シェルアンドチューブ熱交換器の漏れの原因は何ですか?

漏れの原因シェルアンドチューブ熱交換器次の 2 つのカテゴリに分類できます。

チューブの製造上の問題、オペレータによる熱交換器の不適切な使用などが考えられます。

漏れを避ける設計は、シェルアンドチューブ熱交換器を適切に設計するための考慮事項の 1 つです。

ほとんどの場合 (99% 以上)、熱交換器のチューブはチューブ シートとシームレスです。溶接ではなく、一体成型で作られています。これにより、漏れの可能性が大幅に減少します。

ただし、熱交換器は、ほとんどの場合、予算を削減するために、用途に適さない材料や技術で製造されることがあります。このとき問題が発生します。

以下にいくつかの例を示します。

• 熱応力や腐食にさらされた熱交換器では、シームレスまたは溶接されたチューブが破損する可能性があります。溶接されたチューブが破損する割合が大幅に高くなることに注意してください。
• 高温の流体を扱う熱交換器（蒸気過熱器など）では、チューブが永久的な損傷を与えるまで焼き付く可能性があります。{0}
• 熱交換器が塩化物と水を処理する場合、高温により水が沸騰し、水よりも高い濃度の塩化物が残ります。配管が腐食して水漏れの原因となります。また、熱交換器を構成する部品（Uベンド管）に製造工程で発生する残留応力がある場合、応力腐食割れが発生する可能性があります。
• 最後に、単なる高熱ではなく、管板全体の高温分布について考えてみましょう。管板の片面の温度がもう一方の面と大きく異なる場合、管板全体が反ります。これはガスケットの機能にとって致命的です。

すべての場合において、結果として、熱い材料と冷たい材料が混合されます。

教訓は、常に用途に適した材料を使用して熱交換器を設計し、最新の高品質の製造技術で構築することです。

熱交換器は一般に過剰設計です。-長年の使用後やチューブに汚れが生じる環境でも動作しなければなりません。毎分 1,000 バレルの石油を生産する製油所で熱交換器が必要な場合、熱交換器は約 1,500 バレルを処理できるように設計される可能性があります。

この方法で熱交換器を構築することは寿命と信頼性の点で優れていますが、その製油所が石油を 50% 多く生産したい場合はどうなるでしょうか?システムを限界まで押し上げる可能性があります。熱交換器で対応できますが、コストがかかります。流体は同じ断面を高速で通過し、速度が上がると振動が発生します。-そうするとノズルが腐食してしまいます。

熱交換器を設計パラメータを超えて使用すると、機器の摩耗がはるかに早くなり、漏れや故障が発生します。

熱交換器の漏れは、設計パラメータの範囲内に留めることで回避できます。熱交換器の動作を変更したい場合は、変更による潜在的な影響を調査できるよう、熱交換器のメーカーに相談してアドバイスを求める必要があります。

適切なデザインと材料を使用する信頼できるメーカーと協力してください。 GNEE では、熱交換器の設計において 100 年以上の経験があり、常にお客様との関係を第一に考えています。詳細については、このページをご覧ください: なぜ私たちと提携するのですか?

次の手順は、社内のエンジニアまたはメーカーの支援を得て実行する必要があります。

まずは漏れ箇所の検査です。漏れているチューブの数と漏れの程度を確認します。

漏れを修正するには、いくつかのオプションがあります。

問題の原因となっているチューブを接続できる可能性があります。シェルチューブ熱交換器は過剰設計であるため、チューブの漏れがごく一部 (たとえば 5% 未満) で、それらをブロックした場合でも、熱交換器はその義務を果たします。

汚れの要因により、一部の熱交換器は厳密に必要なサイズよりも 50% 大きくなります。したがって、所々にある数パーセントは動作に影響を与えません。

チューブを差し込む代わりに、チューブを再接続することをお勧めします。{0}これは、チューブが管板に溶接されていない場合に適用されます。問題のあるチューブを取り外して交換すると、熱交換器は通常どおり動作できるようになります。

管板が歪んでいる場合は、機械加工で使用可能な状態に戻すことができる場合があります。より深刻なケースでは、チューブシート全体を交換する必要がある場合がありますが、これは高価な解決策です。

通常、大規模な修理作業では熱交換器をメーカーに返送する必要がありますが、場合によっては現場で作業を行うこともあります。-

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