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換熱器管束開裂失效原因分析

文檔作者：張淑芝文檔來源：大慶石化公司乙烯工程指揮部		點擊數：	更新時間： 2022年03月19日
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煉油與化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第23卷
換熱器管束開裂失效原因分析
張淑芝
(大慶石化公司乙烯工程指揮部，黑龍江大慶163714)
摘要：通過對換熱器管束內外壁的宏觀和微觀檢查及金相組織檢測分析，確定了管束開裂失
效原因為低溫環(huán)境下在內壓作用下的過載脆性開裂，換熱器管束里的試壓殘留水在冬季結冰
凍脹是造成管束開裂的主要原因。
關鍵詞：換熱器；管束；開裂；失效分析
中圖分類號：TQ050．9 文獻標識碼：B 文章編號：1671—4962(2叭2)05一o030—03
換熱器管束隔絕管程與殼程介質，依靠管壁
傳導熱量。一旦換熱器管束發(fā)生泄漏，導致管程
與殼程介質混合。換熱器管束泄漏多數為腐蝕因
素造成的，但有時在未使用前就發(fā)生開裂失效nj。
2012年4月，某化工廠的1臺新建的固定管板式換
熱器在使用前進行水壓試驗時，發(fā)現有多根管束
泄漏。該換熱器于2011年4月制造，2011年6月安
裝就位?，F場將換熱器泄漏管束抽出，進行失效
原因分析，確定了管束發(fā)生開裂的原因，并制定了
相應的整改措施。
1管束內外壁的宏觀檢查
對管束的外觀進行宏觀檢查分析，用體式顯
微鏡查看管束開裂情況、管體外壁腐蝕情況以及
有無裂紋和其它損傷，見圖1。
表2 PE100、PE80管材耐壓實驗數據
從表2可知，在同樣實驗條件下，PE100管材
比PE80管材的耐壓時間明顯要長，說明耐壓性能
相對要好。
從PE100、PE80管材料的蠕變實驗和耐壓實
驗結果得出：耐蠕變性能好的材料，其耐壓性能也
好。
依據管材耐壓性能原理，耐壓性能的好壞取
決于樹脂晶片尺寸和晶片間的系帶分子鏈強度。
當管材受到內部環(huán)應力時，通過Tie鏈及非晶區(qū)分
子鏈的延展吸收部分能量而不破壞晶格，達到長
期耐壓效果。管材級樹脂耐蠕變性能可以反映出
Tie鏈密度的大小，Tie鏈密度大則耐蠕變性增強，
在一定的外加應力下，達到一定形變所用的時間
就長b 。管材的耐壓實驗是環(huán)向受力蠕變，文中
所述為拉伸蠕變，都是相應的蠕變過程。拉伸蠕
變宏觀反映的是材料強度、韌性和耐應力開裂性，
因此，通過測試材料蠕變性能，可以間接反映管材
的耐壓性能。
3結論
(1)根據拉伸蠕變實驗結果，可以反映材料晶
片間Tie鏈密度，同時宏觀上反映材料的強度、韌
性和耐應力開裂性，經與耐壓實驗數據相互印證
看出，可以用拉伸蠕變性能間接反映其管材的耐
壓性能。
(2)蠕變性能好的聚乙烯管材材料，其管材耐
壓性能也好，成正相關關系。
參考文獻：
[1]徐振明．進口PE100級管材料的剖析[J]．現代塑料加工應用，
2003，16(1)：18—19．
【2]林聰妹．聚乙烯管材專用料的結構與性能[J]．高分子材料科學與
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[3]陳正勇，劉俊峰，魯皓．PPV材料的合成研究進展[J]．化工新型材
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[4]鄒恩廣，張踽健，張瑞，等．高耐壓等級聚乙烯管材樹脂的研究進
展[J]．高分子通報，2012(4)：10—12．
收稿日期：2012—08—27
作者簡介：景麗榮：女，工程師，2007年畢業(yè)于大慶石油學院化學工程
專業(yè)，現從事聚烯烴及合成樹脂測試分析工作。

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