管殼式換熱器是化工領(lǐng)域中復(fù)用換熱設(shè)備之一，具有重要意義，應(yīng)用十分廣泛。但由于商品時(shí)代物質(zhì)化特征的影響，使得換熱器會(huì)因材料的選擇、加工制造不合理、使用不當(dāng)?shù)戎T多因素的影響，導(dǎo)致?lián)Q熱器失效的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。熱交換器的失效，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，因此，對(duì)其失效的原因、形式和處理方法進(jìn)行分析十分重要。本文通過(guò)對(duì)管殼式換熱器在工程實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，找出了管殼式換熱器容易失效的敏感部位，并通過(guò)對(duì)其失效形式、特點(diǎn)的分析，闡述了管殼式換熱器失效形式。

熱交換器常見(jiàn)故障形式。

靈敏度高：換熱器管板與熱交換器的連接處。

換熱器管板與換熱管的連接處會(huì)出現(xiàn)幾何形狀的突變，再加上一些外部因素如：管板與換熱管連接不當(dāng)、焊后處理不及時(shí)、兩者之間存在的溫差應(yīng)力、板管和換熱管所選擇的材料之間存在的差異性等，都會(huì)成為管板和管板連接處存在的缺陷(焊接部位出現(xiàn)氣孔、焊管等雜質(zhì))的原因。當(dāng)殼程流體腐蝕性影響及誘導(dǎo)振動(dòng)時(shí)，會(huì)使換熱管與管板連接處產(chǎn)生振動(dòng)疲勞破壞、接縫腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。這兩種情況相互交錯(cuò)，在一起就會(huì)進(jìn)一步破壞連接處，加速破壞速度，降低連接處的壽命。

敏感點(diǎn)二：折流板與換熱管配合使用造成損壞。

為使換熱管的熱膨脹量能被充分吸收和利用，且加工制造方便，通常在換熱管與折流板的配合下，在使用時(shí)會(huì)留下一定程度的間隙。長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，由于殼體流體的沖擊，配合處的縫隙將不斷增大，使折流板連續(xù)切割換熱管，在折流板的切割作用下設(shè)備不僅會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)噪聲，還會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管的泄漏失效。與此同時(shí)，配合處縫隙的不斷增大，促使殼程流體內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程更加復(fù)雜，對(duì)換熱器的傳熱效率產(chǎn)生了重要影響。

熱交換器敏感部位：換熱器外殼、管板連接處損壞。

熱交換器在使用過(guò)程中，熱交換器殼體和管板長(zhǎng)期承受較大的壓力荷載和溫度應(yīng)力。在換熱器的殼體、管板連接處產(chǎn)生局部應(yīng)力。對(duì)產(chǎn)生局部應(yīng)力的原因如下：(1)熱交換器外殼所受的溫度很高，徑向變形很大。與管板相反，不僅受力溫度低，變形量小，而且由于管板厚度大，對(duì)與之相連的熱交換器殼體具有較大的抗變形剛度，因而受其約束。(2)由于換熱器外殼受到限制，使得高溫載荷下的徑向膨脹也受到一定的限制。斷裂損傷的發(fā)生，加上其它因素的影響是很大的?？偟膩?lái)說(shuō)，造成上述結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力的主要因素是：換熱器殼體與管板之間的溫度分布不均，且存在有較大剛度這一特點(diǎn)。因此，在日常運(yùn)行中，可根據(jù)實(shí)際需要，在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)剛度要求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)減薄管板厚度。

敏感點(diǎn)四：u形彎管。

在不銹鋼管束的使用中，u型管本身的形貌特征決定了其塑性變形，用它時(shí)會(huì)產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。造成這種應(yīng)力的原因是兩個(gè)直管段不均勻的熱變形產(chǎn)生溫差應(yīng)力，并相互疊加，導(dǎo)致彎管處產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于有腐蝕介質(zhì)的參與，加上換熱器工作過(guò)程中產(chǎn)生的扭曲振動(dòng)和彎曲振動(dòng)，極易造成彎管部位的疲勞腐蝕破壞，影響極大。

五敏感部位：小浮頭墊片有泄漏。

溫度差的存在是造成小浮頭墊片內(nèi)漏的主要原因。小浮頭墊片在使用過(guò)程中，由于溫差應(yīng)力的存在，減小了螺栓的預(yù)緊力，同時(shí)小浮頭墊片本身不能自緊閉，導(dǎo)致其使用失效?？傊?，引起小浮頭墊片泄漏的主要原因是，在預(yù)緊過(guò)程和溫差應(yīng)力的作用下，存在殘余應(yīng)力。