Tuburile cazanului sunt coloana vertebrală a sistemelor de energie termică din industrii, de la generarea energiei electrice până la procesarea chimică. Când funcționează optim, aceste tuburi asigură transferul de căldură perfect și eficiența susținută. Cu toate acestea, una dintre cele mai frecvente și costisitoare eșecuri în sistemele cazanului este scurgerile de tuburi ale cazanului . Înțelegerea a ceea ce cauzează scurgerile de tuburi ale cazanului nu este doar esențială pentru inginerii de întreținere, ci și pentru operatorii de instalații care au ca scop reducerea timpului de oprire și îmbunătățirea longevității operaționale.
Înțelegerea tuburilor cazanului: structură și funcție
Tuburile cazanului sunt conducte de înaltă rezistență concepute pentru a transporta apă de temperatură ridicată sau abur sub presiune. Aceste tuburi sunt, în general, clasificate în două tipuri: cazane cu tuburi cu apă și cazane cu tuburi de foc . În cazanele cu tuburi cu apă, apa curge în interiorul tuburilor în timp ce gazele fierbinți circulă afară. În schimb, cazanele cu tuburi de foc au gaze fierbinți care curg în interiorul tuburilor și a apei din exterior.
Eșecul acestor tuburi prin scurgeri poate duce la opriri catastrofale, pierderea eficienței termice și, în scenarii cele mai grave, explozii. Deci, ce declanșează exact aceste scurgeri?
Cauzele primare ale scurgerilor de tuburi ale cazanului
Următoarele sunt cauzele cele mai frecvente din spatele scurgerilor de tuburi ale cazanului. Fiecare dintre aceste probleme apare din cauza unei interacțiuni complexe a stresorilor operaționali, a degradării materiale și a factorilor de mediu.
1. Coroziune: degradorul tăcut
Coroziunea este poate cea mai răspândită cauză Defecțiune a tubului cazanului . Apare din cauza reacției chimice dintre suprafețele metalice și oxigen, apă sau alți agenți corozivi. Tipurile de coroziune includ:
Oxigenul de oxigen : coroziune localizată și severă cauzată de oxigenul dizolvat în apa de alimentare.
Atac acid : adesea din cauza nivelurilor necorespunzătoare de pH sau a contaminării condensului.
Coroziunea chelant : declanșată de utilizarea excesivă sau de amestecarea necorespunzătoare a agenților chelatori în tratarea apei.
Coroziunea subliniază treptat peretele tubului, ceea ce îl face susceptibil la rupere sub presiune. Acest proces este adesea lent și nedetectat până când se formează o scurgere.
2. Eroziune: viteză mare, risc ridicat
Eroziunea apare de obicei atunci când aburul sau apa cu viteză mare, care transportă particule suspendate, afectează suprafața internă a tubului. De -a lungul timpului, această acțiune mecanică repetată poartă materialul, creând găuri sau fisuri.
Scenariile comune includ:
Separatoare de aburi inadecvate
Dururi aliniate în mod necorespunzător
Debituri mari cu rentabilitate slabă a condensului
Cele mai afectate zone sunt de obicei coate, coturi sau zone cu perturbări ale fluxului. Coroziunea eroziunii, o combinație atât de eroziune, cât și de coroziune, este și mai periculoasă și mai agresivă.
3. Supraîncălzire și oboseală termică
Tuburile cazanului funcționează sub temperaturi și presiuni extreme. Când controlul temperaturii sau circulația apei este inadecvată, poate apărea supraîncălzirea localizată. Tuburile supraîncălzite se înmoaie și, în cele din urmă, se rup din cauza pierderii forței metalurgice.
În plus, oboseala termică - expansiunea ciclică și contracția tuburilor - determină formarea crăpăturilor în timp, în special în articulațiile și coturile de sudură. Ciclurile frecvente de pornire/oprire agravează această afecțiune.
Designerii cazanului includ, în general, garanții, dar lapsurile operaționale, cum ar fi acumularea la scară sau obstrucția fluxului pot provoca puncte de puncte hotspot -uri și scurgeri de declanșare.
4. Formarea și depozitele la scară
Forme de scară atunci când minerale dizolvate în apa de alimentare, cum ar fi calciu și magneziu, precipită pe suprafețele interne ale Tuburi de cazan . Aceasta acționează ca un strat izolant, care împiedică transferul de căldură.
Consecințele includ:
Mai mult, scara reduce diametrul tubului intern, crescând viteza și, prin urmare, promovarea eroziunii. Menținerea chimiei adecvate a apei și a programelor obișnuite de explozie este crucială pentru a evita acest lucru.
5. Stres mecanic și deteriorarea vibrațiilor
Sistemele de cazane sunt supuse unor forțe mecanice semnificative - de la presiune internă la vibrații externe din cauza utilajelor adiacente. Suportul sau uzura necorespunzătoare a tubului cauzată de contactul cu umerașele de tub sau defecțiuni poate duce la oboseala vibrațiilor sau la o denting.
Acest tip de scurgere este adesea insidios, deoarece daunele se acumulează în timp și apar în zone mai puțin accesibile ale sistemului. Devine evident numai atunci când scurgerea este semnificativă sau când se efectuează o inspecție.
Cauze de scurgere obișnuite a tubului cazanului - tabel rezumat
Iată o defalcare rapidă a cauzelor majore și a caracteristicilor acestora:
| cauză | semne | /simptome | măsuri preventive |
| Coroziune | Reacție electrochimică | Pitting, rugină, subțiere | Tratarea apei, dearare, scufundători de oxigen |
| Eroziune | Impact de fluid de mare viteză | Subțierea localizată, deteriorarea căii de curgere | Controlul fluxului, filtrarea, integritatea defecțiunilor |
| Supraîncălzire | Transfer de căldură slab, flux restricționat | Bombă, fisură, decolorare | Descalarea, monitorizarea, echilibrul fluxului |
| Oboseală termică | Cicluri repetate de încălzire/răcire | Fisuri la suduri sau coturi | Startup-uri mai ușoare, materiale care se referă la stres |
| Scară/depozite | Precipitații de minerale | Strat de izolare, pete de temperatură ridicată | Înmuierea apei, explozie obișnuită |
| Vibrații/stres | Rezonanță mecanică sau mișcarea conductelor | Fisuri, oboseală metalică în apropierea suporturilor | Suport pentru tuburi adecvate și dispozitive de amortizare |
Cum se detectează mai devreme scurgerile de tuburi ale cazanului
Detectarea precoce este esențială pentru minimizarea daunelor. Următoarele metode sunt utilizate pe scară largă în industrie:
Monitorizare acustică : sunetele de scurgere sunt distincte și pot fi detectate folosind microfoane cu ultrasunete.
Imagistica termică : Punctele fierbinți cauzate de scurgeri pot fi identificate prin intermediul camerelor cu infraroșu.
Analiza căderii de presiune : Dips -urile bruște ale presiunii în sistem pot indica o defecțiune a tubului.
Inspecție vizuală : Inspecțiile de închidere programate sunt încă una dintre cele mai fiabile moduri de a localiza problemele potențiale.
Un sistem integrat de detectare a scurgerilor care combină aceste metode produce adesea cele mai bune rezultate.
Întrebări frecvente (întrebări frecvente)
Q1: Cât durează de obicei tuburile cazanului?
R: Cu întreținere adecvată și condiții de funcționare optime, Tuburile cazanului pot dura oriunde între 10 și 30 de ani. Cu toate acestea, chimia slabă a apei sau abuzul termic își poate scurta drastic durata de viață.
Q2: Scurgerile de tuburi ale cazanului pot fi reparate sau înlocuirea este obligatorie?
R: Scurgerile minore pot fi uneori patchizate folosind metode de sudură sau de prindere, dar înlocuirea este adesea necesară pentru integritatea structurală și respectarea siguranței.
Q3: Cât de des ar trebui inspectate tuburile cazanului?
R: Depinde de utilizare, dar de obicei la fiecare 6 până la 12 luni pentru sisteme de înaltă presiune. Pot fi necesare verificări mai frecvente pentru îmbătrânire sau echipamente cu risc ridicat.
Q4: Toate scurgerile provoacă opriri imediate?
R: Nu întotdeauna. Scurgerile mici ar putea trece neobservate inițial, dar în cele din urmă se agravează și pot duce la întreruperi forțate sau condiții nesigure.
Concluzie
Înțelegerea a ceea ce cauzează scurgerile de tuburi ale cazanului este primul pas către prevenirea defecțiunilor costisitoare. În timp ce coroziunea, eroziunea, supraîncălzirea, scalarea și stresul mecanic sunt vinovați comuni, adevărata provocare constă în detectarea în timp util și în întreținerea proactivă.
Investiția în tratarea apei de înaltă calitate, inspecții periodice și instruirea personalului poate prelungi semnificativ viața sistemului de cazane. Amintiți -vă, o mică scurgere astăzi poate duce la o închidere majoră mâine. Prevenirea nu este doar mai inteligentă - este semnificativ mai economică.
