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環境下,可能會發生多種形式的失效。從結構上分析,易發生失效的部位是各構件間的連接處,如管子和管板的連接處;從受力角度分析,在結構的曲面不連續,尤其是應力突變處往往由于存在附加應力而引起失效,如筒體和管板的焊縫處。
管束泄漏在換熱介質腐蝕、應力腐蝕、間隙腐蝕或碰撞、磨損等情況下,管子上將產生微觀裂紋,如果存在高拉應力或交變應力,裂紋會迅速擴展而發生泄漏。此時,現場常用堵管的辦法作為一種應急修復措施。實際上堵管后由于增大了溫差應力,從而加快了自身的應力腐蝕,因而管子很快會發生更嚴重的破壞,以至造成管束整體報廢。預防管束泄漏的方法應從選材、防腐、防損傷、減小拉應力和防止振動等方面考慮。
傳熱能力下降在換熱器運行過程中,由于工作介質的硬度較高,或流體中含有顆粒物、懸浮物,都會導致管束內、外壁嚴重結垢。隨著污垢層的增厚,傳熱熱阻很快增大,嚴重時污垢將會使工作介質流道阻塞,從而導致換熱能力迅速降低。預防的方法是:①充分掌握易污部位、致污物質及污垢程度,進行定期檢查;②當流體很容易結垢時,必須采用容易檢查、拆卸和清理的設備或結構;
管殼式換熱器典型的失效形式及預防措施腐蝕是管殼式換熱器主要失效形式。除了換熱介質本身的酸堿性具有腐蝕性之外,工作介質的腐蝕性,以及殼體或管子存在拉應力,管子與管板之間存在縫隙等都會加速腐蝕,進而引起換熱器失效預防措施主要有:減小縫隙,選擇耐蝕材料,提高焊縫質量,定期清洗,流體中加人緩蝕劑,控制系統的溫度波動,減少法蘭連接。