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管殼式油冷器的常見故障有哪些？
更新時(shí)間：2025-05-21
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一、換熱效率下降
故障現(xiàn)象
油出口溫度升高，冷卻介質(zhì)（如水）進(jìn)出口溫差減小，系統(tǒng)需增大冷卻流量才能維持油溫。
傳熱系數(shù)（K）降低，相同工況下傳熱量（Q）明顯減少。
主要原因
換熱管內(nèi)外結(jié)垢
油側(cè)：潤(rùn)滑油長(zhǎng)期高溫運(yùn)行產(chǎn)生氧化沉積物、積碳或機(jī)械雜質(zhì)（如金屬碎屑），附著在管外壁形成油泥。
水側(cè)：冷卻水中鈣鎂離子形成水垢（碳酸鈣、硫酸鈣），或微生物繁殖形成生物黏泥，堵塞管內(nèi)壁。
流體流速過低
油泵或水泵故障導(dǎo)致流量不足，油或水在管殼內(nèi)呈層流狀態(tài)，傳熱系數(shù)（h）顯著降低。
內(nèi)部短路或旁流
折流板松動(dòng)、管束與殼體間隙過大，油流未充分沖刷管束，通過 “旁流通道" 直接流出，有效換熱面積減少。
介質(zhì)泄漏混合
換熱管破裂或管板焊縫泄漏，油與水互竄，一方面污染介質(zhì)，另一方面導(dǎo)致兩側(cè)流體溫差減小（如油中進(jìn)水后比熱容增大，溫降變慢）。
處理方法
清洗除垢：油側(cè)用化學(xué)清洗劑（如堿性除油劑）循環(huán)沖洗，水側(cè)用酸洗（如檸檬酸）或高壓水射流清除垢層；
檢查流速與壓力：修復(fù)或更換泵，確保油速≥0.5m/s、水速≥1.5m/s，維持湍流狀態(tài)；
修復(fù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)：緊固折流板、更換磨損管束，或在殼體與管束間加裝密封條減少旁流。
二、設(shè)備泄漏
故障現(xiàn)象
油側(cè)壓力下降、水側(cè)出現(xiàn)油花（油漏入水），或冷卻水從放油口排出（水漏入油）；
殼體或管程法蘭、焊縫處可見液體滲漏。
主要原因
換熱管損壞
固定管板式結(jié)構(gòu)中，油與水溫差過大（如 ΔT＞50℃），管束與殼體膨脹量不一致，導(dǎo)致管板與管子連接處拉脫或管體開裂。
冷卻水入口未加裝防沖擋板，高速水流直接沖擊管束，導(dǎo)致管端磨損減薄（尤其 U 形管彎管處）；
油中攜帶金屬顆粒（如軸承磨損碎屑），長(zhǎng)期沖刷管外壁形成溝槽。
水側(cè)：冷卻水中氯離子（Cl?）超標(biāo)，導(dǎo)致不銹鋼管發(fā)生點(diǎn)蝕或應(yīng)力腐蝕（如 304 不銹鋼在 Cl?＞25ppm 時(shí)易腐蝕）；
油側(cè)：酸性油（氧化變質(zhì)后酸值升高）腐蝕銅管或鋼管內(nèi)壁。
腐蝕穿孔：
沖刷磨損：
熱應(yīng)力破裂：
密封失效
管板與換熱管脹接或焊接處松動(dòng)（如脹接應(yīng)力松弛、焊接裂紋）；
殼體法蘭、管箱法蘭墊片老化（如橡膠墊片高溫碳化），或螺栓緊固力不均勻。
處理方法
堵漏或換管：
單根管子泄漏時(shí)，可用金屬堵頭（脹接或焊接）封堵管口，但堵管數(shù)量不宜超過總管數(shù)的 10%，否則需整體更換管束；
大面積腐蝕或磨損時(shí)，需更換管束（如選用耐蝕的鈦管、雙相不銹鋼管）。
修復(fù)密封：
重新脹接或補(bǔ)焊泄漏的管頭，必要時(shí)采用強(qiáng)度焊 + 貼脹工藝；
更換耐油、耐高溫墊片（如金屬纏繞墊），對(duì)稱均勻緊固法蘭螺栓。
結(jié)構(gòu)改進(jìn)：
對(duì)固定管板式，增設(shè)膨脹節(jié)緩解熱應(yīng)力；對(duì)浮頭式，檢查浮頭蓋密封面是否磨損。
三、壓力降異常
故障現(xiàn)象
油側(cè)或水側(cè)壓降（ΔP）突然增大，超過設(shè)計(jì)值（如 ΔP＞0.15MPa）；
泵出口壓力升高，系統(tǒng)流量下降，可能伴隨異常振動(dòng)或噪音。
主要原因
管路堵塞
換熱管內(nèi)被垢層、雜物（如焊渣、纖維）堵塞，尤其是多管程結(jié)構(gòu)中某一程堵塞，導(dǎo)致局部流速激增、壓降驟升。
折流板變形或移位
長(zhǎng)期振動(dòng)導(dǎo)致折流板螺栓松動(dòng)、脫落，或折流板厚度不足被油流沖彎，改變流道截面積，增加流動(dòng)阻力。
介質(zhì)黏度異常
油溫過低（如啟動(dòng)時(shí)）導(dǎo)致油黏度急劇升高，殼程流動(dòng)阻力增大；
冷卻水中混入油污形成乳濁液，管程黏度增加、流動(dòng)性變差。
處理方法
疏通管路：拆開管箱，用通球法（直徑略小于管徑的橡膠球）清理堵塞的管程；殼程可通過反沖法（從出口通入高壓油或水）清除雜物。
加固折流板：更換加厚折流板，或增加折流板數(shù)量（縮短間距），減少振動(dòng)變形風(fēng)險(xiǎn)。
預(yù)熱或過濾介質(zhì)：?jiǎn)?dòng)前預(yù)熱潤(rùn)滑油至適宜溫度（如 40℃以上），冷卻水管路加裝過濾器（精度≤50μm）攔截雜質(zhì)。
四、振動(dòng)與噪音
故障現(xiàn)象
殼體或管路發(fā)出異常振動(dòng)（頻率與流體流速相關(guān)），伴隨 “嗡嗡" 或 “咔嗒" 聲；
長(zhǎng)期振動(dòng)可能導(dǎo)致管束斷裂、法蘭松動(dòng)或殼體疲勞裂紋。
主要原因
流體誘導(dǎo)振動(dòng)
殼程油速或管程水速接近臨界流速，引發(fā)卡門渦街（Vortex Shedding），導(dǎo)致管束橫向振動(dòng)；
折流板間距過大（如超過管徑 12 倍），管束 unsupported span 過長(zhǎng)，固有頻率與流體激勵(lì)頻率共振。
機(jī)械安裝問題
管束與殼體不同心，部分區(qū)域間隙過大，油流通過時(shí)產(chǎn)生湍流脈動(dòng)；
管路支架松動(dòng)或剛度不足，無法抑制流體脈動(dòng)引發(fā)的振動(dòng)。
處理方法
調(diào)整流速：通過閥門調(diào)節(jié)流量，使油速 / 水速遠(yuǎn)離臨界流速（經(jīng)驗(yàn)公式：臨界流速 u_c≈St?d?f，其中 St 為斯特勞哈爾數(shù)，d 為管徑，f 為固有頻率）。
優(yōu)化折流板：
減小折流板間距，增加管束支撐點(diǎn)，提高固有頻率；
采用消振桿或阻尼桿（插入管束之間的金屬桿），吸收振動(dòng)能量。
加固管路：增設(shè)剛性支架，縮短管路懸臂長(zhǎng)度，避免共振。
五、其他典型故障
| 故障類型 | 常見原因 | 處理措施 |
|---|---|---|
| 管束凍裂 | 冬季停機(jī)后未排凈冷卻水，水結(jié)冰膨脹撐裂換熱管（尤其碳鋼 / 銅管易凍裂） | 停機(jī)前放空存水，必要時(shí)充氮保護(hù) |
| 法蘭腐蝕 | 法蘭材質(zhì)與介質(zhì)不匹配（如普通鋼法蘭接觸酸性油），或墊片腐蝕失效 | 更換耐腐蝕法蘭（如不銹鋼）或墊片 |
| 溫度計(jì)失靈 | 測(cè)溫點(diǎn)位置不當(dāng)（靠近進(jìn)出口彎頭），或傳感器被油泥覆蓋導(dǎo)致測(cè)溫滯后 | 調(diào)整測(cè)溫點(diǎn)至流體穩(wěn)定區(qū)域，定期清理 |
預(yù)防措施與維護(hù)建議
定期監(jiān)測(cè)與記錄：
每日記錄油溫和冷卻水溫、進(jìn)出口壓力、流量等參數(shù)，建立趨勢(shì)分析表，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常波動(dòng)。
制定清洗周期：
對(duì)易結(jié)垢的冷卻水系統(tǒng)，每 3~6 個(gè)月化學(xué)清洗一次；對(duì)潤(rùn)滑油系統(tǒng)，結(jié)合大修周期（如每年一次）進(jìn)行油側(cè)清洗。
介質(zhì)品質(zhì)控制：
冷卻水控制 Cl?＜50ppm、pH=6.5~8.5，定期投加緩蝕阻垢劑；潤(rùn)滑油定期過濾（精度≤10μm），監(jiān)測(cè)酸值、黏度等指標(biāo)。
備用設(shè)備輪換：
對(duì)雙臺(tái)并聯(lián)的油冷器，定期切換運(yùn)行，避免單臺(tái)長(zhǎng)期負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致部件老化不均。
