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。對其結構進行了分析，認為在結構表面，特別是在應力突變處，如管子與管板連接處；從受力角度來看，結構表面不連續(xù)，特別是應力突變處，常因產(chǎn)生附加應力而導致失效，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)生熱應力或附加應力、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振動等，都會導致筒體、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在流體進口處設置過濾裝置、緩沖結構等；

2熱傳導能力降低。

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)、外壁嚴重結垢。隨著污垢層的增厚，傳熱阻迅速增大，嚴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流體很容易結垢時，必須采用便于檢查、拆卸、清理的設備或結構；

第三個管束泄漏。

管件在換熱介質(zhì)腐蝕、應力腐蝕、間隙腐蝕、碰撞、磨損等條件下，都會產(chǎn)生微裂紋，如果存在高拉應力或交變應力，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急修補措施。事實上，堵管后由于增加的溫差應力，使其本身的應力腐蝕加速，使管道發(fā)生更嚴重的破壞，從而導致管道整體報廢。防止管束泄漏的方法應從材料選擇、抗腐蝕、抗損傷、降低拉伸應力、防止振動等方面進行。工作時一旦發(fā)現(xiàn)管束泄漏，應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構是一種伸出一定長度的角形焊接結構，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行改進，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。