U型管换热器泄漏原因及解决方法

U型管质量问题原因分析

一、U型管变扁情况检验、原因分析及解决方法

1.U型管煨弯后分析处理

A.检验

U型管煨弯后，外观检查发现：弯曲半径较小的U型管出现管子截面变扁、甚至在个别管子弯曲位置发生裂纹现象。

B.原因分析

从工艺角度分析可知，管子弯曲时，中性层外侧的管壁受拉而减薄，内侧管壁受压而增厚。同时，对弯曲半径较小的U型管，未采取相应措施，管子弯曲处的横截面发生变形而成为近似椭圆形状，内侧管壁压应力超过了材料的屈服强度，造成U型管变扁、失稳起皱。

C.解决方法

A、对U型管弯曲半径小于2.5倍公称通径的管子，为防止管子产生变扁现象，煨弯前，应对管子充填经过筛分、洗净、烘干，不含有泥土、铁渣、其它杂质及砂子。

B、采用加装扭力扳手的手动弯管机，根据管子屈服强度和弯曲半径，通过试验掌握弯曲力度。弯管时，定胎轮（大轮子）用销子或螺栓固定在工作台上。考虑到管子弯制后的回弹量，大轮的半径取弯管弯曲半径的0.8～0.95倍。动胎轮（小轮子）的半径以U型管最小弯曲半径为准进行选择，保证小轮在推架中转动自如，防止其卡死，造成管子变扁。

C、型管煨弯时，由于管子的管壁较薄，在弯曲部位用氧气-乙炔火焰进行局部加热，减少管子变扁量。加热时，切记温度不能过高，以免造成不锈钢金相组织发生变化。

D、由于弯管外力释放后，弯头会回弹3～5°角。在正式弯管前宜进行试弯，找出管子准确的回弹角度，煨制出合乎要求的U型管。

E、管子弯制后应做通球试验，一般取球的直径为管子内径的0.75倍，具体以设计为准。U形管弯管段的圆度偏差，应不大于换热管名义外径的10%，对弯曲半径小于2.5倍名义外径的U形弯管段，可按照15%进行控制。

2.U型管弯曲部位出现裂纹分析处理

1.检验

对第1组U型管的弯曲部位进行外观检验、试压时，发现管子弯曲部位出现裂纹。

2.原因分析

A、U型部位贴焊加强块时，由于操作不当，弯管材料在焊接过程中受到影响，使焊接热影响区域材料抗应力腐蚀能力降低，在加强块纵向边缘造成应力腐蚀开裂。

B、从其它设备U型管开裂情况原因分析，小弯曲半径的U型管的顶面管壁减薄后，在运行中抗应力腐蚀能力降低，从而产生应力腐蚀开裂。

C、 0Cr18Nil0Ti钢为含钛的奥氏体不锈钢，经稳定化处理后，具有较好的抗敏化和耐应力腐蚀性能。在焊接过程中，管口温度远高于稳定化热处理温度，这就不可避免的造成了管口材料敏化。换热管与加强块贴焊施焊后也未进行消除应力热处理，因而存在较高的混晶扩展形态裂纹。

3.解决方法

A、当U型管弯曲半径最小处的壁厚减薄量大于管壁厚的10%时，应采用加大管子壁厚或加强块贴焊方式处理（一般采用贴焊加强块）。

B、对U型管加强块贴焊，其焊接电流比普通焊接的电流宜小15%左右，采用对称焊接，以降低热影响区域的敏化程度。

C、对U型管弯管的工作环境和加工过程进行分析，验证其加工工艺是否合适。

D、采用尺寸和结构形式更合适的加强块，可减少焊接热影响区的应力集中。

E、管子与加强块贴焊后，应进行消除应力处理，以降低焊接残余应力。

二、U型管与管板连接处泄漏检验、分析及解决方法

1.检验

对第1组U型管胀接完后，进行水压试验时，发现在胀接接头处出现漏水现象。

2.原因分析

A、管板与换热管之间没有足够的硬度差，按照有关规定，管板在强度胀接连接时，管板硬度应比换热管的硬度高出HB30。经检验，管板（16Mn锻件）在正火状态下的实际硬度只有HB148～158，而0Cr18Ni10Ti换热管在标准交货状态（固溶处理后）的硬度为HB150～167，也就是说，换热管的硬度比管板的硬度还高，管子胀接发生塑性变形的同时，管板也发生了变形，在这种情况下，必然难以保证胀接质量。

B、换热器U型管外径与管板管孔内径的间隙设计为1mm，而实际上有些超过了1.5mm。要使管子与管板胀接牢固，管子必须有较大的变形量，且由于管壁较薄，过大的胀接变形，极易造成管子裂纹。

C、个别管板孔内表面存在毛刺、锈斑、铁屑、油污等情况。

D、管板孔内凹槽深度、宽度不一致，且个别有竖向划痕。

3.解决方法

A、提高管板硬度。JB4726-94中，16Mn锻件在正火状态下的硬度为HB121~178，由厂家或在现场采取相应措施，可使锻件在正火状态的硬度达到或接近上限，奥氏体不锈钢的硬度控制在HB150以 下，提高胀接的可靠度。

B、对存在毛刺、锈斑的管孔进行抛光处理。

C、管板孔内凹槽深度、宽度不一致的部位，采用凹槽加工刀具加工，并清除划痕。

D、根据U型管外径与板孔内径的间隙计算胀接率，取胀接率不小于 1.9%。对于间隙超标的，在管板孔内涂抹环氧树脂，达到一定附着力后穿管，进行胀接。

E、采用电动胀管器胀接，减少人工胀接造成U型管欠胀、过胀的现象。采取以上改进措施后胀接的 U 型管，经水压试 验，胀接接头处无渗漏现象。