换热器的多种失效形式

管壳式换热器的主要零部件包括：筒体、封头、管束、管板、折流板、接管、法兰及膨胀节等，主要的失效形式包括管束失效、管子与管板的连接失效、筒体失效等。

管束失效

1、管束震动失效

为了强化壳程传热和减小结垢，常采用提高壳程流体流速的方法。然而，壳程流体流速的提高往往导致管束的诱导振动，从而管子会发生碰撞破坏、折流板处管子切开、疲劳失效等情况。

2、管束腐蚀和磨蚀失效

换热器的失效大多数是由腐蚀引起的。常见的腐蚀部位是换热管，然后依次是管板、换热器封 头及小直径的接管。管束腐蚀和磨蚀失效的主要原因有：污垢腐蚀、介质腐蚀、管内流速过大而发生磨蚀、电腐蚀和管端发生缝隙腐蚀等。

3、传热能力下降

在换热器运行过程中，由于工作介质的硬度较高，或流体中含有颗粒物、悬浮物，冷却水中有藻类、细菌、泥沙等都会导致管束内、外壁严重结垢。随着污垢层的增厚，传热热阻很快增大，严重时污垢将会使工作介质流道阻塞，从而导致换热能力迅速降低。

4、管束泄漏

在换热介质腐蚀、应力腐蚀、间隙腐蚀或碰撞、磨损等情况下，管子上将产生微观裂纹，如果存在高拉应力或交变应力，裂纹会迅速扩展而发生泄漏。

管子与管板的连接失效

根据换热器的使用工况不同，管子与管板的连 接接头形式可分为焊接、胀接和胀焊并用三种。接头形式不同，失效形式也各异。

焊接时存在的主要问题有：产生焊接缺陷如烧穿或未焊透；焊接接头处产生热应力导致应力腐蚀；管子与管板孔之间存在间隙可能引起缝隙腐蚀；焊接不锈钢材料时在热影响区造成金相组织的改变导致耐蚀性骤降。

对于胀接接头，在胀接过程中存在残余应力，接头处可能在具备发生应力腐蚀的温度和介质条件很快就因应力腐蚀而失效；"胀接连接的抗拉脱力偏低，特别是当使用温度高于300度时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消失，连接可靠性难以保证。

胀焊并用实现了焊接和胀接的优势互补，具备抗反复热冲击及热腐蚀、提高接头的抗疲劳性能和消除间隙腐蚀等优点。但是，胀焊并用时操作要求高，一般用于操作条件比较苛刻的场合。