管殼換熱器工作原理。

管殼式換熱器的主要部件有：筒體、封頭、管束、管板、折流板、接管、法蘭等，在不同的工作條件和介質(zhì)環(huán)境下，會出現(xiàn)各種形式的故障。對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，認(rèn)為在結(jié)構(gòu)表面，特別是在應(yīng)力突變處，如管子與管板連接處；從受力角度來看，結(jié)構(gòu)表面不連續(xù)，特別是應(yīng)力突變處，常因產(chǎn)生附加應(yīng)力而導(dǎo)致失效，如筒體與管板的焊接處，從使用工況分析，由于高溫高壓而產(chǎn)生熱應(yīng)力或附加應(yīng)力、工作介質(zhì)具有腐蝕性、頻繁地開停機引起換熱管的流體誘導(dǎo)振動等，都會導(dǎo)致筒體、管板甚至整機失效。

二、管殼式換熱器產(chǎn)生的原因。

管束的腐蝕和磨損失效。

熱交換器的失效原因主要是腐蝕。腐蝕部位以換熱管為主，其次為管板、熱交換器封頭、小徑接管。

管束腐蝕磨損失效的主要原因是：

①污染腐蝕；

②液體具有腐蝕性；

③由于異物在管內(nèi)壁的積聚，發(fā)生局部腐蝕；

④管端出現(xiàn)縫隙腐蝕。

防范措施包括：

①定期清洗管束；

②合理選材；

③向液體中添加緩蝕劑；

④在流體進(jìn)口處設(shè)置過濾裝置、緩沖結(jié)構(gòu)等；

2熱傳導(dǎo)能力降低。

換熱過程中，由于工質(zhì)硬度較高，或流體中含有顆粒、懸浮物等，均會引起管束內(nèi)、外壁嚴(yán)重結(jié)垢。隨著污垢層的增厚，傳熱阻迅速增大，嚴(yán)重時污垢會阻塞工質(zhì)流道，造成傳熱能力急劇下降。

防范措施：

①全面掌握易污染的部位、致污物質(zhì)及污垢程度，定期檢查；

②流體很容易結(jié)垢時，必須采用便于檢查、拆卸、清理的設(shè)備或結(jié)構(gòu)；

第三個管束泄漏。

管件在換熱介質(zhì)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、間隙腐蝕、碰撞、磨損等條件下，都會產(chǎn)生微裂紋，如果存在高拉應(yīng)力或交變應(yīng)力，裂紋會迅速擴展，從而發(fā)生泄漏。這時，現(xiàn)場常用堵管方法作為一種應(yīng)急修補措施。事實上，堵管后由于增加的溫差應(yīng)力，使其本身的應(yīng)力腐蝕加速，使管道發(fā)生更嚴(yán)重的破壞，從而導(dǎo)致管道整體報廢。防止管束泄漏的方法應(yīng)從材料選擇、抗腐蝕、抗損傷、降低拉伸應(yīng)力、防止振動等方面進(jìn)行。工作時一旦發(fā)現(xiàn)管束泄漏，應(yīng)盡可能地將管道拆卸更換，避免堵管。

4管束管板連接失效。

管束與管板連接形式根據(jù)其使用條件不同，可分為焊接、脹接、脹接三種類型。連接形式不同，失效形式也不同。本品是按常規(guī)方法焊接的，大修時可改變焊接方式，以增強換熱管與管板間的焊縫強度。

①將單面焊改為雙面焊；

②變管板與管束前端的平齊焊結(jié)構(gòu)是一種伸出一定長度的角形焊接結(jié)構(gòu)，制造專用的工具將管束與管板從平放位置轉(zhuǎn)換為立放狀態(tài)，將管束與管束的垂直焊接形式分開，并將其與管束的垂直焊接形式分開。

采用以上兩種方法對焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)，收到較好的效果。管身的失效殼體與管束的工作環(huán)境基本相同，因此殼體的失效形式、預(yù)防措施可以參照管束。

銹蝕是管殼式換熱器的主要失效形式。除換熱介質(zhì)本身的酸堿、工質(zhì)的腐蝕性外，以及殼體或管道有拉應(yīng)力，管與管板之間有間隙等都會加速腐蝕，從而使換熱器失效預(yù)防措施主要有：減小縫隙，選擇耐蝕材料，提高焊縫質(zhì)量，控制系統(tǒng)溫度波動，減少法蘭連接。