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管壳式换热器管—管板的连接及失效形式

 在石化和化工设备中的换热器系统中， 管壳式换热器以其结构坚固、可靠性高、适应性强等优点在化工生产和使用中一直占主导地位。但由于其结构的复杂性和使用条件的多样性， 换热器常出现多种形式的失效。从结构上分析， 管束与管板连接处较容易发生失效； 从使用工艺参数分析， 腐蚀应力、温差应力、管束的振荡等均会造成换热器的局部或整体失效。

   1.管子与管板的连接形式

    管子与管板的连接处应保证良好的紧密性， 防止发生连接处泄漏，造成热量与产品的损失，甚至危及人身与设备的安全； 同时应保证能承受一定的轴向力， 避免管子从管板中脱出。管子与管板传统的连接方法是胀接、焊接和胀焊并用。

   １．１ 胀接

   １．１．１ 机械滚胀法

    使用机械滚胀法连接易使换热管产生过胀或欠胀， 换热管内壁易产生加工硬化。带槽孔或翻边的结构 用于抗拉脱能力与密封性要求较高的场合， 不宜在高温下工作。在温差变化作用下， 胀接处管子的残余应力逐渐消失， 从而降低了密封性与抗拉脱能力， 使换热管与管板的连接失效。其优点是胀接结构比较简单， 便于更换与修补管子， 一般适用条件为压力≤４ ＭＰａ， 温度≤３００ ℃。

   １．１．２ 液压胀接

    液压胀接时应力分布较均匀， 具有生产率高、劳动强度低、密封性能

好等特点。液压胀接对管孔及开槽的精度要求特别严格。

   １．１．３ 胀管

    利用时的径向力使管子胀紧， 同时利用时的轴向力将残渣抛出管外。

   １．２ 焊接

   焊接法加工简便， 连接强度好， 在高温高压时也能保证连接处的紧密性与抗拉脱能力。当连接处焊接之后，管子与管板中存在的残余热应力与应力集中，可能引起应力腐蚀与疲劳损坏，使管子与管板连接处失效泄漏。因此施焊时需打磨管端， 清理焊接区域的污物，以防止节点污染。

一、缠绕螺旋管换热器的优势

1、首先，由于管程做成了螺旋管，各种温差应力的问题就不存在了。

2、大家可以把螺旋管想象成弹簧，弹簧在两端固定的情况下，受到应力的时候可以自动改变螺旋之间的距离或者螺旋的直径，使应力受到补偿。因此螺旋管换热器两侧的温差可以做到非常大。另外由于应力结构合理，即使管内压力非常高，但是作用在管壁上的分量却不高，导致反应器可以耐受更高的压力。

3、其次，由于管子是螺旋管排布，因此这种结构非常紧凑，整个换热器内部密密麻麻的都是管子。这种换热器每立方米的换热面积可以达到100以上。

4、另外就是流体在螺旋管内流动的时候，由于管子蜿蜒曲折，在管子内流体的方向时常发生变化，可以形成局部的湍流，进一步提高设备的传热系数。所以整体上，缠绕螺旋管换热器还是一种传热强化设备，可以在更小的体积内达到非常高的换热量。此外由于管子螺旋缠绕，管子长度可以到几百米，可以使用更长的换热器，同时有利于换热器的大型化。

1.管壳式换热器长期不清洗。

这个装置由一个多盘管组成。加入一组冷水机，向圆盘上加入散热器，加快风扇空气的流速，提高空气侧的换热效果。由于间隔短，冷水机房间长时间连续使用，局部范围增大，热阻循环时间增大，传热才能减小，冷凝效果好，高压侧压力大，功率损耗越大，冷凝电耗增加6%-8%，压力增大。

2.没有适当的管壳式换热器。

该设备结构改造后，设置不妥当，冷水机冷却效果整体下降，夏季高温，运行压力大，冷水机高压警报频繁，造成频繁清洗，老化程度增大，设备寿命缩短。

因此，的管壳式换热器加上适当的维护，可以将冷凝压力保持相对稳定。