浅析管壳式换热器故障分析及维修处理

浅析管壳式换热器故障分析及维修处理

彭国平

开封龙宇化工有限公司

摘要：伴随着机械化设备发展水平不断优化，在化工领域内已经开始普及管壳式换热器，能在提升换热效率的基础上，减少故障问题的同时，实现设备维护工作的全面优化。本文简要分析了管壳式换热器故障问题，并集中阐释了具体的维修处理方式，仅供参考。

关键词：管壳式换热器；故障分析；维修处理

前言：管壳式换热器在化工领域是一种重要的换热设备，在工厂中应用非常广泛。但是因为管壳式换热器的选材不同，加工制造不合理，以及使用不当等因素，对其运行造成了严重影响，从而引发故障。所以工作人员要加强对管壳式换热器故障原因进行分析，从而对其进行有效维护，保证企业正常的生产。

1、管壳式换热器的形式与结构

1.1固定管板式换热器

它的两端管板，采取焊接方式和壳体相连来固定。这类换热器的构造简单；且一样的壳体直径内部排管特多，很紧凑；在具备折流板的壳侧流动里，旁路很小，管程能分成任意一个偶数程数。由于两个管板被换热管相互支撑，与其他管壳式换热器相比，不仅造价低而且每根管子内侧都能进行清洗。

1.2浮头式换热器

浮头式换热器针对固定管板式换热器的缺陷在结构上做了改进，两端管板只有一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由移动，该端称为浮头。这类换热器壳体和管束对膨胀是自由的，故当两种介质温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆卸的结构，使管束可以容易地穿入或抽出（也有设计成不可拆的），这样为检修、清洗提供了方便。

1.3U型管式换热器

U型管式换热器仅有一块管板。它是将管子弯成U型，管子两端固定在同一块管板上。由于壳体和管子分开，管束可以自由伸缩，不会因管壁、壳壁之间的温度差而产生热应力，热补偿性能好。管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能好，承压能力强。U型管式换热器，一般使用高温高压的情况下。

1.4填料函式换热器

对于一些腐蚀严重，温差较大而经常要更换管束的冷却器，采用填料函式换热器要比浮头式或固定式换热器优越的多。它是具有浮头式换热器的优点，又克服了固定式换热器的缺点，结构较浮头简单，制造方便，易于检修清洗。填料函式换热器的管板也仅有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封，它的管束也可以自由膨胀，所以也不需要考虑由于管壁、壳壁温度引起的热应力。且管程和壳程都能清洗，加工制造较浮头简便，且造价较低。但由于填料密封处易于泄露，故壳程压力不能过高，也不易于壳程内介质为易挥发、易燃、易爆和有毒介质的场合。

2、管壳式换热器常见故障问题与维修处理

2.1换热器管子泄漏问题与维修处理

换热器管子泄漏是管壳式换热器最常见的故障之一，泄漏一般采用堵管的方法。首先拆开换热器的封头，采用充水、充气或用液氨渗透的方法检查泄漏的管子部位，再加工管子堵头，一般加工成有锥度的楔状堵头，有的是堵后焊接，根据管子在管板上布置的形式，堵后不应焊接，因为焊接时，管子局部受热就容易使周围的管子和管板处也同时受热，从而对管子有一种拉脱的作用，造成周围的列管也松动，在运行中很可能产生泄漏。现在采用的是用手枪式射堵头工具，一次最大可产生10MPa的压力，把堵头打到泄漏的管子上，待有机会可把堵头拿下时再更换新的管子。所以在堵管时，一定要选好材质，原则上堵头应和管子的材质相同，以防产生电化学反应。

2.2换热器的腐蚀问题与维修处理

换热器的防腐蚀维护工作做的不好就会导致腐蚀泄漏，因此要做好防腐蚀工作。防腐蚀主要针对换热器的管子，做法是配制好防腐蚀的液体，让换热管粘取部份使之在管壁上形成很薄的防护膜，起到防腐蚀的作用。实践证明，这种措施，可延长换热器2倍的使用寿命，在化工行业中被广泛的使用。

2.3换热器的堵管问题与维修处理

对于固定管板式换热器，堵管多了影响传热面积，必须进行换管，首先利用拔管专用工具将泄漏的管子拔出。需要说明的是拔管专用工具有各种不同的形型式，如液压推进式、螺纹拉力式。在检修中不管用什么型式的拔管器，但必须保证管板的完整，不能破坏管板上的胀管槽和周围的换热管。管子拔出后，对管板孔、折流板孔进行清理，测量管板孔和折流板的中心线是否偏斜，再进行穿管，并用丙酮、酒精清理好管板的胀焊部位，换管后的焊接一定用氩弧焊，保证管板的不变形。管板上管孔直径的允许偏差要在规定的范围内。

2.4换热器的清洗检修维护

换热器的清洗也是常见检修维护项目之一，换热器在循环水系统中，由于所处的位置不同，虽然在设计时考虑了系统的各种阻力，可能因为水量的调节不及时，造成标高位置较高，管子末端的换热器超温结垢，必须进行清洗，清洗前首先取垢分析，找出结垢原因，合理的在循环水中加药稳定水质。过去常采用的化学清洗的办法，现场需要重新配管，比较花时间。现大多数采用高压水冲洗的办法，对不同的换热器采用不同的旋转水枪头，可以是刚性的也可是挠性的，压力从10MPa到200MPa自由调节，高压水冲洗换热器效果最好。

3、管壳式换热器维修处理机制

3.1定期清洗

为了有效提升管壳式换热器结构管理效果，相关技术人员要积极践行统筹性管控机制，定期清洗设备较为有效，相关人员要对清洗项目进行统筹分析。其中，机械清洗过程、高压水清洗过程以及化学清洗过程都能有效提高换热效果。

1）机械清洗，要对管壳式换热器管程和壳体进行详细的清洗计划，针对出现的聚合物要合理完善管道处理效果，确保能减少堵塞问题。目前，较为常见的是手电钻钻洗工作机制，根据管壳式换热器换热管管径大小配备相应的钻头，就能直接完成钻洗操作工序，为后续正常运行奠定基础。

2）高压水清洗，这是一种较为有效的设备清洗机制，主要是借助高压水泵进行集中冲洗，能对管壳式换热器内部污垢进行集中处理和清洗，确保清洗效果能符合标准。高压水枪压力要按照标准化进行调节，结合热设备实际参数完善处理效果。在刚性枪应用过程中，要对换热管进行计划分析和集中处理，柔性枪要对弯头换热管进行清洗，在操作过程中要按照标准化流程进行专业化管理]。

3.2优化处理腐蚀问题

在换热器管理的过程中，要对腐蚀过程和腐蚀部位进行修复处理，相关人员要结合具体要求对修复项目进行统筹监督，借助打磨补焊工作落实处理工序，若是不能修复，则要及时完成更换部件。尤其是对一些腐蚀较为严重的部位，就要结合介质的性质进行综合分析和处理，提升腐蚀问题的处理效果。

另外，针对管壳式换热器密封面泄漏问题，要保证螺栓上紧效果和密封垫片损坏问题得到有效落实，尤其是在设备运行过程中，要结合热管束泄漏问题确保管数能在10%以下，合理性更换换热管保证效果，针对缺陷予以合理性打磨处理，完善补焊效果，保证管壳式换热器换热效率得以优化[同。

结束语：综上所述，管壳式换热器在现代化工厂中得到广泛的应用，主要是因为其大大的促进了化工生产过程，但是因为多种原因，这种设备经常容易出现一些故障，这就需要工作人员找出其出现故障的原因和具体的故障部位，从而采取相应的措施对其进行维修。并且要规范其使用和检修的程序，从而保证管壳式换热器正常、高效的运行。

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