管壳式换热器的维护与检修(机).ppt
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1、管壳式换热器的维护与检修,一、管壳式换热器的维护二、常见换热器的事故原因及处理方法三、管壳式换热器的检修、检修前的准备、清理、壳体部分的修理、换热管的检修、换热管与管板的连接、检验与验收,目录,、引言由于换热设备是石油、化工生产中应用最普遍的单元设备,几乎在每套装置中都会出现,因此其数量之大是不言而喻的,随之而来的维护检修工作量也就非常重。,一、管壳式换热器的维护,、换热器总装图,浮头式换热器,日常维护、装置系统蒸汽吹扫时,应尽可能避免对有涂层的冷换设备进行吹扫,工艺上确实避免不了,应严格控制吹扫温度(进冷换设备)不大于200,以免造成涂层破坏。、装置开停工过程中,换热器应缓慢升温和降温,避免
2、造成压差过大和热冲击,同时应遵循停工时“先热后冷”,即先退热介质,再退冷介质;开工时“先冷后热”,即先进冷介质,后进热介质。,、在开工前应确认螺纹锁紧环式换热器系统通畅,避免管板单面超压。、认真检查设备运行参数,严禁超温、超压。对按压差设计的换热器,在运行过程中不得超过规定的压差。,、操作人员应严格遵守安全操作规程,定时对换热设备进行巡回检查,检查基础支座稳固及设备泄漏等。、应经常对管、壳程介质的温度及压降进行检查,分析换热器的泄漏和结垢情况。在压降增大和传热系数降低超过一定数值时,应根据介质和换热器的结构,选择有效的方法进行清洗。,、在操作运行时,有防腐涂层的冷换设备应严格控制温度,避免涂层
3、损坏。、应经常检查换热器的振动情况。、保持保温层完好。,二、换热器的常见故障原因及处理方法,常见故障与处理,、常见故障与处理,常见故障与处理(续),、密封垫片的选用要求,密封垫片的选用要求(续),注:苯对耐油橡胶石棉垫片中的丁腈橡胶有溶解作用,不宜选用。浮头等内部连接用的垫片,不宜用非金属软垫片。,、螺栓、螺母的选用要求,(续)表,、螺栓拧紧顺序,拧紧换热器螺栓时,一般应按右图表示的顺序进行,并应涂抹适当的螺纹润滑剂或防咬合剂。,螺栓拧紧顺序,三、管壳式换热器的检修,、检修前的准备 以U形管式换热器为例,说明一般的检修过程。设备安全交出 停车后,应切断该设备所有与装置相连的管道、阀门,将设备泄
4、压,把介质排放干净,置换合格后加盲板,交付检修单位的该项项目负责人。,U型管式换热器,检修前的检查 在拆卸前,有保温的设备要拆去保温层,搭好检修用的脚手架和平台,并把跳板用铁丝固定好,若需要进一步确认漏点的地方,在拆卸前可用氮气从堵头处用临时接管试漏,找出漏点做好标记。在打开管箱法兰后,要详细观察管层隔板的分程密封情况,管板上接管入口处有无异物堵住管口,有无垢层以及腐蚀产物在箱内堆集,并做好记录。通知分析人员取样分析腐蚀物和结垢的化学组成,若工艺车间技术人员不在场时,还需要通知工艺技术人员到场,让其了解原因,以便工艺在运行中采取相应对策。,检修前的检查(中段油水冷器),某厂炼油生产部二催化(中
5、段油冷却器(中段油/水),某厂汽提塔底冷却器H-711,对换热管泄漏进行标记、处理,换热器管束的拆卸,换热器的检修拆装,要测量存在腐蚀地方的厚度,腐蚀比较严重的地方需在本次检修中处理或下次检修中处理,必须绘草图详细记录或拍照记入设备检修档案。对于管内及管板的腐蚀或漏点部位,可采用涡流探伤查找,涡流探伤的原理是,用非磁性管子配上专用探头插入高频磁场内,在管内产生涡流。涡流的大小或变化程度受金属材料的材质、成分、形状、尺寸、管子减薄、伤痕等的影响。,U形管式换热器可抽芯检查,确定管子外部和筒体的腐蚀情况。管子的检查,非铁磁性管子可用着色探伤检查表面微裂纹和气孔等缺陷,碳钢管子除可用着色探伤外,还可
6、用空气、氮气,有的甚至可用氨来检查。其方法是用橡胶塞子塞好管子一端,用肥皂水和发泡剂或用pH试纸放在管子另一端,就可检查出有泄漏的管子。试验压力要控制在0.3MPa以下。对于U形管式换热器的管箱与壳体可以用测厚、探伤和肉眼检查各易产生腐蚀和泄漏的部位,对于列管式换热器可以通过测厚、拆卸前的气密实验确定壳体的泄漏部位,还可通过对各应力集中部位增加测厚个数来补充检查。,、清理,由于换热器操作中所处理的流体,有的是悬浮液,有的夹带有固体颗粒,有的粘结物含量高,有的含有泥沙、藻类等杂质。随着换热器运行时间的延长,往往会因流体介质的腐蚀、冲刷,在换热器各传热表面都有结垢或积污,甚至堵塞,因而使换热器各传
7、热面的传热系数或传热面积减小,从而降低了换热器的传热能力。维修时不仅要消除设备存在的缺陷,还要使其达到设计生产能力,故必须对换热器进行彻底的清理,清理方法主要有以下三种。,换热管束的结垢,换热器管束的清理,机械清理 当管束轻微堵塞或积渣积垢时,以列管式换热器为例,轻薄的积垢,可以用专用清管刷(大小按管径选),一头穿粗铁丝,将清管刷从换热管中拉出,反复几次就可以除去与换热管结合不太紧密的积垢或堆积异物。,机械清洗,高压水冲洗清理 高压水冲洗清理是利用高压清洗泵打出的高压水,通过专用清洗枪直接将高压水射在需清洗部位,它的压力调节范围是0100MPa,当结垢不太紧密时,可选择压力在40MPa左右,当
8、结垢坚硬紧密时,还可以将高合金喷头塞入管内采用更高的压力清洗,一般此方法主要用于清洗列管式换热器的管内垢层,或者冲洗可抽出管束的换热器的设备壳体及管束表面的结垢和异物。对于有污物、沉淀、结垢不紧密的其它管壳式换热器,视设备结构特点,也可以用2030MPa的高压水冲洗管子,如U形管可以在两个管端冲洗,亦能清理好。,高压水冲洗清理,需清洗部位,化学除垢清理 换热器管程或壳程结构,有因水质不好形成的水垢,也有油污引起的油垢,还有结焦沉淀和热附着结垢等形式。在化学法除垢前,首先应对结构物质进行化学分析,弄清结垢物质的组成,决定采用哪种试剂。一般对硫酸盐和硅酸水垢采用碱洗法清洗,对碳酸水垢则用酸洗涤剂清
9、洗。对于一些流体介质的沉积物或有机物的分解产物,有几种金属形成的合金垢层,还应采用相应的活化剂。先将活化剂溶液加热浸泡后,使垢层与换热器表面张力减少或松脱;再根据垢层的化学特性决定酸洗或碱洗。在酸或碱洗前做好与被清洗表面材质相同或相近的挂片,在清洗时,放在清洗槽中,随时监测,以免由于清洗的配方不当对换热器造成过大的腐蚀,并按一定的时间对清洗液取样分析Fe3+浓度的变化情况。,化学除垢在实际清洗中最基本方法有三种:浸泡法、喷淋法、强制循环法。但在实际应用中常是两种方法混合使用,如浸泡法与强制循环法常相结合,一般是先浸泡再强制循环。由于换热器内各部分结垢情况往往是不均匀的,在化学清洗前应查清各部分
10、的结垢情况,以确定配制酸碱溶液的浓度。此外,在准备清洗液时,必须考虑加入相应的缓蚀剂,缓蚀剂的作用是不妨碍一般垢层的溶解,但能防止金属被腐蚀。一般在硝酸洗垢时,用Lan-5缓蚀剂。用盐酸洗垢时,常用02-缓蚀剂。而用铬酸洗垢可不加缓蚀剂。酸洗时酸浓度及缓蚀剂用量见表4-1及表4-2。,强制循环法化学清洗示意图,加入化学药品,表4-1 硝酸浓度及缓蚀剂用量,注:1缓蚀剂量是相对于总酸液量的质量分数。2在上述浓度范围内,对薄垢循环酸洗2h,对厚垢循环酸洗46h。,表4-2 盐酸溶液浓度及02-缓蚀剂用量,从事清洗的作业人员应穿戴好耐酸碱腐蚀的工作服,并佩戴好劳动保护用品,特别要保护好眼睛、手和脚,
11、防止加药时飞溅烧伤,在清洗现场要拉好警戒线,有专人负责安全,防止他人误入引发事故。在化学清洗前要检查由清洗设备、清洗槽、输送管道、被清洗的换热器组成的循环系统,确定此系统与其它设备相隔绝,以免清洗液进入其它设备内或影响他人的安全。在清水循环时,要消除存在外漏的地方,防止输送回管堵塞和跑液。废液要进行必要的无害处理后才能排放,不准乱倒乱排,以免发生生产区内下水管道腐蚀等安全责任事故。,化学清洗的安全注意事项如下:,、壳体部分的修理,换热器壳体出现损坏的状况不多,一般发生在封头密封面和壳体接管处。封头密封面损坏往往是由于维修保护措施不好或运行中由于介质冲蚀而造成的;壳体接管处的损坏是由于接管与筒体
12、是角焊缝,介质从补强圈的排气孔外漏。存在这些缺陷的处理方法是,对于壳体封头密封面的缺陷,小的可在装密封垫时,采用涂胶的方法处理,如用耐高温的“液态密封垫”或“704胶”;对于冲蚀可采用手工氩弧焊后,再用油石打平,但应注意不能伤及密封面及其它地方。从接管处的角焊缝泄漏或从有补强板,的排气孔泄漏,都是由于接管角焊缝的泄漏引起的。若是碳钢壳体,可以用碳弧气刨,刨开泄漏处的角焊缝,但应注意不能伤及接管,用旋转锤修去渗碳层,选用适合的焊条或焊丝及焊接工艺进行焊接。需热处理的要进行局部热处理,消除部分应力。对于不锈钢的壳体,可以用角式磨光机磨开泄漏点,很小的漏点也可用旋转锤磨开,工作量较大时,可用等离子割
13、开泄漏处的焊缝,角式磨光机磨好焊口,再选用合适的焊条焊丝及焊接工艺处理。,、换热管的检修,换热管的损坏方式:对于换热管来说,一般有两个地方容易损坏泄漏:一是管子管板的连接处,二是管子本身泄漏。换热管的损坏原因:换热管由于流体介质的腐蚀、磨损、冲刷、装配拉伤以及管子本身存在的缺陷或壁厚偏差大等原因产生裂纹、穿孔而发生泄漏。管子与管板连接方式有胀接、焊接和胀焊连接。但是,不管采用哪种方式,其目的都是使换热管与管板有效连接,满足运行无泄漏、不拉脱的基本要求。,换热管的检修 管子在管口处的泄漏一般可修复,但在管板内侧则无法修复。若泄漏的管子数不多,堵管又能满足生产要求,则可以用圆锥形的金属堵头将管口两
14、端堵塞,若管程压力较高时堵紧后还要进行焊接,避免堵头冲脱。金属堵头的长度常加工成大端直径的两倍。小端直径应等于0.85倍的管子内径尺寸,锥度为1:10,堵头材料应选用硬度低于或等于管子硬度的材料。用堵塞换热管消漏的方法,一般堵管的数量要小于或等于总换热管数的10%。特殊的条件下,如系统停车时间短,整个装置不在计划检修期内,而该换热器换热面积减少对系统经济运行影响不大等情况,也可以不受堵管数不大于10%的限制,以消除泄漏满足生产需要为准。,金属堵头堵管,换热管的更换 在换热管更换以前,首先要将管束进行试漏,确定需更换的管子,并做好标记。对于U形管换热管束,外围的管子是可以更换的,但对于管束里层的
15、管子则无能为力,只有当U 形换热管的泄漏发生在靠近管板侧时,可以整体切割泄漏段的管子,重新将管子与管板连接好。由于是旧管,最好采用先焊后胀的方法,以确保检修的可靠性。对于列管式换热器,理论上可以根据更换的需要对换热管任意更换。实际上往往因为管束长,特别是运行中存在弯曲的管子泄漏,抽出泄漏管子有一定的难度,对于换热管管径较大、壁厚较厚的管子更换会比较容易。,a)列管的取出 将管子从管板中取出的方法,因设备本身的结构型式和加工设备的不同而有所不同。对于浮头式或填料函式列管换热器,由于可取出带管板的管束,若要整体更换管子,可以将管束从管板的内侧用气割割去,为了防止气割时火焰对管板加热而产生的变形,一
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- 管壳 换热器 维护 检修
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