淺訴管殼式換熱器的原理及零部件形式和失效措施

管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)的、應(yīng)用廣泛的熱交換設(shè)備。由于它結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，且能選用多種材料制造，故適應(yīng)性極強(qiáng)。管殼式換熱器廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，在水泥生產(chǎn)企業(yè)常用作設(shè)備稀油站的油冷卻器，用作車輛發(fā)動機(jī)油冷卻器等。

長期以來，鋼制管殼式換熱器以其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)和選材廣等優(yōu)點(diǎn)在換熱器的生產(chǎn)和使用數(shù)量上一直占主導(dǎo)地位。隨著強(qiáng)化傳熱等技術(shù)的發(fā)展，管殼式換熱器在制造技術(shù)和傳熱性能上也不斷提高。然而，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和使用工況的多樣性，也常常出現(xiàn)換熱器的局部失效甚至整體報(bào)廢。

管殼式換熱器的主要零部件包括:筒體、封頭、 管束、管板、折流板、接管、法蘭等，在不同的工況和介質(zhì)環(huán)境下，可能會發(fā)生多種形式的失效。從結(jié)構(gòu)上分析，易發(fā)生失效的部位是各構(gòu)件間的連接處，如管子和管板的連接處，從受力角度分析，在結(jié)構(gòu)的曲面不連續(xù)，尤其是應(yīng)力突變處往往由于存在附加應(yīng)力而引起失效，如筒體和管板的焊縫處;從使用工況分析，由于高溫高壓而引起熱應(yīng)力或附加應(yīng)力、工作介質(zhì)具有腐蝕性、頻繁地開停機(jī)而引起換熱管的流體誘導(dǎo)振動等，都會造成筒體、換熱管甚至整機(jī)失效。

換熱器操作一段時間后，如果管壁結(jié)垢嚴(yán)重，則傳熱能力下降，換熱介質(zhì)出口溫度達(dá)不到設(shè)計(jì)工藝 參數(shù)要求，污垢將管內(nèi)徑變小，流速相應(yīng)增大，壓力損失增加。這時，可通過檢查流量、壓力和溫度等操作記錄來判定結(jié)垢情況。

換熱介質(zhì)、污垢等作用都會使換熱器殼體和管子內(nèi)、外表面產(chǎn)生腐蝕磨損。對殼體通常使用測厚 儀，從外部測定和估計(jì)會產(chǎn)生腐蝕、減薄的殼體部位。 

管子中部由于腐蝕、誘導(dǎo)振動等原因發(fā)生破裂 管端由于腐蝕、疲勞破壞等原因使管子與管板的連 接處泄漏?？赏ㄟ^流體取樣，來檢查管束的泄漏和 破壞情況。 

由以上分析可見，管殼式換熱器的失效與材料 結(jié)構(gòu)、換熱介質(zhì)及工況等多種因素有關(guān)，有時是幾種 因素共同作用的結(jié)果。因此，在換熱器的選材、設(shè)計(jì)、制造、裝配和使用過程中要綜合考慮各種影響因素，以防患于未然。