氯碱企业蒸发器管板与换热管接头发生泄漏的原因及返修方法。开槽胀接的不锈钢 换热器返修比较困难，在管端采用加套管方法进行修补。
1 泄漏原因
管壳式换热器是石油化工企业广泛使用的设备 之一，设备制作质量的关键在于管接头的制作质量。 氯碱装置中烧碱蒸发器加热室、氯气液化器、氯乙烯 转化器以及冷凝器等设备泄漏就会影响到单个生产 装置停车或降低生产负荷。氯碱企业使用的换热器 虽然不像石化企业换热器承受高温高压，但介质腐 蚀性强，流动磨蚀严重，有些固定管板换热器还有温 差应力，如果设计、制造、使用不合理，管接头极易泄 漏，导致换热器失效。
烧碱蒸发器加热室是用来将NaOH质量分数为 17%左右的烧碱提浓到25%左右的管壳式换热器， 其中壳程用0.15 MPa左右二次蒸汽进行加热，管程 含有氯根及氯酸根等杂质。加热室管板与换热管均 采用0Cr18Ni10Ti，管板厚度为50 mm，考虑到换热 管壁热阻的影响，换热管采用薄壁管（覫57mm×2mm）， 正三角形排列，中心距72 mm，276根。由于碱液浓 度及温度的影响，加热室的加热管会受到氯化钠的 冲刷磨损、应力腐蚀、碱脆、点蚀以及缝隙腐蚀。
GBl5l—l999《管壳式换热器》中规定，强度胀接适用 于设计压力≤4 MPa、设计温度≤300℃、无剧烈振 动、无过大温度变化及无应力腐蚀的场合[1]。不锈钢 管的延展性好，胀管性能非常好，管板与换热管连接 方式采用了强度胀。
该设备使用了4年左右，壳程冷 凝水含碱量超过正常值，检查后发现下管板连接处 的换热管管壁非常薄，不到0.6 mm，管板与换热管 接头靠壳程侧多根换热管破损，有4根换热管与管 板松脱泄漏，壳程内部换热管壁厚薄非常不均匀，上 管板则没有此现象。抽出1根换热管检查，从下至上 厚度为0.5~1.5 mm。分析有如下原因。
（1）下管板连接处的换热管管壁非常薄的原因 是加热室下接循环泵，碱液中含有的结晶盐对管板 处换热管冲刷磨损，在加热室下面，冲刷磨损最大， 管壁减薄严重。
（2）胀接中必须保持合适的胀紧度，欠胀不能保 证胀口的密封性，过胀则因管壁减薄过大而导致管 子断裂和管板变形。在过胀的情况下，换热管与管板 胀接时在胀接力的作用下产生塑性变形，换热管变薄，对开槽胀接的换热管变形减薄量更大。而该设备 采用的是薄壁换热管，在冲刷磨损的作用下容易破 损[2]。
（3）强度胀接时，管板与换热管应有适当的硬度 差，即管板比换热管的硬度应稍高30 HB左右，否 则管子回弹大于管板，造成胀接不紧。0Cr18Ni10Ti 不锈钢管加工硬化倾向较大，在胀接和弯曲时，材料 中的奥氏体组织会产生马氏体相变，使变形部位的 屈服强度大幅上升。
覫57不锈钢换热管对应的管板 管孔直径为覫57.55 mm，允许最大偏差为0.25 mm，这 样管子外径与管板管孔之间的最大间隙为0.8 mm， 要达到胀紧目的，管子必须有较大的变形量，然而 0Cr18Ni10Ti管子在胀接变形量增加的同时，其硬度 也随之增加，从而使换热管的硬度更加大于管板硬 度，使得胀接更不紧。有时，为了减少加工硬化，可采 用较紧的管子外径和管孔之间的配合。
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