管殼式換熱器也被通俗的稱為：列管換熱器，由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數大；正方形排列  管殼式換熱器

則管外清洗方便，適用于易結垢的流體。

流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應用。

     管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)的、應用最廣泛的熱交換設備。由于它結構堅固,且能選用多種材料制造,故適應性極強。管殼式換熱器廣泛應用于各個行業(yè),在水泥生產企業(yè)常用作設備稀油站的油冷卻器,用作車輛發(fā)動機油冷卻器等。長期以來,鋼制管殼式換熱器以其結構堅固、可靠性高、適應性強和選材廣等優(yōu)點在換熱器的生產和使用數量上一直占主導地位。隨著強化傳熱等技術的發(fā)展,管殼式換熱器在制造技術和傳熱性能上也不斷提高。然而,由于結構的復雜性和使用工況的多樣性,也常常出現換熱器的局部失效甚至整體報廢。

管殼式換熱器零部件失效形式及預防措施：
管殼式換熱器的主要零部件包括:筒體、封頭、 管束、管板、折流板、接管、法蘭等,在不同的工況和 介質環(huán)境下,可能會發(fā)生多種形式的失效。從結構上分析,易發(fā)生失效的部位是各構件間的連接處,如 管子和管板的連接處;從受力角度分析,在結構的曲 面不連續(xù),尤其是應力突變處往往由于存在附加應力 而引起失效,如筒體和管板的焊縫處;從使用工況分 析,由于高溫高壓而引起熱應力或附加應力、工作介 質具有腐蝕性、頻繁地開停機而引起換熱管的流體誘 導振動等,都會造成筒體、換熱管甚至整機失效。
     管束失效:
    (1)管束腐蝕和磨蝕失效 換熱器的失效大多數是由腐蝕引起的。最常見 的腐蝕部位是換熱管,然后依次是管板、換熱器封頭 及小直徑的接管。 管束腐蝕和磨蝕失效的主要原因有:①污垢腐 蝕;②流體有腐蝕性;③管內壁有異物積累而發(fā)生局 部腐蝕;④管端發(fā)生縫隙腐蝕等。 
  預防措施包括:①定期清洗管束;②合理選材; ③在流體中加入緩蝕劑;④在流體入口設置過濾裝 置和緩沖結構等;
    (2)傳熱能力下降 在換熱器運行過程中,由于工作介質的硬度較 高,或流體中含有顆粒物、懸浮物,都會導致管束內、 外壁嚴重結垢。隨著污垢層的增厚,傳熱熱阻很快 增大,嚴重時污垢將會使工作介質流道阻塞,從而導 致?lián)Q熱能力迅速降低。 預防的方法是:①充分掌握易污部位、致污物質 及污垢程度,進行定期檢查;②當流體很容易結垢 時,必須采用容易檢查、拆卸和清理的設備或結構;(3)管束泄漏 在換熱介質腐蝕、應力腐蝕、間隙腐蝕或碰撞、 磨損等情況下,管子上將產生微觀裂紋,如果存在高 拉應力或交變應力,裂紋會迅速擴展而發(fā)生泄漏。 此時,現場常用堵管的辦法作為一種應急修復措施。 實際上堵管后由于增大了溫差應力,從而加快了自 身的應力腐蝕,因而管子很快會發(fā)生更嚴重的破壞, 以至造成管束整體報廢。預防管束泄漏的方法應從 選材、防腐、防損傷、減小拉應力和防止振動等方面 考慮。操作中一旦發(fā)現管束泄漏,應盡量拆管更換, 而不要堵管?！　」苁c管板的連接失效 根據換熱器的使用工況不同,管束與管板的連 接接頭形式可分為焊接、脹接和脹焊并用三種。接頭形式不同,失效形式也各異。在焊接時采用常規(guī) 方法進行焊接的產品,大修時可改變焊接方式來加 強換熱管與管板之間的焊縫強度。 ①將單面焊接改為雙面焊;　②變管板與管束前 端的平齊焊接結構為管束伸出一定長度的角型焊接 結構,制造專用的工裝將管束與管板由平放位置改 為立放狀態(tài),變換熱管與管板前側的垂直焊接形式 為水平焊接形式以達到角焊接的焊接要求。通過上述二種方法改進焊接工藝,可收到良好的效果。筒體失效 殼體與管束所處的工作環(huán)境基本相同,因而殼體的失效形式、預防措施可參照管束。 　　管殼式換熱器典型的失效形式 及預防措施 腐蝕是管殼式換熱器主要失效形式。除了換熱介質本身的酸堿性具有腐蝕性之外,工作介質的腐 蝕性,以及殼體或管子存在拉應力,管子與管板之間 存在縫隙等都會加速腐蝕,進而引起換熱器失效 預防措施主要有:減小縫隙,選擇耐蝕材料,提高焊 縫質量,定期清洗,流體中加人緩蝕劑,控制系統(tǒng)的 溫度波動,減少法蘭連接。管殼式換熱器失效在線檢測方法 
  結垢：換熱器操作一段時間后,如果管壁結垢嚴重,則 傳熱能力下降,換熱介質出口溫度達不到設計工藝 參數要求;污垢將管內徑變小;流速相應增大;壓力 損失增加。這時,可通過檢查流量、壓力和溫度等操 作記錄來判定結垢情況。
  腐蝕和磨損： 
  換熱介質、污垢等作用都會使換熱器殼體和管 子內、外表面產生腐蝕磨損。對殼體通常使用測厚 儀,從外部測定和估計會產生腐蝕、減薄的殼體部位。 
  泄漏：管子中部由于腐蝕、誘導振動等原因發(fā)生破裂 管端由于腐蝕、疲勞破壞等原因使管子與管板的連 接處泄漏。可通過流體取樣,來檢查管束的泄漏和 破壞情況。 　　
  由以上分析可見,管殼式換熱器的失效與材料 結構、換熱介質及工況等多種因素有關,有時是幾種 因素共同作用的結果。因此,在換熱器的選材、設計、制造、裝配和使用過程中要綜合考慮各種影響因 素,以防患于未然。對于我們使用者來說,只有積極 對換熱器的性能加以了解,嚴格進行在線檢測,分析 失效原因,合理運用防范措施,才能最大限度地利用 好換熱設備,更好地為生產服務?！?br />