ما هي أنماط الأعطال الشائعة في المبادلات الحرارية ذات الألواح الأنبوبية الثابتة؟

مرحبًا يا من هناك! باعتباري موردًا للمبادلات الحرارية الأنبوبية الثابتة، فقد رأيت نصيبي العادل من المشكلات المتعلقة بهذه الأجهزة الأنيقة. في هذه المدونة، سأتحدث عن أوضاع الفشل الشائعة للمبادل الحراري لصفائح الأنابيب الثابتة.

أولاً، دعونا نفهم ما هو المبادل الحراري لصفائح الأنابيب الثابتة. إنه نوع من المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب حيث يتم تثبيت صفائح الأنابيب على الغلاف. يحظى هذا التصميم بشعبية كبيرة لأنه بسيط وفعال من حيث التكلفة. يمكنك معرفة المزيد عن المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب في صناعة النفط والغازهنا.

1. فشل وصلة الأنبوب إلى الأنبوب

أحد أوضاع الفشل الأكثر شيوعًا هو فشل وصلة الأنبوب إلى الأنبوب. تعتبر هذه المفاصل حاسمة لأنها تثبت الأنابيب في مكانها وتمنع التسرب بين جانب الصدفة وجانب الأنبوب. هناك عدة أسباب وراء فشل هذه المفاصل.

• اهتزاز: عندما يكون المبادل الحراري قيد التشغيل، يمكن أن يتسبب تدفق السوائل في اهتزاز الأنابيب. إذا كان الاهتزاز شديدًا، فقد يؤدي إلى تشقق الكلال في وصلة الأنبوب إلى صفائح الأنابيب. وهذه مشكلة خاصة في التطبيقات ذات التدفق العالي. على سبيل المثال، في أمبادل حراري عالي الضغط، قد يؤدي تدفق السوائل عالي السرعة إلى حدوث اهتزازات كبيرة.

• الإجهاد الحراري: يمكن أن يؤدي اختلاف درجة الحرارة بين الأنابيب والقشرة إلى حدوث إجهاد حراري. نظرًا لأن صفائح الأنابيب ثابتة، فإن تمدد الأنابيب وتقلصها بسبب التغيرات في درجات الحرارة يمكن أن يضع ضغطًا كبيرًا على المفاصل. وبمرور الوقت، قد يؤدي هذا الضغط إلى فشل المفصل.

• تآكل: التآكل هو الجاني الرئيسي الآخر. إذا كان السائل الموجود في جانب الصدفة أو جانب الأنبوب متآكلًا، فيمكن أن يؤدي إلى تآكل المفصل. على سبيل المثال، في تطبيق البخار مثلمبادل حراري للبخارفوجود الرطوبة وبعض المواد الكيميائية في البخار يمكن أن يؤدي إلى تآكل وصلة الأنبوب إلى صفائح الأنابيب.

2. فشل الأنبوب

يمكن أن تفشل الأنابيب نفسها أيضًا، وهناك عدة أسباب لذلك.

• تآكل: كما هو الحال في المفاصل، يمكن أن يؤثر التآكل على الأنابيب. يمكن أن تحدث أنواع مختلفة من التآكل، مثل التآكل الموحد، والتآكل التنقري، والتشقق الناتج عن الإجهاد والتآكل. يعد التآكل الحفري خطيرًا بشكل خاص لأنه يمكن أن يحدث ثقوبًا صغيرة في الأنابيب، مما يؤدي إلى التسرب. في بعض العمليات الصناعية حيث تكون السوائل شديدة الحموضة أو القلوية، تكون الأنابيب معرضة بشكل كبير لخطر التآكل.

• تآكل: يحدث التآكل عندما يحتوي السائل المتدفق عبر الأنابيب على جزيئات صلبة. يمكن لهذه الجسيمات أن تتآكل السطح الداخلي للأنابيب بمرور الوقت. على سبيل المثال، في عملية يحتوي فيها السائل على تركيز عالٍ من الرمل أو المواد الكاشطة الأخرى، يمكن أن يمثل التآكل مشكلة كبيرة.

• الإفراط في الضغط: إذا تجاوز الضغط داخل الأنابيب الحد التصميمي، فمن الممكن أن تتمزق الأنابيب. يمكن أن يكون هذا بسبب التشغيل غير السليم، مثل انسداد مسار التدفق الذي يؤدي إلى زيادة الضغط.

3. فشل شل

يمكن أن تتعرض غلاف المبادل الحراري أيضًا للفشل.

• تآكل: على غرار الأنابيب والمفاصل، يمكن أن تتآكل القشرة. غالبًا ما تكون القشرة على اتصال بالصدفة - السائل الجانبي، وإذا كان هذا السائل متآكلًا، فقد يؤدي إلى إتلاف القشرة. على سبيل المثال، في بعض تطبيقات المعالجة الكيميائية، قد تتعرض القشرة لمواد كيميائية مسببة للتآكل يمكن أن تأكل المعدن.

• الأضرار الميكانيكية: يمكن أن تتسبب التأثيرات المادية أو التعامل غير السليم أثناء التركيب أو الصيانة في حدوث تلف ميكانيكي للغلاف الخارجي. يمكن أن يؤدي سقوط الأداة أو الاصطدام أثناء النقل إلى حدوث خدوش أو تشققات في الهيكل، مما قد يضر بسلامتها.

  

4. الحشف

القاذورات ليست فشلًا هيكليًا تمامًا، ولكنها يمكن أن تقلل بشكل كبير من كفاءة المبادل الحراري بمرور الوقت.

• التحجيم: يحدث التقشر عندما تترسب المعادن الذائبة في السائل وتشكل طبقة صلبة على أسطح الأنابيب. في الأنظمة المعتمدة على الماء، تعد أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم من عوامل التحجيم الشائعة. تعمل هذه الطبقة كعازل، مما يقلل من كفاءة نقل الحرارة بين سوائل جانب الغلاف وجانب الأنبوب.

• القاذورات البيولوجية: في التطبيقات التي يكون فيها السائل على اتصال مع المواد العضوية، مثل الماء من المصادر الطبيعية، يمكن أن يحدث تلوث بيولوجي. يمكن أن تنمو البكتيريا والطحالب والكائنات الحية الدقيقة الأخرى على أسطح الأنابيب، لتشكل غشاءً حيويًا. يقلل هذا الغشاء الحيوي أيضًا من انتقال الحرارة ويمكن أن يؤدي إلى التآكل إذا لم تتم معالجته.

5. فشل الحشية

تُستخدم الحشيات في المبادلات الحرارية لإغلاق الوصلات بين الأجزاء المختلفة، مثل الغلاف والقنوات.

• مجموعة الضغط: مع مرور الوقت، يمكن أن تفقد الحشيات مرونتها بسبب الضغط المستمر الذي تتعرض له. وهذا ما يسمى مجموعة الضغط. عندما تتعرض الحشية لمجموعة الضغط، فإنها لم تعد قادرة على توفير الختم المناسب، مما يؤدي إلى التسرب.

• الهجوم الكيميائي: إذا كانت مادة الحشية غير متوافقة مع السوائل الموجودة في المبادل الحراري، فمن الممكن أن تتعرض لهجوم بالمواد الكيميائية. على سبيل المثال، قد تتلف الحشية المصنوعة من مادة مطاطية معينة بسبب سائل زيتي، مما يؤدي إلى تلفها وفشلها.

التدابير الوقائية

الآن بعد أن تحدثنا عن أوضاع الفشل الشائعة، دعونا نتطرق إلى بعض التدابير الوقائية. التفتيش والصيانة المنتظمة هي المفتاح. يجب عليك التحقق من علامات التآكل والتآكل والتلوث بشكل روتيني. إن استخدام المواد المناسبة المقاومة للتآكل والتآكل يمكن أن يؤدي أيضًا إلى إطالة عمر المبادل الحراري. على سبيل المثال، يمكن أن يكون استخدام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ خيارًا جيدًا في البيئات المسببة للتآكل.

إذا كنت في السوق للحصول على مبادل حراري موثوق به لألواح الأنابيب الثابتة أو كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول منع أوضاع الفشل هذه، فلا تتردد في التواصل معنا. نحن هنا لمساعدتك في اتخاذ القرار الأفضل لتطبيقك. سواء كنت مهتمًا بـ أمبادل حراري على شكل أنبوب Uأو أمبادل حراري للبخار، لقد قمنا بتغطيتك. لا تتردد في الاتصال بنا لمناقشة متطلباتك المحددة وبدء عملية الشراء.