管壳式换热器故障分析及维修处理

管壳式换热器故障分析及维修处理

王伟

陕西延长石油（集团）有限责任公司延安炼油厂联合四车间陕西延安727406

摘要：现如今，我国化工产业在快速发展，管壳式换热器在化工领域是一种重要换热设备，在工厂中应用非常广泛。但是因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而引发故障，对其运行造成了严重影响。因此，文章对管壳式换热器故障原因进行分析，并提出了相应的维修处理策略，以供借鉴。

关键词：管壳式；换热器；故障分析；维修处理

引言

管壳式换热器具有结构紧凑以及材料广泛等优点，堪称是化工生产中最重要的换热设备。管壳式换热器最主要的功能是对溶剂的提浓，但是其中35%的产品大多因为外壁被腐蚀而报废或者被更新，如果将材料从20号钢换成304不锈钢就可以减少腐蚀现象发生。由此可见，为了保证实用技术装置能够顺利正常的工作，解决管壳式换热器的腐蚀与积垢问题刻不容缓。

1管壳式换热器的形式和构造

1.1固定管板式换热器

固定管板式换热器采取的方式是焊接方式，其两端管板和壳体相连接，壳体内部具有多并紧密的排管，其总体构造比较简单。该换热器的壳测流动中具有折流板，管程为偶数倍且旁路小，此换热器内部的每个管子都可进行清洗，且总造价是较低的。

1.2U型管式换热器

U型管换热器是将管子弯成U型，并且具有一个管板的换热器。该换热器中管子两头是固定于同一管板。其壳体和管子是不在一起的，管束之间不会产生热应力，热补偿性能很好，管程是比较长的双管程。U型管换热器可以承受外界较大的压力，在工作过程中具有很快的流速和良好的传热性能，其使用范围基本是在高温高压条件下的。

1.3浮头式换热器

浮头式换热器与固定管板式换热器有一定的区别，其管板并不是两端固定的，而是一端于管壳固定，另一端是可自由移的浮头。壳体和管束之间会产生比较大的温差，可以自由的膨胀，并且两者之间没有温差应力，管束是可以在可拆卸的斧头中进出的，因为这样的设计也为检修和清洗的过程带来了方便。如图1所示。

图1浮头式换热器壳程打压示意

1.4填料涵式换热器

有些换热器在工作过程中经常被腐蚀，而且管束需要经常进行清洗，那么这时采取填料涵式换热器是非常必要的。其比固定管板式换热器和浮头式换热器好的多，集二者优点于一身，同时避免了固定管板式换热器所具的缺点。填料涵式换热器的结构并不复杂，其和浮头式换热器类似，一端与管程相连接，而另一端是用填料涵密封的。管束工作过程不需要考虑来自管程和管壳间热应力，因为它是可以自由膨胀的，并且管壳和管程非常的便于清洗。制造填料涵是换热器的过程很简单，价格也比较低，性能比较好。但其也有一定的缺点，如其密封填料的地方容易泄露，不能有太高的壳程压力，所以壳程内不能有易燃易爆气体，易挥发有毒的介质的运输。

2管壳式换热器经常出现的问题和故障维修

2.1换热器管子泄露问题及处理

管壳式换热器在工作过程中，会经常出现泄露的问题，主要的维修处理方法是堵管的方式。具体的检修过程如下：打开封头，用水或者液氮进行渗透处理，这样边可以发现出现泄露的地方。然后再加工一个楔状的堵头。而填补堵头的过程有两种方式，一种是堵后焊接，而这种焊接方式却容易管子在局部受热过程中使整个管路都受热，而导致管子在堵头周围的管路因焊接而变得松动，在以后的运输中发生泄露的现象。并不是很良好的焊接方式，多不采用。而另一种是现在多采用的堵头方式称手枪式射堵头方法，在工作过程中可以产生10MPa的大压力而是堵头定在泄露的地方。

2.2换热器管子的腐蚀问题及处理

换热器如果其腐蚀防护措施做的不够好的话，就会导致腐蚀泄露。所以我们对于这样的问题需要予以重视。要做好防腐是的工作。主要针对管壳式换热器的管子，采取一定的措施，需要配置好防腐性液体，均匀的涂抹在管子外边，将其包住，在与换热器粘取的地方形成一层保护膜。这样的防腐措施在化工生产中是非常常见可用的，大约可以延长换热器2年左右的寿命，是非常可取的。

2.3换热器管子堵管和处理

针对固定管板式换热器，如果管子工作过程被堵住的地方增多就会导致换热效率降低，因为其减小了传热面积，所以需要进行换管处理。那么在拆卸过程就需要使用拔管专用工具，该工具有不同种，如螺纹拉力式，液体推进式。在拔管过程，不能破坏管板周围换热管等，必须要保持其完整性。管子拔出来之后，就需要对其进行冲洗，折流板孔和管板孔都需要进行细致的冲洗，还需对两者之间的中心线进行测量，看是否歪斜，然后再装管。然后再用酒精丙酮进行冲洗干净，鞥管后还需要对其进行氟弧焊，使管板变得结实而不变形。

结语

管壳式换热器目前在化工装置中被广泛应用，因其介质流速、温度等发生较大变化，容易出现各种故障。对此必须准确寻找故障点，采取针对性处理措施和维修方案，并在检修中不断摸索总结，优化各维修程序，做到规范化标准化检修，提高工作效率，缩短工期，排除故障，从而有效地降低设备维修成本和生产运行成本。

参考文献：

［1］昝河松.管壳式换热器工艺设计［J］.化工设计，2007，5.

［2］张东元.关于管壳式换热器几种换热管型式的研究［J］.机械工程师，2010，（10）.