最常見的鈦管換熱器泄露問題分析

由于鈦材價格昂貴，傳統的填料函式鈦管換熱器中的換熱管選用鈦材，而管板則選用鈦鋼復合板。由于鈦與鋼的具有不可焊性能，造成鈦管換熱器制造的難度加大，所以填料函式換熱器的管箱通常不采用鈦鋼復合板，而是采用碳鋼或低合金鋼管箱整體襯膠的方案，這樣即節省成本又降低了加工難度。為減少制造成本及降低加工制造難度，在傳統的填料函式鈦管換熱器設計方案中，凡不與海水接觸的部分均不采用欽材，所以換熱器浮動管板處的管板裙通常采用碳鋼材料，即可避免鈦材與碳鋼的焊接，又降低成本。盡管傳統的填料函式鈦管換熱器結構設計方案降低了成本和制造難度，但同時也帶了嚴重的設備泄漏問題。

目前最常見的泄漏現象出現在浮動管板處密封泄漏，據用戶反饋，該傳統結構的填料函式鈦管換熱器在浮動管板處出現嚴重腐蝕。分析原因，主要是由于填料在被壓緊的過程中，造成浮動管板的碳鋼部分裸露于填料外，在密封處浮動管板與插入的管箱之間有間隙，海水與碳鋼部分直接接觸，造成該處迅速被海水腐蝕，直接造成換熱器泄露，而碳鋼是極其不耐海水腐蝕的。部分資料顯示，當海水直接與碳鋼接觸時，浮動管板的碳鋼部分在極短的時間內便被腐蝕掉，嚴重時，腐蝕處僅剩余薄薄的鈦材部分。上述泄露一旦出現，是很難再修復的，即使在設備腐蝕之初能夠通過檢修維護及時的發現，并對腐蝕處進行補焊修復，但由于各種條件受限和金屬焊接的特性，修復后的設備運行將會在短時間內再次出現大面積的腐蝕，設備隨時會出現泄漏危險。填料函式鈦管換熱器一旦因為碳鋼部分被腐蝕泄漏，要想根除危險，必須進行設備更換。

另一種常見的泄漏則是鈦管破裂引起的，而鈦管的的破裂則通常是因為換熱管受到劃傷、碰傷等原因造成的。因鈦材價格昂貴，為降低成本，鈦管換熱器所選用的換熱管壁厚通常較薄，一般取0.5mm左右。在此類泄漏案例中，經常會發現換熱器管箱內存在大量的大顆粒的沙石甚至貝殼之類，分析原因，主要是在實際使用中，含有大量雜物的海水在換熱管內不停地流動，極易對鈦管造成劃傷或磨損，除影響換熱效果外，換熱器壽命也大大縮減，使得本就極薄的鈦管過早破裂，造成泄漏。由于結構原因和難以清理等環境條件，通過補焊修復較困難，只能通過封堵泄露管子管口解決泄漏問題，嚴重影響了換熱器的換熱效果。

第三種常見泄漏主要是鈦管接頭與管板連接處出現問題造成的，該種泄漏主要原因是焊接質量問題或者換熱管振動造成的管接頭破壞造成的，其修復難度非常大。

在實際使用中，鈦材焊接變形大，校形困難，尤其是欽冷加工時，易產生裂紋；而彎曲變形時，彈性回彈量大，不易得到正確形狀，其冷作硬化傾向的強化程度隨變形速度而加劇，而變形速度對加工零件的極限程度和質量都有很大影響。由于鈦存在諸多缺陷，使得鈦制設備更不利于返修，有時甚至會產生愈返修，其實際效果愈差的情況。針對鈦的這些特性，為保證其工藝性能，對鈦制設備的技術條件的要求極其嚴格，除必須對原材料的成分、制造、裝配、檢測方法等提出要求外，同時還按照鈦設備類別提出了特殊的制造要求，并嚴格按照制造工藝規程進行加工制造。