Formas de fallo del intercambiador de calor

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Las principales piezas de un intercambiador de calor de tipo tubo-cáscara son: el cuerpo del intercambiador, las tapas, el conjunto de tubos, la placa de tubos, las placas de deflexión, las conexiones, las bridas y los manguitos de expansión. Las principales formas de fallo incluyen el fallo del conjunto de tubos, el fallo en la conexión entre los tubos y la placa de tubos, y el fallo del cuerpo del intercambiador. I. Falla en el sistema de tuberías 1. Falla debido a las vibraciones de las tuberías. Para mejorar la transferencia de calor en el lado del casco y reducir la formación de incrustaciones, se suele recurrir al aumento de la velocidad del flujo del fluido en ese lado. Sin embargo, el aumento de la velocidad del fluido en el lado del casco suele provocar vibraciones inducidas en el conjunto de tuberías, lo que a su vez puede causar daños por colisiones entre las tuberías, cortes en las mismas en las zonas donde se encuentran las placas de desvío, y fallos debido al cansancio material. 2. Corrosión y desgaste de los tubos: La mayoría de las fallas en los intercambiadores de calor se deben a la corrosión. Las zonas más comunes donde ocurre la corrosión son los tubos de intercambio de calor; a continuación, vienen las placas de los tubos, los sellos del intercambiador y los tubos de diámetro pequeño. Las principales causas de la corrosión y el desgaste de los tubos son: la corrosión por suciedad, la corrosión causada por los medios químicos, el desgaste debido a velocidades de flujo excesivas dentro del tubo, la corrosión eléctrica y la corrosión en las uniones entre los tubos. 3. Disminución de la capacidad de transferencia de calor. Durante el funcionamiento del intercambiador de calor, la alta dureza del medio de trabajo, o la presencia de partículas y sustancias en suspensión en el fluido, así como la existencia de algas, bacterias y lodo en el agua de enfriamiento, pueden causar una grave incrustación en las paredes internas y externas de los tubos. A medida que el estrato de suciedad se vuelve más grueso, la resistencia térmica al intercambio de calor aumenta rápidamente. En casos graves, la suciedad puede obstruir los canales por donde fluye el medio de trabajo, lo que provoca una disminución rápida en la capacidad de intercambio de calor. 4. Fugas en los tubos: En casos de corrosión del medio de intercambio térmico, corrosión por estrés, corrosión intersticial, o debido a colisiones y desgaste, se forman grietas microscópicas en los tubos. Si existen altas tensiones de tracción o tensiones alternativas, estas grietas se expanden rápidamente, lo que provoca fugas. II. Falla en la conexión entre los tubos y la placa de soporte. Dependiendo de las condiciones de uso del intercambiador de calor, las formas de conexión entre los tubos y la placa de soporte pueden ser soldadura, expansión o una combinación de ambos métodos. Según la forma del conector, también varían las formas en que puede ocurrir su fallo. 1. Los principales problemas que surgen durante el soldado son: la aparición de defectos en el soldado, como el quemado excesivo o la falta de soldadura completa ； La tensión térmica que se genera en las uniones soldadas provoca corrosión por estrés ； La presencia de espacios entre las tuberías y los orificios de la placa de tuberías puede causar corrosión por fisuras ； Al soldar materiales de acero inoxidable, se producen cambios en la estructura microscópica de la zona afectada por el calor, lo que provoca una disminución drástica en su resistencia a la corrosión. 2. En el caso de las uniones por expansión, durante el proceso de expansión se generan tensiones residuales. Por lo tanto, en las zonas de unión puede ocurrir la corrosión por estrés, especialmente si las condiciones de temperatura y medio son adecuadas para ello ； "La fuerza de resistencia al desprendimiento en las conexiones por estirado es baja, especialmente cuando la temperatura de uso supera los 300 grados. La fluencia del material hace que las tensiones residuales generadas por el estirado disminuyan gradualmente, lo que dificulta garantizar la fiabilidad de la conexión. 3. La soldadura por expansión, en combinación con la soldadura convencional, permite aprovechar las ventajas de ambas técnicas. Esto ofrece beneficios como resistencia a los impactos térmicos repetidos y a la corrosión térmica, mejora la resistencia al cansancio de las uniones y evita la corrosión por huecos. Sin embargo, el uso combinado de soldadura por expansión y soldadura requiere altos estándares operativos, y generalmente se emplea en situaciones con condiciones operativas bastante severas. III. Falla del cuerpo cilíndrico. El entorno de trabajo del cuerpo cilíndrico es similar al del tubo; por lo tanto, las formas de fallo del cuerpo cilíndrico incluyen la corrosión (incluyendo la corrosión causada por los medios químicos y la corrosión por estrés), fugas y explosiones.