換熱器的多種失效形式

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、法蘭及膨脹節(jié)等，主要的失效形式包括管束失效、管子與管板的連接失效、筒體失效等。

管束失效

1、管束震動失效

為了強(qiáng)化殼程傳熱和減小結(jié)垢，常采用提高殼程流體流速的方法。然而，殼程流體流速的提高往往導(dǎo)致管束的誘導(dǎo)振動，從而管子會發(fā)生碰撞破壞、折流板處管子切開、疲勞失效等情況。

2、管束腐蝕和磨蝕失效

換熱器的失效大多數(shù)是由腐蝕引起的。常見的腐蝕部位是換熱管，然后依次是管板、換熱器封 頭及小直徑的接管。管束腐蝕和磨蝕失效的主要原因有：污垢腐蝕、介質(zhì)腐蝕、管內(nèi)流速過大而發(fā)生磨蝕、電腐蝕和管端發(fā)生縫隙腐蝕等。

3、傳熱能力下降

在換熱器運行過程中，由于工作介質(zhì)的硬度較高，或流體中含有顆粒物、懸浮物，冷卻水中有藻類、細(xì)菌、泥沙等都會導(dǎo)致管束內(nèi)、外壁嚴(yán)重結(jié)垢。隨著污垢層的增厚，傳熱熱阻很快增大，嚴(yán)重時污垢將會使工作介質(zhì)流道阻塞，從而導(dǎo)致?lián)Q熱能力迅速降低。

4、管束泄漏

在換熱介質(zhì)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、間隙腐蝕或碰撞、磨損等情況下，管子上將產(chǎn)生微觀裂紋，如果存在高拉應(yīng)力或交變應(yīng)力，裂紋會迅速擴(kuò)展而發(fā)生泄漏。

管子與管板的連接失效

根據(jù)換熱器的使用工況不同，管子與管板的連 接接頭形式可分為焊接、脹接和脹焊并用三種。接頭形式不同，失效形式也各異。

焊接時存在的主要問題有：產(chǎn)生焊接缺陷如燒穿或未焊透；焊接接頭處產(chǎn)生熱應(yīng)力導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕；管子與管板孔之間存在間隙可能引起縫隙腐蝕；焊接不銹鋼材料時在熱影響區(qū)造成金相組織的改變導(dǎo)致耐蝕性驟降。

對于脹接接頭，在脹接過程中存在殘余應(yīng)力，接頭處可能在具備發(fā)生應(yīng)力腐蝕的溫度和介質(zhì)條件很快就因應(yīng)力腐蝕而失效；"脹接連接的抗拉脫力偏低，特別是當(dāng)使用溫度高于300度時，材料的蠕變會使擠壓殘余應(yīng)力逐漸消失，連接可靠性難以保證。

脹焊并用實現(xiàn)了焊接和脹接的優(yōu)勢互補(bǔ)，具備抗反復(fù)熱沖擊及熱腐蝕、提高接頭的抗疲勞性能和消除間隙腐蝕等優(yōu)點。但是，脹焊并用時操作要求高，一般用于操作條件比較苛刻的場合。