管壳式换热器泄漏原因分析及改进设计A
列管式换热器泄漏原因分析及预防措施
列管式换热器泄漏原因分析及预防措施摘要：针对换热器用途、结构、工作原理做了说明，并对实际生产中换热器的泄漏位置以及产生泄漏的原因做了分析，并对换热器泄漏的处理方法、预防措施、检修过程中的注意事项进行了阐述。
关键词：列管式换热器泄漏原因处理一、前言与其它几种间壁换热器相比，列管式换热器占地空间小、导热面积大、热交换效果好，结构相对较为简单、紧凑、造价便宜，列管式换热器目前被广泛应用于化工生产。
列管式换热器构造主要有壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等部件。
所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。
某化工企业在空分、氨吸收制冷、氨合成等工段有大量列管式换热器使用；该煤化工企业运行过程中经常会发生换热器泄露，发生泄漏后换热介质渗透到蒸汽中或循环水中，造成工艺参数波动不仅影响生产稳定性，而且直接影响主机或其他设备的安全稳定运行，有时候不能及时处理会造成严重的设备损害事故。
总结这些年某煤化工企业换热器故障可以得出，换热器泄露是换热器故障的最为主要的原因之一。
如何从根本上找出换热器泄漏的原因，采取相应的措施，延缓和减少换热器的各种不利因素，在保证换热器正常运行的条件下，加强换热器的换热效果意义重大。
二、换热器泄漏的原因列管式换热器泄漏的表现形式主要分为两类，一类是在换热器管体发生泄漏，另一类在管子端口与管板连接处发生泄漏。
1.管体泄漏1.1 介质冲刷当管子外面介质流动速度过大，管子外壁受汽、水两相流冲刷变薄，发生穿孔或受给水压力而鼓破。
另一种原因是受到蒸汽或疏水的直接冲击。
1.2应力腐蚀应力腐蚀破裂是指拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起的金属或合金的破裂。
其特征是，大部分表面上并未遭破坏，只有一部分细裂纹穿透金属或合金内部。
应力腐蚀破裂能在常用的设计应力范围之内产生。
引起应力腐蚀破裂的重要因素有温度、溶液成分、金属或合金的成分、应力和金属结构。
1.3 管子周期性振动当系统超负荷运行时，通过换热器管子间介质发生周期性变化时，具有一定弹性的管束在介质周期性压力变化下产生振动，当激振力的频率与管束自然振动频率或其倍数相吻合时，将引起管束共振，使振幅大大的增加，导致管子与管板的连接处受到反复作用力造成管束损坏。
探讨管壳式换热器换热失效的原因及应对措施
探讨管壳式换热器换热失效的原因及应对措施管壳式换热器被工业生产广泛应用，它可以单独使用，也可以通过与各类压缩机配合使用来发挥作用。
为满足工艺工况的需要并实现连续稳定的生产，保持良好的管壳式换热器换热效果是相当有必要的。
本文对管壳式换热器换热效果失效的原因进行分析，并根据失效原因提出相应的解决措施。
一、管壳式换热器结构管壳式换热器主要包括管束、管板、外壳、封头以及折流板等部件，通过胀接、焊接、以及胀焊接等方式可以将管束与管板牢牢固定在一起，而与管板连接的是外壳。
封头上装有流体的出、入口，需要进行热质交换时，一种流体可通过管程流进换热器的管内流动，而另外一种流体则通过壳接管流进壳体与管束间隙内流动。
管束的换热面积为管束的表面积，流进换热器的两种流体温差可通过管壁实现换热。
二、换热器失效的原因管壳式换热器结构较为复杂，且使用条件多样，造成多种形式的换热器失效，本文主要从以下两个方面介绍换热器失效的原因：1.换热管与管板连接失效换热管与管板之间的连接可以根据使用条件的不同分为胀接、焊接以及胀焊接，不同的连接方法可能导致不同形式的失效：（1）胀接。
机械胀接可能会导致换热管过胀或欠胀，致使换热管内壁加工硬化，且与管板连接处的应力分布与其整个连接不一致。
若是遇到应力作用或温差变化的情况，细微的加工缺陷都可能使换热管与管板之间的连接失去效用。
并且，要不及时发现机械胀接引起的连接失效，可能导致整个连接都失去效用。
（2）焊接。
焊接接头附近出现组织塑性变形会形成极大的残余应力以及应力集中，可致使管板与换热器连接失效。
（3）胀焊接。
胀焊接集中了胀接与焊接的优势，但其操作要求较高，操作条件也较为严苛，稍有不当就可能导致连接失效。
2.管束失效结垢为管束失效埋下隐患，基础油流动引起管束振动加速了管束的失效，而管束腐蚀及应力腐蚀直接导致管束失去效用。
进入管束内壁的烘烤废气中灰粉以及未燃尽颗粒沉积结垢，污垢热阻使得换热器传热能力下降，致使原料基础油的出口温度不能满足预订需要，为管束失效埋下隐患。
换热器管穿孔泄漏及措施探微
某机械厂的换热器管在利用—段时间后 ， 发生了泄漏失效现象， 换 在对换热器的进 口 水蒸气进行浓缩实验过程中，对其进行分析与判 热器管内为急冷油、 管外为 工艺水。 本文通过存在的腐蚀产物、 工艺水等 断， 在工艺水进行蒸发与产生的后期 ， —些喻陛物质被蒸发掉 ， 并将工艺 含有的化学成分进行分析与检测， 从中可以发现， 影响管孔发生泄漏 失效 水的 汽化现象转化为酸陛物质。 但如果在工艺水中含有的有机物含量严 的主要原因是在工艺水中， —些硫离子以及碳钢的腐蚀性决定并产生的， 重 超 出枥 隹 的范围， 在换热器的—些局 部位置， 也会产生— 些 局部的汽化 在这期间， 水中的一些有害物质就会产生壳程列管处的蒸发 ， 最后 而且 换热器管内部存在的高温现象、 垢层现象等也会产生较大影响， 根 现象 ， 据以Ｅ 对相关雇皂 、 的研究与阐述， ６ ｌ 而使穿孔发生泄漏 现象。 沉淀产生污垢现象自 。 局部的浓缩在产生后期 ， 容易发生的结垢部位 ， 根据 １ ｜ 宏观形貌与腐蚀产物成分分析 确漓 抒 的浓度不 断增加 ， 四氧化三 铁 的保护联冶－ 击穿的形式变化下 ， 也会 换热管孔发生泄漏现象 ， 主要是换热器的外部含有少量的、 开放式 降低电位， 这样不仅式膜的破坏程度增大， 还影响了氧化膜在作用下以 及 的蚀坑 ； 但坑 内 确没有产生明显的 腐蚀物质。 如果对管外的—些附着物刮 使辟 的正常形式。 下保留 并对这些物质进行分析， 可以 发现， 主要含有的化学元素为铁、 增加温度会影响硫化物在酸、 碱管表面的局部浓缩现象， 并增加局部 钠、 氧 磷物质 为了能分析坑底腐蚀的反应 ， 首先 ， 要将坑底剖面进行清 发生酸性腐 蚀以 及碱１ 生 宿蚀， 从而在不断沸腾状态环境下， 管的表面形成 洁、 整理 ， 并保留 住—些细薄的、 紧密的 粘附产物。 对底部的产物进行研究 瘸Ｉ 蚀以及凹坑现象。 如 挨热 器的外部温度不断增加， 垢后的温度也会不 与分析可以 发现， 其中 含有氮、 氧、 钠、 磷、 硫、 铁以 及硅等元素。 在垂直底 断升高， 所以， 换热器底部的管子垢层形成的汽化现象就会大于上部形成 部方向， 含有的 铁元素最高 ， 硫与硅元素几乎没有； 在剖面方向， 含有的 铁 的汽化现象。在垢下工艺水的局部发生汽化后， 部分的碱性介质会挥发， 元素也比较高 ， 磷与氧因素大量缺失； 对坑底部分， 最高的化学元素依旧 ５ Ｉ 而在垢下产生酸性。在这种 下， 垢下的工艺水产生酸性， 原有的硫 为铁 ， 其次为氧 ， 钠与硅元素没有形成。根据对实验过程中存在的结果进 离子就会以硫化氢的形式存在 ， 从而导致电化学的腐蚀现 。 行分析， 在总 体形势 Ｅ 可以看出， 管子＝ 外 部含 有的粉末成分主 要为氧、 铁、 Ｆ ｅ ＋ Ｈ ２ ｓ 冰 溶 ＋ Ｆ ｅ ｓ ＋ Ｈ ２ 硅、 钠等元素。 并没有发现硫元素 ｍ 。 但在窝 蚀坑部分， 黏附的—些产物中 以匕 这种 睛况反映的是硫化氢溶液在反应生成过程 中，对病蚀坑中 含有氧、 铁与硫， 并未发现钉 呒 素。 说朋在腐蚀产物中， 含有的铁与硫物质 的金属基体产生腐蚀， 以腐蚀产物硫化铁溶液水解 ， 并重新生成硫化氢。 在反应形式下容易产生硫化铁。 在该形式下， 腐蚀疏松都堆积在—些浓缩部位， 并形成点蚀 ， 最后 ， 随着点 ２工艺水的检测 蚀行为的不断增加 ， 管热器的穿孔现象就会失效。 在对 蝴 ０ 中， 产生的中性环境使在钢管的表面上形成的四氧化三 ３ ３氢氧化钠浓缩形成腐蚀 铁， 从而 成了一种保护膜 ， 以降低了腐Ｉ 蚀现象 的发生 。但换热 管Ｉ 处出现 氢氧化钠浓缩后容易产生腐蚀现象， 并使决 ； ： 泄漏。 在垢层局部 了明显的腐蚀穿孔现象 ， 根据相关的研 究和判断， 可能是工艺水中 —些局 浓 导 氢氧仳向 中， 可台 睫 由于形成的应Ｉ 力期 ； ， 以产生了腐蚀开裂 部杂质 浓缩使冷水管部位产生酸性与碱性。 因此， 对工艺水的进出口 与外 的现象 ， 即碱脆现象的发生。这期间失效形式是在裂纹的形成下产生的， 出口物质变化进行分析。 首先， 在对工艺水的 Ｐ Ｈ值进行研究与检２ 贝 ４ 过程 并不是在局部的凹坑处存在的腐蚀 变化。 氢氧化钠导致的腐蚀变化是利 中， 第一 ， 要将工艺水放在烧杯中， 然后利用电阻炉对其进行加热 、 蒸发 ， 用沿晶形式发展并创造的， 在底部发生的腐蚀变化主要为沿晶形貌。 但如 最后对产生的Ｐ Ｈ值进行观察、 分析。接着 ， 根据进出口工艺水 的样品蒸 果在腐蚀底部没有出现沿晶的晶粒 ， 氢氧化 发情况进行分析与研究 ，对比工艺水在蒸发之前与蒸发之后的 Ｐ Ｈ值变 蚀 『 。 化， 如果期间产生的 Ｐ Ｈ值大于 ８ ． ４ ， 说明为碱性。如果蒸发 的容量为 ４相关的应对措施 ２ ３ ５ 毫升 ， 并且 Ｐ Ｈ值在 ８ ４ ， 说朋酸与碱呈现中和， 并形成强碱弱酸盐； 如 在换热器进行运行之前 ， 如果发生泄漏现象 ， 而且 ， 在对换热器进行 果在蒸发量剩余的毫升在 ２ ３ ５以下， 并且 Ｐ Ｈ值低于 ８ ４ ， 说明是由强碱 更换期间， 由于条件的不同以及操作温度的不同， 特别在操作期间的温度 弱酸盐现象的蒸发引起的。 在对工艺水中的硫离子元素进行分析过程中， 比较高 ， 将会导致垢层下的温度也不断升高 ， 从而引起局部区域发生汽 首先 ， 利用滴定方法对工艺水中的人 口处进行检测分析 ， 然后根据已经分 化、 产生酸陛介质条件。 针对这 睛况 ， 可以对换热器的温度有效降低， 不 析得出的结果 ， 阐述工艺水中的硫离子。在这种变化形式下， 主要是因为 还要适 当对工艺水 Ｐ Ｈ值进行调节 ， 以 在乙烯稀释液中进行蒸汽含有的硫化氢 ， 要利用氢氧化钠才能对其 中和。 完成换热器的正常运行。 结束 语 因为硫化氢与碱发生反应 ， 并形成硫化钠以及醋酸钠等其他物质 ， 这期 间， 就要根据胺盐种类的加入， 以化合物的形式在水中形成离子， 其中， 是 根据以 匕 对腐蚀产物、 工艺水的研究与检测， 在发生高温隋况、 发生 以硫离子的形式存在的日 ｏ 结垢觏 程中， 工艺水如果发生汽化现象 ， 音 盼 的碱性－ 介质就会在垢后 ３ 因 局湘ｆ 髟 成， 同时， 也 会形成酸陛， Ｉ 勿 质。但在硫离子在酸幽研 湖 下发生了局 ３ ． １原始管子 的缺陷 部表变化， 如果碳钢保护膜被破坏 ， 一些浓缩部位就会出现腐蚀现象 ， 特 原始 的 钢术 才 潞 表现形式 Ｅ 主 要分为宏观的以 及 观 的。 在宏观 别是点蚀造成穿孔。 Ｅ 存在的缺陷， 主要是管子轧制以及在安装过程中实现的， 特别是裂纹缺 参考文献 陷的存在的。 但在对管子进行检查过程中， 并没有发现裂纹缺陷现象。 在 ［ １ 】 于少平， 种玉宝唐 文庆等． 在用换热器铁磁性钢管的远场涡流检 测口 ｌ 管 微观 Ｅ 存在的 缺陷， 主要存在的是微裂 纹以及夹杂两种形式。例如 ： 对凹 道技 术与设 备＿ ２ ０ １ ３ １ ７ － １ ９ ， ３ ２ ． 坑底部的金相形式进行研 究与分析 ， 金相组织含有铁素体以及珠光体的 ｃ ２ １ 王雪 峰 加氢 换热器管束泄漏原因分析及对策 中国 化工装备 ０ １ ３ ＇ １ ５ 少量物质， 它是低碳钢中的—种组织形式。在对它进行分析过程中， 并没 （ ４ ） ３ － ５ － ３ ７ ． 有发现一些杂物缺陷， 就说明管子组织是正常的。对凹坑底部、 管子其他 ［ ３ ］ 高 俊生， 王巍， 刘宝等． 焦化装置分馏塔顶循换热ｌ 器管束腐蚀原 因 分析及 部位中含有的金相组织进行对比 分析发现 ， 对其进行分析并没有产生较 应对措璇叨． 石油化工设备教术２ ０ １ １ ， ３ ２ （ ６ ） ． ＇ ５ ４ － － ５ ６ ， ６ ３ ． 大差异。 如； 晶粒组织没有发生变形 ， 在受外力的影响下， 不仅没有形成较 【 ４ ］ 尤兆宏． 换热器管穿 孔泄漏分析Ⅱ ｌ 化工机 械２ ０ １ １ ￣ ３ ６ － ６ ３ ８ ． 大的凹坑痕迹， 也没有体现出明显的夹杂物质。 翻向宏． 煤 气显热回收器软水热管换热器漏水原因及处理【 Ｉ ｌ 小氮） ￣ ５ ２ ０ １ ６
板壳式换热器泄漏原因分析及改进
收稿日期:2005201206作者简介:时俊杰(19702),男(汉族),宁夏隆德人,工程师,学士,1994年毕业于抚顺石油学院化工机械系,现从事设备管理工作。
文章编号:100027466(2005)0320077202板壳式换热器泄漏原因分析及改进时俊杰,黄卫东(中国石油乌鲁木齐石化分公司炼油厂,新疆乌鲁木齐 830019)摘要:对连续重整装置板壳式换热器泄漏原因进行了分析,认为该换热器失效是氯化物应力腐蚀造成的。
提出了有效的改进措施,对国产板壳式换热器应用具有借鉴意义。
关键词:换热器;泄漏;应力腐蚀;改进中图分类号:TQ 051 文献标识码:B 进料换热器E 2201是连续重整装置中的关键设备之一,其运行状况对于重整反应深度及降低装置能耗至关重要。
因板壳式换热器具有换热效率比普通管壳式换热器换热效率高1～3倍、雷诺数低、介质流道长度短、流道表面光滑、换热器阻力低以及在保证重整反应高氢油比的状况下可降低重整循环压缩机功率等优点,故在2002年,我厂采用国内首次自行研制、设计并制造的第1台大型板壳式换热器作为进料换热器。
该换热器设计材质为SU S321,换热面积为2800m 2,冷流质量流量为72771kg/h ,热流质量流量为73068kg/h ,板程介质为反应物料,壳程介质为含氢油气+原料气,换热器其它主要参数见表1。
表1 板壳式换热器主要参数设计压力/MPa 操作压力/MPa 设计温度/℃操作温度/℃0.51/0.750.33/0.57540/505527/100(壳程进/出)(壳程/板程)(壳程/板程)(壳程/板程)87.3/482.5(板程进/出) 该换热器投用2个月后重整反应产物辛烷值下降,重整反应器出口辛烷值为103.7,而换热器壳程出口辛烷值为93.3,2个取样样品颜色有明显差别。
另外,重整产氢量也有明显下降趋势,表明换热器已出现泄漏。
笔者分析了换热器泄漏的原因,并提出了改进措施。
管壳式换热器失效原因及其预防措施
管壳式换热器失效原因及其预防措施摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，经济在快速发展，社会在不断进步，管壳式换热器作为生产流程的重要换热设备，在海上油田原油处理系统中发挥着重大的作用，并得到了广泛的应用。
由于海上生产条件的特殊性，换热器失效的现象时有发生，换热器的失效，会给原油脱水处理带来难度，还会造成换热介质污染，带来经济损失。
这篇文章主要论述了管壳式换热器常见的失效形式，分析振动、腐蚀以及选材对管壳式换热器的影响，并提出了相应的预防措施。
为管壳式换热器在今后生产过程中的使用提供了参考，也降低了管壳式换热器因失效而带来的经济损失。
关键词：管壳式换热器；失效；腐蚀；预防措施引言缠绕管式换热器具有普通列管式换热器不可替代的诸多优点，大量应用于石油化工领域，故其流体力学性能和热力学性能的研究受到国内外学者的广泛关注。
1硬件设计管壳式换热器腐蚀失效分析优化系统中的硬件包括采集设备、存储设备、处理设备以及输出设备。
其中采集设备用来获取管壳式换热器的腐蚀初始数据，存储设备是将分析优化系统中的相关数据进行存储，而处理数据主要依靠软件程序的控制，执行对应的任务，达到腐蚀失效分析的效果，输出设备是将分析优化系统得到的分析结果进行输出，通过系统硬件的设计形成系统运行的基本支持框架。
2管式换热器常见失效形式（1）换热管与管板的连接处。
由于流体在壳体内会产生诱导振动和腐蚀，在此双重影响下，换热管与管板的连接处便会发生应力腐蚀开裂、缝隙腐蚀和振动疲劳破坏。
（2）换热管与折流板的配合处。
换热管与折流板的配合处在结构设计时通常会留有间隙，使其易加工制造，并且有利于充分吸收换热管的热膨胀量。
由于换热管中的壳程流体会产生冲击作用，在流体冲击力的作用下，此间隙会逐渐增大，从而使得折流板切割换热管，导致巨大的振动噪音和换热管的泄露失效。
（3）管板与壳体连接处。
在设备运行期间，换热器的壳体和管板之间承受着较大的温差应力和压力载荷。
管壳式换热器故障维修方法范本
管壳式换热器故障维修方法范本
管壳式换热器是一种常见的换热设备，它常用于化工、制药、食品等行业。
在使用过程中，可能会出现故障，以下是管壳式换热器故障维修方法的范本：
故障现象：管壳式换热器温度升高，换热效果差。
故障分析：可能是管道堵塞、管壳漏水、管道内壁结垢等原因导致。
维修方法：
1.清洗管道：关闭管道出口，打开管道进口，将清洗液注入管道中，通过压力将管道内的污物冲刷干净，再用清水将管道冲洗干净。
2.检查管壳密封：检查管壳上的密封圈是否完好，如有破损需要更换。
3.清理管道内壁结垢：使用专业的清洗剂和工具清理管道内壁结垢，注意保护管道内壁的表面。
4.更换损坏的部件：如发现管道内的部件损坏，需要及时更换。
5.检查冷却水流量：检查冷却水流量是否正常，如不正常需要调整。
6.定期维护：定期对管壳式换热器进行维护，清洗、检查、更换必要的部件，以确保设备的正常运行。
以上是管壳式换热器故障维修方法的范本，具体维修方法需要根据实际情况进行调整。
在维修过程中，需要注意安全，避免造成人身伤害和设备损坏。
壳管式换热器故障分析与维修
壳管式换热器故障分析与维修摘要：工业产过程中，管壳式换热器应用广泛，具有结构简单，材质多样，操作方便的优点，而生产过程容易出现泄露的故障，所以需要对其进行针对性处理，采取恰当的方式检修故障，提高效率。
本文主要通过对管壳式换热器在实际运作时存在的问题进行细致的分析，找出了其中最容易出现故障的具体部位，并阐述了维修处理管壳式换热器故障的有效方法。
关键词：管壳式换热器；故障分析；维修处理前言：应用换热器的过程中，一般都是表现为热交换效率不高以及整体出现泄露等情况，考虑到其具有广泛的应用性，应该重视具体的解决措施，几乎每套设备中都会出现，因此其数量之大是不言而喻的，随之而来的检修工作量也就非常重。
可管壳式换热器的检修和其它的相比较为简单，主要是依据运行中发生的问题，有针对性的检修与修复。
所以，研究管壳式换热器的故障缘由及维修解决办法，为有关现场维修管理供给参考具有非常重要的作用。
1、管壳式换热器维修处理的必要性就管壳式的换热器来说，其主要功能是将不同介质进行换热，将不同温位能量合理的利用，既满足工艺要求，又达到节约能耗的作用。
然而，由于介质的多样性，其物料杂质也是五花八门，腐蚀原因复杂多变，多种腐蚀机理共同作用，导致其腐蚀破坏，结垢导致换热效率低下，故障频发，检修频繁，都会影响其经济性。
因此，想要确保装置的顺利工作，运行经济高效，确保装置的长、满、优运行，那么处理好管壳式换热器出现的腐蚀和积垢问题，对材质进行合理升级，就是十分值得研究。
2、管壳式换热器故障分析2.1换热器出现泄露故障在换热器运行过程中，出现泄漏主要有以下几个原因。
第一，螺栓松动或者密封垫片损坏容易造成密封面出现泄漏。
第二，因为设备长期的运作，介质对换热器和相关的管道进行长期的冲刷，从而造成设备磨损或者锈蚀的现象，经常采用机械清洗的方法也容易造成管束泄漏。
第三，换热管振动或者温差应力，会造成其之间的焊接处出现了裂缝等情况，最终引起管板泄露，管程介质出现互串。
管壳式换热器故障及维修
管壳式换热器故障及维修摘要：管壳式换热器使用时，常会出现泄漏和堵塞等故障，影响换热效果，因此本文在介绍管壳式换热器型号及结构的前提下，对管壳式换热器故障及维修处理措施进行探究。
关键词：管壳式换热器；故障；维修；处理1管壳式换热器型号及结构1.1U型管式换热器U型管式换热器仅有一块管板，由于其是按照不同的管板进行相应的设计是两端进行，同时固定在同一块板子上的一种换热器，由于其加热壳体与生产管线是分离安置的，因此可以自由伸缩和拉长，能够满足不同工况条件下的需求。
同时由于其不与管壁和管壳等直接连接，在温度差上有一定的差别，其热补偿性能较好，在当前的工业生产中应用较为广泛。
由于其管程式双管程的流程较长，因此在流速较高的地区用于较为普遍，同时在承担能力上表现较为突出，U型管材所组成的换热器，一般在高温情况下使用较为普遍，同时在导热性上效果表现较好。
1.2固定管板式换热器固定管板式换热器，由于其通过与壳体直接相连的焊接方式连接，这样的结构在整体的生产过程中结构较为稳定，并且由于换热器的构造较为简单，在拆卸等方面有一定优势。
由于其与壳体内部的很多排管相连，并且在传热效率上有一定的优势，同时在两侧都可以进行加热，导致其传热效率有一定程度的提升，管程能够分成任意的偶数个来进行加热，使换热器的加热效率最大化，同时由于其与其他形式的换热器相比，不仅在造价方面有一定优势，并且在内部都可以进行简单清洗，在目前的工业生产中应用较为广泛。
1.3浮头式换热器浮头式换热器相较固定板式换热器做了一定程度的改进，尤其是在换热器的缺陷上做出了明显的调整，其在固定方式上一端与管体相连另一端进行自由拆卸，这样的方式能够最大化的进行检修提供的方便，并且在管板上能够进行自由移动，为其加热效率的控制来说有一定的调整性，这一可移动的管板称为浮头。
这类的加热壳体与管束之间的膨胀约束是相对自由的，并且两种介质在温差较大时能够进行一定的热力传导，最大限度保证其不会产生热量的损耗，这种设计为检修和安装清洗等多种工作的开展提供了一定的便利。
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管壳式换热器泄漏原因分析及改进设计思路
摘要：分析管壳式换热器的泄漏现象，提出折流板与铜管之间存在微小间隙，在压缩空气的冲刷下，两者之间频繁的碰撞和摩擦，导致铜管壁破裂泄漏。
文章还提出了在铜管与管板之间增加耐磨的聚四氟乙烯套管，来保护换热铜管的设计思路。
关键词：管壳式换热器；泄漏；分析；改进设计
1 故障现象
压缩空气是卷烟生产企业的必要动力之一，淮阴卷烟厂动力中心站房内安装使用压空设备是4台水冷式BOGE SO340无油螺杆空压机。
设备于2001年投用，状态一直比较平稳，但近期却多次发生冷却器内漏的情况。
其中一台冷却器漏水，由于发现不及时，导致冷却水进入了压缩机腔体，造成Ⅱ级转子抱死的严重情况，由于故障出现的较有规律性，因此对其进行了相关的调查和分析，并提出了一些改进建议，供同行借鉴。
2 泄漏原因调查
(1)冷却器的基本结构及有关参数BOGE SO340无油螺杆空压机为两级压缩，配置的冷却器为两回程管壳式换热器(结构见图1)，冷却水走管程，压缩空气走壳程，换热器主要部件为紫铜管，管径8 mm，壁厚1 mm，共计232根换热管。
冷却器中冷却水进口温度在25—32℃之间(冬夏季有所差异)，出口温度小于38℃，压缩空气出口温度在180—195℃之间，I级压缩出口压力在2 bar左右，Ⅱ级出口压力在7．0—7．5 bar之间。
(2)故障调查
通过对发生泄漏的4台换热器进行检漏，发现泄漏点多分布在换热器上部，即靠近压缩空气进口侧位置(如图1所示)，共计有5处漏点，其中1位置处有2根管有漏点，2位置处有2根管有漏点，3位置处有1根管有漏点。
进一步检查发现，漏点基本都分布在折流板与铜管接触的地方，5处漏点中有3处为局部穿孔泄漏，2处为局部裂纹泄漏，用手对换热铜管施加外力，发现上部的铜管有轻微的松动，铜管与折流板之间有擦痕，下部的铜管无此现象。
3 泄漏原因分析
(1)发生泄漏的部位多发生在冷却器的上部，此处是压缩空气出口与换热器接触的位置。
由于压缩空气的出口温度(180—195℃)较高，因此换热器上部的铜管外壁温度也最高，机组长期运行特别是重载运行的时候，容易造成铜管受热，机械强度下降。
但管壳式换热器的结构形式决定了这种情况是难以克服的。
具体机械强度的影响有多大，难以准确判断，这里只能作定性分析。
笔者认为对于本案例，这只是导致泄漏的一个次要原因。
(2)管壳式换热器在加工工艺中，换热铜管被穿过两头的管板和中间的折流板，然后用机械涨管的方法将铜管与管板固定。
折流板和铜管之间为了穿管方便，一般折流板的孔洞都会留有公差配合，这就使得折流板与铜管之间存在一定的间隙(见图
2)，也就是说折流板和铜管之间实际上是松动的。
当空压机重载运行时，被压缩的高温(180—195℃)高速(查设备手册，压缩空气出口速度在10．6 m／s)空气进入换热器后持续的冲刷铜管，由于铜管两端是固定的，压缩空气的冲击力作用在铜管上，导致铜管受力扰动变形；
当空压机空载运行时，空气进口阀门关闭，没有压缩空气进入冷却器，铜管的受力消失，铜管恢复原状；当空压机频繁加卸载时，铜管就会交替出现受力变形和恢复原状的变化过程，这就会引起铜管与折流板之间的不停的碰撞和摩擦。
长时间的刚性碰撞和摩擦导致与折流板接触部位的铜管壁逐渐变薄，从而导致局部穿孔或裂缝，使泄漏现象产生。
因此折流板与铜管之间碰撞、摩擦是造成换热管局部泄漏的主要原因。
4 改进设计思路
通过上面分析，我们知道折流板与铜管接触的地方是受力比较集中的地方，其刚性的碰撞和摩擦是导致泄漏的主要原因，因此解决泄漏问题的关键是降低或避免折流板和铜管之间的刚性接触。
根据上述思路，本文提出在换热铜管与折流板接触的地方增加一层耐摩擦的保护套管的设计思路，一方面可以将折流板与铜管隔离开来(见图3)，减少了金属之间的直接接触，另外由于保护套管为塑性材料，也可以减少铜管和折流板之间的间隙，从而实现保护换热铜管的目的。
在加工工艺上，宜对折流板的孔洞做倒角钝化处理，以减少其棱边对保护套管的摩擦。
在套管材料的选择上，可以考虑用聚四氟乙烯材料，因为其满足了以下一些条件：
(I)具有足够的强度和耐磨性，能够满足正常使用的需要；
(2)能够耐受高温，在冷却水断水的极限情况下，铜管壁温度可能达到200oC，而聚四氟乙烯材料可以在250oC以下温度时保证强度和性能不下降；
(3)成型性好，加工方便。
综匕所述，采用套管保护的方法在技术上是可行的，可作为管壳式换热器的一种改进设计方法加以参考。