(1)波紋換熱管波谷或波峰波谷過渡部位減薄開裂。
冷卻器運行中,波紋換熱管波谷及其附近部位減薄開裂,造成內部泄漏是其失效的主要形式。失效原因是在殼程折流板處波紋管的波谷與折流板管孔產生振動摩擦、磕碰,使波紋管壁減薄,以致開裂泄漏。現在有些生產廠采用加厚折流板,使波紋管的波峰與管孔接觸,以保證管與孔間隙最小,防止振動摩擦;還有的在折流板處給波紋管加套。這些都是避免和降低這種波紋管失效形式的較好措施。
(2)波紋換熱管扁塌(周向失穩)。波紋管失穩發生周向扁塌,是冷卻器另一失效形式。這主要是由于波紋管的壁厚較薄,一般在1ｍｍ以下,其自身抗外壓失穩的能力就很低。在冷卻器的設計中,一般都不進行換熱管的承壓能力的校核和計算,所以,當殼程壓力達到和超過換熱管本身的臨界壓力時,管子就產生失穩扁塌。標準案例中規定了波紋換熱管許用外壓的計算方法。
(3)波紋換熱管軸向彎曲變形過大(軸向失穩)。產生這種失效形式是由管程壓力和溫差應力的作用所致。波紋管材料為奧氏體不銹鋼,其線膨脹系數比碳鋼大得多,在管程和殼程溫度相同時也能產生溫差應力,再有波紋管的軸向剛度很小,所以,當管程壓力較大或管壁溫度高于殼壁溫度時,都易發生波紋換熱管軸向彎曲變形過大的失效現象。標準案例中規定的折流板無支撐跨距比ＧＢ151中規定值小,就是考慮防止換熱管的軸向失穩。
(4)波紋換熱管腐蝕斷裂和整體脆化失效。這種失效形式主要是由于介質的腐蝕造成的。奧氏體不銹鋼最易產生晶間腐蝕,當冷卻器用在含氯離子高和含硫化氫等介質時,就出現了波紋換熱管腐蝕斷裂。實際中已發現有的換熱管產生了整體脆化現象。
(5)波紋管
冷卻器與厚壁管接頭連接處開裂。波紋換熱管由波紋管和兩端接頭組成(如圖1所示),接頭處的環焊縫,由于焊接工藝和焊接技術水平的差異,焊縫質量難以保證,從而造成此處開裂。
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GL 系列冷卻器
