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121、气化器过冷段的材料疲劳等预防措施（上）-杜尔装备
文章出处：1,2,3,4,5 发表时间：2020-01-02 15:23:56
气化器过冷段的材料疲劳等预防措施（上）
1.频繁冷热交替工况下材料疲劳、形变（消除应力）措施
气化器在-162℃的进液温度下，根据周围环境温度的变化，气化器的换热管会发生多种相变（液相-气相/混合相-气相）即液相升温段、两相混合段、气相升温段三个阶段。为了减少由于温度变化造成的应力，我司采用如下几种方式：
①过冷段弯管的距离加长，消除应力；
②框架采用6063铝材质或304材质，紧固件采用304不锈钢材质，同时螺栓孔加大；
③进液段采用汇集管能使液态分流合理，不产生偏流；出口段采用“汇集管汇集”取代“弯管对接”，此方式能最大程度降低在气液混合相的沸腾阶段造成的应力，改善以往的制作方式，彻底解决变形甚至拉裂、拉断弯管的现象。
材质的选用世界上低温行业专用及认可的3a21 铝合金材料（牌号3003）作换热管及受压管材料，其低温性能和传热性能极好；采用了200 mm 直径并带内翅片的大间距高效气化换热管，有效改变了介质在管内的流动形式，换热效果极好。前光滑8 翅片 后波纹12翅片的优化流程设计。设备低温状态下整体强度更好，换热布置流程更合理，换热效率大大提高，出口温度符合及超过额定要求。
同时此型号铝材，在运行中无噪音、无污染，是环保节能型材料！
换热选用3a21，其特点如下：3a21为al-mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度不高（稍高于工业纯铝），不能热处理强化，故采用冷加工方法来提高它的力学性能：在退火状态有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件。 3003铝板成形性、溶接性、耐蚀性均良好。
支腿材质采用6063高强度铝材，6063铝特点：主要合金元素为镁与硅，具有加工性能极佳、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性，易于抛光、上色膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤压合金。6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后，表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用于建筑型材、灌溉管材、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。
两种铝材都具备高换热性能，但是综合比较起来，3a21的可塑性强、可焊接性强，适合做主要换热件；6063可塑性不如3a21且强度高，适合做支腿和框架。
以上措施能有效降低过冷段冷热交替工况下的材料疲劳、应力等现象，保证气化器能在设计年限内安全、稳定运行。
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