调节。由于换热器的实用性越来越高，必须要注重提升换热器的质量。因此为了使换热器在使用过程中能够延长使用寿命，提升设备的运行效率，必须要从换热器的缺陷产生的原因出发，有针对性的进行解决，提出做好外观检测、无损检测、腐蚀性检测等缺陷检验措施，提升换热器的实用性。

关键词：换热器；缺陷原因分析；检验措施

引言

换热器当前被应用的范围十分的广泛，如很多设备的压力容器、暖通等，都需要使用换热器，同时被应用的领域也逐渐的多样化。但是在使用换热器的过程中，受到多种因素的影响，导致了换热器十分容易损坏，如果没有及时的处理则会导致整个设备的故障，不能及时的进行热量的转换。因此必须要对换热器的缺陷进行研究，有针对性的进行设备的质量强化，保证换热器的正常使用，达到节能转换的效果。

1缺陷产生原因分析

1.1材料因素导致质量问题

换热器本身的工作性质具有一定的特殊性，它是将剩余或者部分热量进行转换的设备，主要的运行原理将热流体的能力传给冷流体，是一种实现热量传递的主要设备，具有绿色节能性。当前换热器主要适用的场所多，根据不同产业需求换热器的类型不一样，但是主要的运作原理都是大同小异的，主要进行不同温度环境下的热量的传递，因此，换热器材料必须具有耐高温性和易传导性、耐腐蚀性。但是当前在换热器使用的时候，材料因素是导致缺陷的主要原因之一。当前很多换热器金属材质上表面的钝化膜容易破损，换热器材料的阳极电位值越正，应当具备极高的抗腐蚀性，但是很多组成材料没有使用合金元素，导致了换热器内部偏析，引起合金的晶问型应力腐蚀，导致了换热器结构出现开裂的的现象。很多换热器主要使用了新型的奥氏体钢，该材料内部有较多的铁素体含量，能够增强抗应力腐蚀能力。但是如果铁元素组成的成分过多，又会导致稳定化元素在高温下溶解，也会引起晶问腐蚀。在换热器进行熔化焊接等工序时，受到外界高温等因素的影响，设备内部的熔合线附近因温度过热使大部分碳化物被溶解，加热到敏化温度会沿晶析出了铬的碳化物，再次引发晶问腐蚀。因此，可以说受到换热器本身工作性质的影响，材料的组成是导致换热器存在缺点的主要原因。

1.2受到焊接因素的影响

换热器在使用的过程中会进行焊接技术的实施等，或者是换热器外部设备的工作环境热度较大，但是焊接的温度十分的高，同时焊接设备的接头处材料具有极强的腐蚀性，会与换热器表面产生摩擦，慢慢的使换热器的一些地方显示出一定的裂纹。主要是由于换热器与焊接设备接触后会自表面开裂深入金属内部逐渐沿奥氏体晶粒边界发展，慢慢会导致裂纹逐渐的加大，时间一场换热器自动出现故障。同时这种裂缝刚开始是不容易被发现的，因此难以进行设备的修复，多起于蚀坑底部，严重的穿过熔合线进入热影响区，以及在接头区的碳化物析出等，导致设备无法正确的使用，会破坏表面钝化膜结构。另外，由于换热器自身的结构原因，在焊接换热器的时候，焊机设备的接接区会存在一定的局部浓缩和沉淀的介质，时间一长也会引起应力腐蚀破裂[1]。

1.3受到使用环境的因素的影响

换热器作为当前主要的热量转化设备，使用的频率十分多，工作在具有温差的环境下，受到外部环境因素的影响也较大。在进行换热器使用的时候，很多工作人员没有考虑到环境因素对于设备的影响，在换热器闲置或者是不工作的时候，没有有效的进行充氮保护，如果工作环境有较强的水分子，如露天环境下水气和雾气等，则会与换热器外部进行反应，水中氯化物分解，氯离子引起点腐蚀或应力腐蚀破裂，很容易引起腐蚀，导致了腐蚀性裂缝或者裂纹的出现，逐渐的导致了设备的老化和损坏。

2换热器的缺陷检验方法

2.1外观检验

为了提升换热器的使用寿命，能够使换热器有故障的时候及时的进行处理，避免损失的进一步扩大，相关工作人员应当做好缺陷检验工作，提前进行检验修复，避免缺陷造成损失。可以先进行外观检验，也成为表面检测方法，主要是通过肉眼观察机器的外部是否存在破损，如主体上是否存在明显的裂缝、变形等现象。在换热器的支座有没有裂缝等，是否有一定的下沉，设备是否出现松动等。在肉眼检查没有问题时，可以使用高倍观察镜等设备，对于换热器的外表面进行二次观察，如管箱、接管角焊缝是否有裂纹，避免换热器设备出现损伤，及时的发现及时的进行处理[2]。

2.2无损检验检测技术

通过表面检查方法等，需要将换热器取出，虽然也能起到检查的效果，但是这样加大了工作人员的负担，同时可能人工检验检测技术存在一定的疏漏，在换热器在取出放回的过程中也可能出现磕碰。因此可以进行无损检验检测技术，提升检测的精准性，如可以使用超声技术进行检测。无需将换热器取出，直接利用超声设备进行探测，如果焊缝的内部存在裂缝等，超声设备会自觉的进行发现，工作人员再取出进行二次检测和修复工作即可。或者是实施射线检测方案，通过对于设备进行射线放射，对于外部的壳体钢板进行检测，发现超标位置，有针对性的进行修复。在进行该技术实施的时候应当先取出换热器的机芯，做好射线的防护工作，避免对工作人员造成损害。

2.3做好腐蚀性和污垢的检查

为了避免换热器在进行热量传播的时候机身被高度腐蚀，必须要做好腐蚀性检查，进行取样分析。通过对于换热器外部的物质进行取样，并且进行检验检测，进行物理或者是化学分析，对于内部所含有的腐蚀性颗粒的实际情况进行了解，结合换热器的材质，判断设备耐腐蚀性的程度。如果腐蚀性较高，设备材料的耐腐性较低，那么应当及时的更换换热器设备，选择材料具有高度腐蚀性的在当前环境下进行工作，保证换热器与工作环境具有一致性。同时要做好信息的收集和记录工作，将取样的结果和分析进行记录，对于后续换热器的检测和维修、更换等提供信息支撑。

结语

当今，换热器的优化节能技术主要采用强化传热的原件或者改进换热器的结构的方式。对于花热气优化节能技术来说，要利用实验研究对其进行研究。在传热得到强化的同时，有时流动的阻力也会增加，流动的阻力会比换热的增加量大，所以要注意对流体的阻力增加量进行控制。为了提升换热器的运行质量，避免换热器在使用过程中的过度消耗，必须要根据换热器的缺陷有针对性的进行检验检测，及时的做好设备的修复和处理工作。相关工作人员应当了解换热器的主要结构和材料、工作性质等，定期的做好检测，做好检测信息记录工作，方便为后期的设备维修工作提供信息参考，减少换热器故障现象的发生。

参考文献

[1]陈坡,王杜,陈定岳,等.超声相控阵技术在湿硫化氢损伤压力容器检测中的应用[J].中国特种设备安全.2019,(7).121.

[2]张郡郡.压力容器母材夹层的缺陷危害及检验方法研究[J].装备制造技术.2019,(10).66.

[3]李军.多种强化传热管的强化传热性能与流阻性能研究[D].广州：广州华南理工大学，2000.

[4]吴慧英，帅志明，周强泰.凝结换热器采用螺旋槽管的强化传热研究[J].化工学报，1997（06）：626-629.

[5]陈颖，邓先和，等.强化缩放管内湍流对流换热[J].化工学报，2004，55（09）：1528-1531.