кожухотрубный теплообменник из нержавеющей стали

Если честно, до сих пор встречаю заказчиков, которые считают, что главное в кожухотрубнике — это марка стали, а остальное 'подстроится'. Особенно с нержавейкой — мол, раз взяли кожухотрубный теплообменник из нержавеющей стали, то уже вечный. Приходится объяснять, что даже AISI 304 и 316L ведут себя по-разному в зависимости от среды, и тут каждый параметр на счету.

Почему нержавейка — не панацея

Вспоминается случай с рыбоперерабатывающим траулером, где заказчик настоял на теплообменнике из 316L, но не учли хлоридное растрескивание от морской воды. Через полгода пошли микротрещины по зонам термического влияния. Хотя сама нержавейка выдерживала, но сварные швы не прошли дополнительную пассивацию — типичная ошибка при сборке.

Кстати, у нас на ООО Дандун Восточный морской завод после этого случая добавили в протокол испытаний обязательную проверку солевым туманом для судовых теплообменников. Особенно для тех, что работают в паре с опреснительными установками.

И еще нюанс: толщина трубной доски. Часто экономят, берут минимальную по ГОСТу, но если теплоноситель — пар под давлением, то эрозия съедает быстрее, чем рассчитывали. Один раз переделывали теплообменник для танкера — пришлось увеличивать толщину на 15% и менять схему развальцовки.

Особенности проектирования под судовые условия

В морской технике главный враг — вибрация. Ставили как-то кожухотрубный теплообменник из нержавеющей стали в машинном отделении буксира — через месяц пошли течи по трубным решеткам. Оказалось, конструкторы не заложили демпфирующие прокладки в крепления, а качка + работа дизеля создали резонанс.

Сейчас мы в ООО Дандун Восточный морской завод для подвижных установок всегда считаем частоты собственных колебаний пучка труб. Если кратность выше 0.8 — меняем шаг или ставим промежуточные опоры. Даже если заказчик говорит, что 'и так сойдет'.

Еще из практики: для арктических судов лучше брать трубы с отрицательным допуском по толщине стенки. При -40°C тепловое расширение нержавейки отличается от латуни, и если стенки тоньше расчетных — риск деформации пучка.

Монтажные ловушки

Как-то раз на судоремонте в Находке пришлось переделывать обвязку теплообменника — монтажники поставили компенсаторы не по ходу движения среды, а против. Результат — за год работы вырвало фланец на выходе охлаждающей воды. Хорошо, что вовремя заметили по вибрации.

Запомнил на будущее: перед пуском обязательно проверяю соосность патрубков лазерным теодолитом. Даже 2 мм перекоса дают дополнительные напряжения на корпус. Особенно критично для паровых теплообменников, где есть тепловое расширение.

И да, про прокладки из графита — не всегда они лучше паронита. Для агрессивных сред типа сернистой нефти лучше брать спирально-навитые с инконелем. Дороже, но когда меняли на танкере-химовозе, срок службы увеличился втрое.

Ремонтные тонкости

При замене трубных пучков часто сталкиваюсь с тем, что не учитывают состояние распределительных камер. Однажды при капремонте теплообменника на плавбазе 'Восток' оказалось, что камера просела на 3 мм — новый пучок не стал на место. Пришлось фрезеровать по месту.

Сейчас всегда замеряю геометрию корпуса перед заказом нового пучка. И советую заказчикам оставлять запас по длине труб ±5 мм — проще подрезать, чем наращивать.

Кстати, про развальцовку — если делать ее в два приема с промежуточным отжигом, ресурс соединения увеличивается. Проверяли на теплообменниках для СПГ-танкеров: где развальцовывали за один проход — через 5 лет появились микротрещины, где в два этапа — до сих пор работают.

Экономика против надежности

Часто заказчики просят 'удешевить' за счет уменьшения запаса по поверхности теплообмена. Объясняю на примере: для охладителя масла ГД уменьшили площадь на 12% — летом при +30°C за бортом температура масла стала критической. Пришлось ставить дополнительный теплообменник — вышло дороже изначального варианта.

В ООО Дандун Восточный морской завод теперь всегда считаем три режима: номинальный, пиковый и аварийный. И закладываем запас хотя бы 15% по максимальной нагрузке. Даже если в техзадании его нет.

И последнее: не экономьте на опорах! Видел случаи, когда тяжелый кожухотрубный теплообменник из нержавеющей стали ставили на обычные стальные кронштейны без антивибрационных прокладок. Через год — усталостные трещины в зоне креплений. Лучше сразу закладывать литые опоры с демпферами — дороже на 5-7%, но избежите проблем с ремонтами.

Про материалы и реальные сроки службы

Сравнивал как-то теплообменники из 321 и 316Ti нержавейки в одинаковых условиях на балкерах. Через 7 лет вскрыли — в первом случае межкристаллитная коррозия по сварным швам, во втором — только точечные поражения. Вывод: для постоянной работы с морской водой лучше переплатить за титаностабилизированную сталь.

Кстати, про чистку — если использовать гидроабразивный метод для нержавейки, потом обязательно нужно пассивировать поверхность. Иначе в микроцарапинах начинается щелевая коррозия. Проверено на практике: где чистили без последующей химической обработки — через 2-3 цикла пошли течи.

Сейчас для теплообменников в системах охлаждения забортной водой рекомендуем раз в год делать ультразвуковой контроль трубных решеток. Особенно в зонах возле перегородок — там всегда повышенная эрозия. Лучше вовремя подвальцевать, чем менять весь пучок.