大型钛冷凝器列管断裂原因.ppt

大型钛冷凝器列管断裂原因分析及改进措施 Failure Analysis of Titanium Tubes and Improvement Research on Large Titanium Condensers 徐 宏 马秋林 许林云 王志文 (华东理工大学化工机械研究所，上海200237) ? 内 容 摘 要 本文分析了扬子石化公司PTA生产装置中氧化工段钛冷凝器的失效原因，包括通过断裂换热管的断口分析确定了钛管断裂失效类型为疲劳断裂，根据对列管振动分析计算结果，证实了钛冷凝器在运行过程中确实会产生振动，从而引起钛管疲劳失效。据此，提出了消除振动及改进冷凝器结构的措施。 换热管断裂部位 冷凝器振动分析计算 (1). 卡曼漩涡振动发生可能性判别 卡曼漩涡频率/换热管一阶固有频率?0.5, 可能发生卡曼漩涡振动。 (2). 絮流抖振发生可能性判别 絮流抖振的频率/换热管一阶固有频率?0.5, 可能发生絮流抖振。 (3). 流体弹性激振发生可能性判别 计算横流速度??列管的临界横流速度Vc时，可能发生流体弹性激振 减振措施及结构改进 减振措施分析 (1). 降低壳程流速 (2). 增加管子的固有频率 (3). 变更折流板的型式 (4).增加进出口接管的尺寸，以降低进出口的流速，亦可设置防冲板，或设置导流筒（或分流器）。 结构改进 依据这样的思路，新订货进口的一台钛冷凝器和国产化的钛冷凝器均采用这种折流板缺口区不布管的NO-TUBEs-IN-WINDOWs结构，来实现减振的目的，由于有效布管面积减少，故采用折流板缺口区不布管结构时，为了保证管桥最小尺寸，冷凝器的筒体直径稍有增大。 谢谢！ * * 断口宏观形貌 断口宏观形貌 断口微观形貌 振动计算数据汇总 振 动 类 型 振动计算部位 计算量 穿过折流板缺口区的管子计算值 振动发生的 临界值 振动可能性 卡曼漩涡振动 进口 fv2/f1 0.865 0.5 发生振动 出口 fv1/f1 0.772 0.5 发生振动 折流板间 fv3/f1 0.775 0.5 发生振动 絮流抖振 进口 ft2/f1 0.296 0.5 不发生振动 出口 ft1/f1 0.264 0.5 不发生振动 折流板间 ft3/f1 0.258 0.5 不发生振动 流体弹性激振 进口 0.945 0.97 不发生振动 出口 1.325 1.52 不发生振动 折流板间 1.995 2.35 不发生振动 ? * *