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浅诉管壳式换热器的原理及零部件形式和失效措施

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浅诉管壳式换热器的原理及零部件形式和失效措施

发布日期:2020-06-03 作者: 点击:

管壳式换热器是一种传统的、应用广泛的热交换设备。由于它结构坚固,且能选用多种材料制造,故适应性极强。管壳式换热器广泛应用于各个行业,在水泥生产企业常用作设备稀油站的油冷却器,用作车辆发动机油冷却器等。

长期以来,钢制管壳式换热器以其结构坚固、可靠性高、适应性强和选材广等优点在换热器的生产和使用数量上一直占主导地位。随着强化传热等技术的发展,管壳式换热器在制造技术和传热性能上也不断提高。然而,由于结构的复杂性和使用工况的多样性,也常常出现换热器的局部失效甚至整体报废。

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管壳式换热器的主要零部件包括:筒体、封头、 管束、管板、折流板、接管、法兰等,在不同的工况和介质环境下,可能会发生多种形式的失效。从结构上分析,易发生失效的部位是各构件间的连接处,如管子和管板的连接处,从受力角度分析,在结构的曲面不连续,尤其是应力突变处往往由于存在附加应力而引起失效,如筒体和管板的焊缝处;从使用工况分析,由于高温高压而引起热应力或附加应力、工作介质具有腐蚀性、频繁地开停机而引起换热管的流体诱导振动等,都会造成筒体、换热管甚至整机失效。

换热器操作一段时间后,如果管壁结垢严重,则传热能力下降,换热介质出口温度达不到设计工艺 参数要求,污垢将管内径变小,流速相应增大,压力损失增加。这时,可通过检查流量、压力和温度等操作记录来判定结垢情况。

换热介质、污垢等作用都会使换热器壳体和管子内、外表面产生腐蚀磨损。对壳体通常使用测厚 仪,从外部测定和估计会产生腐蚀、减薄的壳体部位。 

管子中部由于腐蚀、诱导振动等原因发生破裂 管端由于腐蚀、疲劳破坏等原因使管子与管板的连 接处泄漏。可通过流体取样,来检查管束的泄漏和 破坏情况。 

由以上分析可见,管壳式换热器的失效与材料 结构、换热介质及工况等多种因素有关,有时是几种 因素共同作用的结果。因此,在换热器的选材、设计、制造、装配和使用过程中要综合考虑各种影响因素,以防患于未然。






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关键词:管壳式换热器,热交换设备

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