由于鈦材的價(jià)格較高,傳統(tǒng)填料函鈦管換熱器中的換熱管采用鈦制造,而管板采用鈦鋼復(fù)合板制造。由于鈦和鋼的可焊性,鈦管換熱器的制造難度較大。因此,填料箱換熱器的管箱通常不采用鈦鋼復(fù)合板,而是采用整體內(nèi)襯橡膠的碳鋼或低合金鋼管箱方案,節(jié)約了成本,降低了加工難度。為了降低制造成本和加工制造難度,在傳統(tǒng)的填料函鈦管換熱器設(shè)計(jì)方案中,所有不與海水接觸的零件都不是秦材料,因此換熱器浮動(dòng)管板處的管板裙部通常由碳鋼制成,可以避免鈦材料與碳鋼的焊接,降低成本。填料函鈦管換熱器的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案雖然降低了成本和制造難度,但也帶來了嚴(yán)重的設(shè)備泄漏問題。
目前最常見的泄漏現(xiàn)象是浮動(dòng)管板處的密封泄漏。根據(jù)用戶反饋,傳統(tǒng)填料函鈦管換熱器在浮動(dòng)管板處腐蝕嚴(yán)重。分析主要是由于填料壓緊過程中,浮動(dòng)管板的碳鋼部分暴露在填料外,密封處浮動(dòng)管板與插入的管箱之間存在間隙,海水與碳鋼部分直接接觸,造成海水快速腐蝕,直接導(dǎo)致?lián)Q熱器泄漏,而碳鋼對海水腐蝕的抵抗力極強(qiáng)。有數(shù)據(jù)顯示,海水與碳鋼直接接觸時(shí),浮動(dòng)管板的碳鋼部分會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)被腐蝕,嚴(yán)重的情況下,腐蝕部分只剩下薄薄的鈦部分。一旦發(fā)生上述泄漏,很難修復(fù)。即使在設(shè)備腐蝕初期通過檢修維護(hù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn),并且腐蝕的部分可以通過補(bǔ)焊修復(fù),但由于條件限制和金屬焊接的特點(diǎn),短時(shí)間內(nèi)修復(fù)后的設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)再次發(fā)生大規(guī)模腐蝕,設(shè)備隨時(shí)有泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。一旦填料函鈦管換熱器因碳鋼腐蝕而泄漏,必須更換設(shè)備,以消除危險(xiǎn)。
另一種常見的泄漏是由鈦管斷裂引起的,這通常是由換熱管的擦傷和碰撞引起的。由于鈦價(jià)格昂貴,為了降低成本,鈦管換熱器選用的換熱管壁厚通常較薄,約為0.5 mm,在此類泄漏情況下,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)換熱器管箱內(nèi)有大量大顆粒的砂子甚至貝殼。分析的主要原因是實(shí)際使用中,含有大量雜物的海水不斷在換熱管內(nèi)流動(dòng),容易劃傷或磨損鈦管。除了影響換熱效果外,換熱器的使用壽命也大大縮短,使得原本就極薄的鈦管過早斷裂,導(dǎo)致泄漏。由于結(jié)構(gòu)原因和清洗困難等環(huán)境條件,很難通過補(bǔ)焊修復(fù),只能通過封堵泄漏的管口來解決泄漏問題,嚴(yán)重影響了換熱器的換熱效果。
第三種常見的泄漏主要是鈦管接頭與管板連接處的問題引起的,主要是焊接質(zhì)量問題或換熱管振動(dòng)引起的管接頭損壞引起的,其修復(fù)難度很大。
在實(shí)際使用中,鈦材料焊接變形大,形狀矯正困難,特別是冷加工時(shí),容易產(chǎn)生裂紋。當(dāng)發(fā)生彎曲變形時(shí),彈性回彈力大,很難得到正確的形狀。冷加工硬化傾向的強(qiáng)化程度隨著變形速度的增加而增加,變形速度對加工零件的極限程度和質(zhì)量有很大影響。鈦存在很多缺陷,使得鈦設(shè)備更不利于修復(fù),有時(shí)甚至導(dǎo)致實(shí)際效果更差。鑒于鈦的這些特性。