管殼式換熱器管—管板的連接及失效形式

 在石化和化工設(shè)備中的換熱器系統(tǒng)中， 管殼式換熱器以其結(jié)構(gòu)堅固、可靠性高、適應(yīng)性強等優(yōu)點在化工生產(chǎn)和使用中一直占主導(dǎo)地位。但由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和使用條件的多樣性， 換熱器常出現(xiàn)多種形式的失效。從結(jié)構(gòu)上分析， 管束與管板連接處較容易發(fā)生失效； 從使用工藝參數(shù)分析， 腐蝕應(yīng)力、溫差應(yīng)力、管束的振蕩等均會造成換熱器的局部或整體失效。

   1.管子與管板的連接形式

    管子與管板的連接處應(yīng)保證良好的緊密性， 防止發(fā)生連接處泄漏，造成熱量與產(chǎn)品的損失，甚至危及人身與設(shè)備的安全； 同時應(yīng)保證能承受一定的軸向力， 避免管子從管板中脫出。管子與管板傳統(tǒng)的連接方法是脹接、焊接和脹焊并用。

   １．１ 脹接

   １．１．１ 機械滾脹法

    使用機械滾脹法連接易使換熱管產(chǎn)生過脹或欠脹， 換熱管內(nèi)壁易產(chǎn)生加工硬化。帶槽孔或翻邊的結(jié)構(gòu) 用于抗拉脫能力與密封性要求較高的場合， 不宜在高溫下工作。在溫差變化作用下， 脹接處管子的殘余應(yīng)力逐漸消失， 從而降低了密封性與抗拉脫能力， 使換熱管與管板的連接失效。其優(yōu)點是脹接結(jié)構(gòu)比較簡單， 便于更換與修補管子， 一般適用條件為壓力≤４ ＭＰａ， 溫度≤３００ ℃。

   １．１．２ 液壓脹接

    液壓脹接時應(yīng)力分布較均勻， 具有生產(chǎn)率高、勞動強度低、密封性能

好等特點。液壓脹接對管孔及開槽的精度要求特別嚴(yán)格。

   １．１．３ 脹管

    利用時的徑向力使管子脹緊， 同時利用時的軸向力將殘渣拋出管外。

   １．２ 焊接

   焊接法加工簡便， 連接強度好， 在高溫高壓時也能保證連接處的緊密性與抗拉脫能力。當(dāng)連接處焊接之后，管子與管板中存在的殘余熱應(yīng)力與應(yīng)力集中，可能引起應(yīng)力腐蝕與疲勞損壞，使管子與管板連接處失效泄漏。因此施焊時需打磨管端， 清理焊接區(qū)域的污物，以防止節(jié)點污染。

管殼式換熱器的應(yīng)用介紹

關(guān)閉目前管殼式換熱器的應(yīng)用非常廣泛。其布局簡單、牢固、易于制造、數(shù)據(jù)范圍廣、處理量大、適應(yīng)性強。但在傳熱效率、設(shè)備緊湊性、單位傳熱面積金屬消耗等方面稍遜于各類板式冷凝器。這種冷凝器通常包括固定管板、U型管和浮頭。管式冷凝器主要由殼體、管板、花板牽制和頂蓋組成。

在圓殼體內(nèi)設(shè)有平行牽制，管型的兩端固定在管板上。管道在管板上的固定辦法一般回收焊接法或脹接法。上蓋設(shè)有進出口管，通過螺釘與殼體兩端法蘭連接，上蓋與管板形成流體分派室。管式冷凝器在換熱過程中，冷卻水從頂蓋連吸收進入管內(nèi)流動，管內(nèi)稱為管程；有害蒸汽在牽制與殼體之間的間隙流動，南京管殼式換熱機組定制，管程稱為殼程；牽制的外部產(chǎn)品是傳熱面積。在冷凝回收過程中，無論是對飽和蒸汽還是不凝性氣體，一般好在程度冷凝器殼程冷凝，因為它在傳熱、壓降和清洗方面是合理的。

具體信息如下：

1、臥室殼程凝聚膜的傳熱系數(shù)比垂直管或管外超出跨越數(shù)倍，不凝聚物不會在死角積聚，不易排出。

2、冷卻水管便于清洗水垢。包管水管內(nèi)的高流量，有利于降低結(jié)垢速度，提高水膜的傳熱系數(shù)。

3、臥式管式冷凝器使冷卻水進口的低水位管道，可拆卸管殼式換熱機組定制，使凝聚水在底層積聚，螺紋管管殼式換熱機組定制，從而降低凝聚水的溫度。在外冷凝系統(tǒng)中，進一步冷卻冷凝水長短常主要的。如果冷凝系統(tǒng)溫度較高，接觸空氣中的有機氣體會有大量揮發(fā)。一般要求凝聚水入口溫度在60℃以下。當(dāng)然，你也可以此外加一個冷卻器，但會增加成本。

一、管殼式換熱器的特點

1、傳熱

由于換熱管采用波紋管，管內(nèi)流道截面連續(xù)不斷地突變，造成流體即使在流速很低的情況下。也始終處于高度湍流狀態(tài)，立式管殼式換熱機組定制，難以形成層流，使對流傳熱的主要熱阻被有效地克服。管內(nèi)外傳熱被同時強化，因而傳熱系數(shù)很高，一般為傳統(tǒng)管殼式換熱器的2～3倍。

2、應(yīng)力補償能力強

波紋管因其結(jié)構(gòu)形狀和管壁較薄的特性，在管程與殼程溫差應(yīng)力較大時。具有彈性特征的波紋管的曲率發(fā)生微觀變化，用以補償、消除熱應(yīng)力。有效防止了傳統(tǒng)的管殼式換熱器換熱管易被拉裂等現(xiàn)象。

3、防結(jié)垢能力強

因流道內(nèi)流體的高度湍流，使流體中的微粒難以沉積結(jié)垢，即使有少量垢生成。由于介質(zhì)在管內(nèi)外湍流流動，對管壁沖刷強烈，防結(jié)垢能力強。

4、結(jié)構(gòu)緊湊、既小又輕

由于波紋管換熱器傳熱系數(shù)很高，所需的換熱面積小，而且，波紋管的壁厚較薄。所以波紋管換熱器結(jié)構(gòu)緊湊、既小又輕。

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