３２ 川 化 ２０１１年第１期 合成气压缩机一段后冷却器管束断裂原因分析 生产部 张贵春，谢骅，李坤 １设备基本情况 卧式安装。 化肥厂引进装置的合成气压缩机一段后冷却 设备结构如图１所示，主体材料及规格见表 器（１７０一ｃ）为ｕ型管式换热器，换热面￣，９＇，２６３ｍ ， １，相关工艺参数见表２。 图１冷却器结构简图 表１ 冷却器主体材料及规格 表２冷却器相关工艺参数 泄漏，随即系统停车检查，发现有１根换热管在管 板处（管子与管板的连接形式为强度焊加贴胀） 发生断裂，对该换热器管束修复后作备用。２００７ 年２月该管束再次投入运行，至２００９年４月再次 发生泄漏，监护运行至５月系统停车大修，检查后 发现１根换热管在折流板处发生断裂。 ２管束检查情况 ２．１宏观检查 换热管发生断裂的部位分别在管板孔和折流 该冷却器于２００６年１月投入运行，运行期间 板管孔处，且换热管断口都较平直，无明显塑性变 的负荷一般在５５％～１００％，设备运行初期工艺 形，同时换热管外壁粗糙并有点状凹坑，通过显微 状况较稳定，但ｌＯ多天后就发现管程介质向壳程 观察，凹坑深度达０．１５ ｍｍ左右。 ２０１１年第１期 川 化 ３３ ２．２化学成分分析 准要求。 将断裂的换热管取样进行化学成分分析，结 ２．３力学性能试验 果为：碳０．１ ７６％、硅０．１ ８４％、锰０．５５２％、磷 对发生断裂的换热管取样进行力学性能试 ０．０１８ ｌ％、硫０．０１３％，符合ＧＢ／Ｔ９９４８－－１９８８标 验，结果见表３。 表３ １７０一Ｃ换热管力学性能试验结果 注：拉力试验标准为ＧＢ／Ｔ２２８－－２００２，压扁试验标准为ＧＢ／Ｔ２４６－－１９９７，扩口试验标准为ＧＢ／Ｔ２４２－－１９９７。 ２．４显微组织观察 无超温、超压及其他异常工艺情况出现，设备在出 对２００９年断裂的换热管断口取金相试样，发 现故障时先是发现有泄漏，然后表现为段间压力 现断口处有疲劳裂纹，裂纹起源于管外表面的凹 突然下降，可以判定是由于泄漏量在短时间内突 坑处，裂纹主要是穿晶向管内扩展（见图２）。 然增大造成的。 外表面 纹 断［ｊ 图２断口显微组织图（放大倍数１００Ｘ） 图３换热管不正常微观组织图 显微观察的结果还发现，换热管组织为‘‘铁 素体＋珠光体”，呈带状分布，属不正常组织（见 图３）。而该换热管交货时的状态应为正火状态， 不应出现带状组织。截取一段该换热管重新正火 热处理（９ｏｏ℃）后制样观察，带状组织消除，组织 为“铁素体＋珠光体”，晶粒细小，组织正常（见图 ４）。这充分说明该换热管冷拔成形后，未经正火 热处理或虽经热处理但未达到预期效果。 图４换热管正常微观组织图 ３原因分析 根据以上分析，虽然材料的化学成分和机械 性能测试满足要求，但对于疲劳破坏来说，材料在 对冷却器管束断裂原因从宏观、微观、工艺状 交变载荷作用下尤其在高频率交变载荷的作用 况３方面进行了如下分析。 下，断裂的应力值远小于材料的抗拉强度 ，还 （１）宏观检查结果显示，２次断裂的换热管 常常小于静载下的屈服强度ｏｒ。，且破坏只可能在 断口都较平齐，且未见明显的塑性变形，即从宏观 有使材料分离扯开的交变拉伸和交变切应力的情 上初步判断材料为脆性断裂。 况下出现，裂纹往往起源于高应力区或有缺陷的 （２）换热管的微观组织观察显示，裂纹起源 部位。所以我们认为，换热管的断裂性质符合疲 于材料表面的点状缺陷（凹坑），凹坑是裂纹的发 劳断裂的特性，其交变应力来自设备运行过程中 源地，断裂部位在管板和折流板处，是因为这些部 介质流动导致的换热管震动以及管板、折流板对 位对换热管有约束作用，会产生较大的应力集中。 换热管的约束；同时，换热管外表面存在的凹坑使 （３）工艺状况分析表明，该设备在操作中并 局部应力集中，凹坑底部越尖锐，（下转第４４页） 川 化 主体是人，客体也是人，管理的动力和最终目标还 是人。在企业管理过程中，人的行为贯穿企业生 产的每一个环节，因此企业在加强劳动纪律管理 的同时，要充分考虑职工的实际困难，将制度管理 与情感管理有机结合，做到制度无情人有情，认真 解决倒班双职工因“碰班”家中子女无人照看以 ２０１１年第１期 勇于解决公司管理难点、坚持公平正义和强化执 行力的典范。也就是从思想观念的转变和典范的 树立两方面下功夫，消除劳纪管理上长期存在的 不良现象，从根本上改变劳动纪律涣散的局面。 ２．６ 充分发挥管理者的多角色作用 在平时工作中，企业的管理者不但要在劳动 纪律方面起好模范带头作用，还应该时常下到基 层与基层员工谈心、交心，充分与员工沟通思想， 及单身职工业余生活单调等问题，切实消除职工 的后顾之忧，改善职工的物质、精神文化生活条 件，营造栓心留人、积极向上的良好环境。 ２．４让激励成为劳动纪律管理制度的主基调 有句管理格言是这样说的：“效率是激励出 来的，好的员工是表扬出来的。”因此，企业在制 度设计时应让激励的成分比惩处的成分高，让员 工明白劳动纪律管理的目的不是为了罚款、扣奖 金，而是一种管理手段，重要的是激励，激励是劳 动纪律管理制度的主基调。劳动纪律管理真正的 目的是为了提高员工的工作效率、提高企业的经 主动关心员工，找到制约劳动纪律管理制度落实 的瓶颈，用真诚和善意打动员工，消除员工在劳动 纪律管理问题上的对立情绪，从而促进企业走向 和谐发展的道路。 ３结束语 济效益和市场竞争力，为员工创造更有前景的发 展空间，让员工真正成为企业管理的主人。 ２．５转变观念、树立典范 人力资源管理结合公司的近期和中长期规 划，通过完善制度、宣贯学习、监督检查，逐级落 实，迅速提升了公司的劳动纪律管理水平，使公司 的劳动纪律管理状况发生了根本性的转变。但同 时我们也认识到，公司在劳动纪律管理方面还有 很多工作要做，只有常抓不懈，并根据企业各阶段 的实际情况对劳动纪律管理制度适时修订和完 善，才能确保公司劳动纪律管理制度真正落到实 处，才能有效发挥劳动纪律管理在企业管理中的 作用。 （收稿日期２０１０—０６—１３） 企业要强化全局利益与局部利益、个人利益 与企业利益关系的教育，进一步增强员工的主人 翁意识，转变员工遵守劳动纪律的思想观念，由强 制要我遵守劳动纪律转变为我要自觉遵守劳动纪 律，自觉维护生产的正常秩序；同时，在公司树立 （上接第３３页）应力集中越严重，这些表面缺陷 组不锈钢防震条，将每一根钢条分别插入换热管 也导致换热管强度降低，从而使之成为裂纹的发 源地，而换热管表面点状缺陷的产生有制造质量 和使用中介质腐蚀两方面的原因。 ４修理方法和改进措施 ４．１堵管 管间，并将每根钢条连接和固定。对管束采取的 防震措施，减小或消除了换热管在运行中产生的 震动，从而避免了换热管运行中发生疲劳断裂，延 长了管束的运行寿命。 ５结束语 对已断裂的换热管采用常规的堵管、点焊方 在找出设备出现问题的原因后，通过采取上 述２条处理措施使该换热器的运行状况得到了明 式进行了处理，处理后的壳程在１．０ ＭＰａ下水压 试验合格。 ４．２采用防震措施 显改善。可见，在对不同结构换热器的设计中，如 果对核心部件——管束采用相应的防震结构，可 有效保障设备的正常运行，对减少或避免因震动 引起的设备故障是行之有效的。 （收稿日期２０１０一ｌＯ一１２） 消除换热管运行过程中的震动可使构件免受 疲劳载荷，是避免产生疲劳破坏的有效措施之一。 目前避免换热管在运行过程中因震动而导致破坏 的手段较多，主要是在设计结构方面进行改进。 就该换热器而言，我们在换热管管柬尾端安装一