管殼式換熱器的維護(hù)與檢修機(jī)

管殼式換熱器的維護(hù)與檢修

1目前一頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)一、管殼式換熱器的維護(hù)二、常見(jiàn)換熱器的事故原因及處理方法三、管殼式換熱器的檢修

Ⅰ、檢修前的準(zhǔn)備

Ⅱ、清理

Ⅲ、殼體部分的修理

Ⅳ、換熱管的檢修

Ⅴ、換熱管與管板的連接

Ⅵ、檢驗(yàn)與驗(yàn)收目錄2目前二頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)Ⅰ、引言由于換熱設(shè)備是石油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的單元設(shè)備，幾乎在每套裝置中都會(huì)出現(xiàn)，因此其數(shù)量之大是不言而喻的，隨之而來(lái)的維護(hù)檢修工作量也就非常重。一、管殼式換熱器的維護(hù)3目前三頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)4目前四頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)Ⅱ、換熱器總裝圖浮頭式換熱器5目前五頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)日常維護(hù)①、裝置系統(tǒng)蒸汽吹掃時(shí)，應(yīng)盡可能避免對(duì)有涂層的冷換設(shè)備進(jìn)行吹掃，工藝上確實(shí)避免不了，應(yīng)嚴(yán)格控制吹掃溫度（進(jìn)冷換設(shè)備）不大于200℃，以免造成涂層破壞。②

、裝置開(kāi)停工過(guò)程中，換熱器應(yīng)緩慢升溫和降溫，避免造成壓差過(guò)大和熱沖擊，同時(shí)應(yīng)遵循停工時(shí)“先熱后冷”，即先退熱介質(zhì)，再退冷介質(zhì)；開(kāi)工時(shí)“先冷后熱”，即先進(jìn)冷介質(zhì)，后進(jìn)熱介質(zhì)。6目前六頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)③、在開(kāi)工前應(yīng)確認(rèn)螺紋鎖緊環(huán)式換熱器系統(tǒng)通暢，避免管板單面超壓。④、認(rèn)真檢查設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，嚴(yán)禁超溫、超壓。對(duì)按壓差設(shè)計(jì)的換熱器，在運(yùn)行過(guò)程中不得超過(guò)規(guī)定的壓差。7目前七頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)⑤、操作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，定時(shí)對(duì)換熱設(shè)備進(jìn)行巡回檢查，檢查基礎(chǔ)支座穩(wěn)固及設(shè)備泄漏等。⑥、應(yīng)經(jīng)常對(duì)管、殼程介質(zhì)的溫度及壓降進(jìn)行檢查，分析換熱器的泄漏和結(jié)垢情況。在壓降增大和傳熱系數(shù)降低超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)和換熱器的結(jié)構(gòu)，選擇有效的方法進(jìn)行清洗。8目前八頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)⑦、在操作運(yùn)行時(shí)，有防腐涂層的冷換設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，避免涂層損壞。⑧、應(yīng)經(jīng)常檢查換熱器的振動(dòng)情況。⑨、保持保溫層完好。9目前九頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)二、換熱器的常見(jiàn)故障原因及處理方法序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因處理方法1兩種介質(zhì)互串（內(nèi)漏）①換熱管腐蝕穿孔、開(kāi)裂②換熱管與管板脹口（焊口）裂開(kāi)③浮頭式換熱器浮頭法蘭密封漏④螺紋鎖緊環(huán)式換熱器管板密封漏①更換或堵死泄漏的換熱管②重脹（補(bǔ)焊）或堵死③緊固螺栓或更換密封墊片④緊固內(nèi)圈壓緊螺栓或更換盤根(墊片)2法蘭處密封泄漏①墊片承壓不足、腐蝕、變質(zhì)②螺栓強(qiáng)度不足，松動(dòng)或腐蝕③法蘭剛性不足與密封面缺陷④法蘭不平行或錯(cuò)位⑤墊片質(zhì)量不好①緊固螺栓更換墊片②螺栓材質(zhì)升級(jí)、緊固螺栓或更換螺栓③更換法蘭、或處理缺陷④重新組對(duì)或更換法蘭⑤更換墊片常見(jiàn)故障與處理Ⅰ、常見(jiàn)故障與處理10目前十頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因處理方法3傳熱效果差①換熱管結(jié)垢②水質(zhì)不好、油污與微生物多③隔板短路①化學(xué)清洗或射流清洗垢物②加強(qiáng)過(guò)濾、凈化介質(zhì)，加強(qiáng)水質(zhì)管理③更換管箱墊片或更換隔板

4阻力降超過(guò)允許值①過(guò)濾器失效②殼體、管內(nèi)外結(jié)垢①清掃或更換過(guò)濾器②用射流或化學(xué)清洗垢物5振動(dòng)嚴(yán)重①因介質(zhì)頻率引起的共振②外部管道振動(dòng)引發(fā)的共振①改變流速或改變管束固有頻率②加固管道，減小振動(dòng)常見(jiàn)故障與處理（續(xù)）11目前十一頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)∏、密封墊片的選用要求介質(zhì)法蘭公稱壓力MPa介質(zhì)溫度℃法蘭密封面形式墊片名稱墊片材料或牌號(hào)烴類化合物（烷烴、芳香烴、環(huán)烷烴、烯烴）氫氣和有機(jī)溶劑（甲醇、乙醇、苯、酚、糠醛、氨）P≤1.6≤200平面耐油橡膠石棉板墊片耐油橡膠石棉板≤600平面凹凸面纏繞式墊片、高強(qiáng)石墨墊、波齒復(fù)合墊金屬帶、柔性石墨Ocr18Ni9、316L、OCr13P≤4.0≤200平面耐油橡膠石棉板墊片耐油橡膠石棉板201～450凹凸面榫槽面纏繞式墊片、高強(qiáng)石墨墊、波齒復(fù)合墊金屬帶、柔性石墨OCr18Ni9、316L、OCr13451～600纏繞式墊片、波齒復(fù)合墊金屬帶、柔性石墨OCr18Ni9、OCr134.0＜P≤6.4≤200纏繞式墊片金屬帶、柔性石墨201～450纏繞式墊片、高強(qiáng)石墨墊片、波齒復(fù)合墊片金屬帶、柔性石墨OCr18Ni9、316L、OCr13451～600纏繞式墊片、波齒復(fù)合墊金屬帶、柔性石墨OCr18Ni9、316L6.4＜P≤35≤200平面平墊鋁08≤450凹凸面梯形槽金屬齒形墊片、橢圓形墊片或八角形墊片10、柔性石墨0Cr18Ni9、316L451～600≤200錐面透鏡墊10≤47510MoWVNb12目前十二頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)密封墊片的選用要求（續(xù)）介質(zhì)法蘭公稱壓力MPa介質(zhì)溫度℃法蘭密封面形式墊片名稱墊片材料或牌號(hào)水、鹽、空氣、煤氣、蒸汽、惰性氣體P≤1.6≤200平面橡膠石棉板墊片XB-200橡膠石棉板1.6＜P≤4.0≤350凹凸面纏繞式墊片、高強(qiáng)石墨墊片0Cr18Ni9、316L、金屬帶、柔性石墨4.0＜P≤6.4≤4506.4＜P≤35≤450梯形槽橢圓形墊片或八角形墊片10、316L、0Cr13注：①苯對(duì)耐油橡膠石棉墊片中的丁腈橡膠有溶解作用，不宜選用。②浮頭等內(nèi)部連接用的墊片，不宜用非金屬軟墊片。13目前十三頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)Ⅲ、螺栓、螺母的選用要求螺栓用鋼螺母用鋼使用溫度／℃Q235-AQ235-AQ215-Ａ＞-20～30035Q235-A2025＞-20～35040MnB35，40Mn，45＞-20～40010MnVB40Cr30CrMoA40Mn，45

35CrMoA-100～50035CrMoA40Mn，45

＞-20～40035CrMoA30CrMoA，35CrMoA-100～50035CrMoVA35CrMoA，35CrMoVA＞-20～42514目前十四頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)螺栓用鋼螺母用鋼使用溫度／℃25Cr2MoVA30CrMoA，35CrMoA＞-20～50025Cr2MoVA＞-20～55040CrNiMoA35CrMoA，40CrNiMoA-70～3501Cr5Mo1Cr5Mo＞-20～6002Cr131Cr13，2Cr13＞-20～4000Cr18Ni91Cr13＞-20～6000Cr18Ni9-253～7000Cr18Ni10Ti0Cr18Ni10Ti-196～7000Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo2-253～700（續(xù)）表15目前十五頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)Ⅳ、螺栓擰緊順序

擰緊換熱器螺栓時(shí)，一般應(yīng)按右圖表示的順序進(jìn)行，并應(yīng)涂抹適當(dāng)?shù)穆菁y潤(rùn)滑劑或防咬合劑。螺栓擰緊順序16目前十六頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)三、管殼式換熱器的檢修

Ⅰ、檢修前的準(zhǔn)備

以U形管式換熱器為例，說(shuō)明一般的檢修過(guò)程。⑴．設(shè)備安全交出

停車后，應(yīng)切斷該設(shè)備所有與裝置相連的管道、閥門，將設(shè)備泄壓，把介質(zhì)排放干凈，置換合格后加盲板，交付檢修單位的該項(xiàng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。U型管式換熱器17目前十七頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)⑵．檢修前的檢查

在拆卸前，有保溫的設(shè)備要拆去保溫層，搭好檢修用的腳手架和平臺(tái)，并把跳板用鐵絲固定好，若需要進(jìn)一步確認(rèn)漏點(diǎn)的地方，在拆卸前可用氮?dú)鈴亩骂^處用臨時(shí)接管試漏，找出漏點(diǎn)做好標(biāo)記。

在打開(kāi)管箱法蘭后，要詳細(xì)觀察管層隔板的分程密封情況，管板上接管入口處有無(wú)異物堵住管口，有無(wú)垢層以及腐蝕產(chǎn)物在箱內(nèi)堆集，并做好記錄。通知分析人員取樣分析腐蝕物和結(jié)垢的化學(xué)組成，若工藝車間技術(shù)人員不在場(chǎng)時(shí)，還需要通知工藝技術(shù)人員到場(chǎng)，讓其了解原因，以便工藝在運(yùn)行中采取相應(yīng)對(duì)策。18目前十八頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)檢修前的檢查（中段油水冷器）19目前十九頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)某廠煉油生產(chǎn)部——二催化（中段油冷卻器（中段油/水））20目前二十頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)某廠汽提塔底冷卻器H-71121目前二十一頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)對(duì)換熱管泄漏進(jìn)行標(biāo)記、處理22目前二十二頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)換熱器管束的拆卸23目前二十三頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)換熱器的檢修拆裝24目前二十四頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)要測(cè)量存在腐蝕地方的厚度，腐蝕比較嚴(yán)重的地方需在本次檢修中處理或下次檢修中處理，必須繪草圖詳細(xì)記錄或拍照記入設(shè)備檢修檔案。對(duì)于管內(nèi)及管板的腐蝕或漏點(diǎn)部位，可采用渦流探傷查找，渦流探傷的原理是，用非磁性管子配上專用探頭插入高頻磁場(chǎng)內(nèi)，在管內(nèi)產(chǎn)生渦流。渦流的大小或變化程度受金屬材料的材質(zhì)、成分、形狀、尺寸、管子減薄、傷痕等的影響。25目前二十五頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)

U形管式換熱器可抽芯檢查，確定管子外部和筒體的腐蝕情況。管子的檢查，非鐵磁性管子可用著色探傷檢查表面微裂紋和氣孔等缺陷，碳鋼管子除可用著色探傷外，還可用空氣、氮?dú)?，有的甚至可用氨?lái)檢查。其方法是用橡膠塞子塞好管子一端，用肥皂水和發(fā)泡劑或用pH試紙放在管子另一端，就可檢查出有泄漏的管子。試驗(yàn)壓力要控制在0.3MPa以下。

對(duì)于U形管式換熱器的管箱與殼體可以用測(cè)厚、探傷和肉眼檢查各易產(chǎn)生腐蝕和泄漏的部位，對(duì)于列管式換熱器可以通過(guò)測(cè)厚、拆卸前的氣密實(shí)驗(yàn)確定殼體的泄漏部位，還可通過(guò)對(duì)各應(yīng)力集中部位增加測(cè)厚個(gè)數(shù)來(lái)補(bǔ)充檢查。26目前二十六頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)Ⅱ、清理由于換熱器操作中所處理的流體，有的是懸浮液，有的夾帶有固體顆粒，有的粘結(jié)物含量高，有的含有泥沙、藻類等雜質(zhì)。隨著換熱器運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，往往會(huì)因流體介質(zhì)的腐蝕、沖刷，在換熱器各傳熱表面都有結(jié)垢或積污，甚至堵塞，因而使換熱器各傳熱面的傳熱系數(shù)或傳熱面積減小，從而降低了換熱器的傳熱能力。維修時(shí)不僅要消除設(shè)備存在的缺陷，還要使其達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，故必須對(duì)換熱器進(jìn)行徹底的清理，清理方法主要有以下三種。27目前二十七頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)換熱管束的結(jié)垢28目前二十八頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)換熱器管束的清理29目前二十九頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)⑴．機(jī)械清理

當(dāng)管束輕微堵塞或積渣積垢時(shí)，以列管式換熱器為例，輕薄的積垢，可以用專用清管刷(大小按管徑選)，一頭穿粗鐵絲，將清管刷從換熱管中拉出，反復(fù)幾次就可以除去與換熱管結(jié)合不太緊密的積垢或堆積異物。

30目前三十頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)機(jī)械清洗31目前三十一頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)⑵．高壓水沖洗清理

高壓水沖洗清理是利用高壓清洗泵打出的高壓水，通過(guò)專用清洗槍直接將高壓水射在需清洗部位，它的壓力調(diào)節(jié)范圍是0~100MPa，當(dāng)結(jié)垢不太緊密時(shí)，可選擇壓力在40MPa左右，當(dāng)結(jié)垢堅(jiān)硬緊密時(shí)，還可以將高合金噴頭塞入管內(nèi)采用更高的壓力清洗，一般此方法主要用于清洗列管式換熱器的管內(nèi)垢層，或者沖洗可抽出管束的換熱器的設(shè)備殼體及管束表面的結(jié)垢和異物。對(duì)于有污物、沉淀、結(jié)垢不緊密的其它管殼式換熱器，視設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也可以用20~30MPa的高壓水沖洗管子，如U形管可以在兩個(gè)管端沖洗，亦能清理好。32目前三十二頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)高壓水沖洗清理需清洗部位33目前三十三頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)⑶．化學(xué)除垢清理

換熱器管程或殼程結(jié)構(gòu)，有因水質(zhì)不好形成的水垢，也有油污引起的油垢，還有結(jié)焦沉淀和熱附著結(jié)垢等形式。在化學(xué)法除垢前，首先應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析，弄清結(jié)垢物質(zhì)的組成，決定采用哪種試劑。一般對(duì)硫酸鹽和硅酸水垢采用堿洗法清洗，對(duì)碳酸水垢則用酸洗滌劑清洗。對(duì)于一些流體介質(zhì)的沉積物或有機(jī)物的分解產(chǎn)物，有幾種金屬形成的合金垢層，還應(yīng)采用相應(yīng)的活化劑。先將活化劑溶液加熱浸泡后，使垢層與換熱器表面張力減少或松脫；再根據(jù)垢層的化學(xué)特性決定酸洗或堿洗。在酸或堿洗前做好與被清洗表面材質(zhì)相同或相近的掛片，在清洗時(shí)，放在清洗槽中，隨時(shí)監(jiān)測(cè)，以免由于清洗的配方不當(dāng)對(duì)換熱器造成過(guò)大的腐蝕，并按一定的時(shí)間對(duì)清洗液取樣分析Fe3+濃度的變化情況。34目前三十四頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)化學(xué)除垢在實(shí)際清洗中最基本方法有三種：浸泡法、噴淋法、強(qiáng)制循環(huán)法。但在實(shí)際應(yīng)用中常是兩種方法混合使用，如浸泡法與強(qiáng)制循環(huán)法常相結(jié)合，一般是先浸泡再?gòu)?qiáng)制循環(huán)。由于換熱器內(nèi)各部分結(jié)垢情況往往是不均勻的，在化學(xué)清洗前應(yīng)查清各部分的結(jié)垢情況，以確定配制酸堿溶液的濃度。此外，在準(zhǔn)備清洗液時(shí)，必須考慮加入相應(yīng)的緩蝕劑，緩蝕劑的作用是不妨礙一般垢層的溶解，但能防止金屬被腐蝕。一般在硝酸洗垢時(shí)，用Lan-5緩蝕劑。用鹽酸洗垢時(shí)，常用02--緩蝕劑。而用鉻酸洗垢可不加緩蝕劑。酸洗時(shí)酸濃度及緩蝕劑用量見(jiàn)表4-1及表4-2。35目前三十五頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)強(qiáng)制循環(huán)法化學(xué)清洗示意圖加入化學(xué)藥品36目前三十六頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)表4-1硝酸濃度及緩蝕劑用量結(jié)垢厚度/mm酸洗濃度/%酸洗溫度/℃Lan-5緩蝕劑/%<35～730～40烏洛托品苯胺硫氰酸鈉3～57～1030～40>510～1430～40注：1．緩蝕劑量是相對(duì)于總酸液量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2．在上述濃度范圍內(nèi)，對(duì)薄垢循環(huán)酸洗2h，對(duì)厚垢循環(huán)酸洗4～6h。表4-2鹽酸溶液濃度及02--緩蝕劑用量37目前三十七頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)

從事清洗的作業(yè)人員應(yīng)穿戴好耐酸堿腐蝕的工作服，并佩戴好勞動(dòng)保護(hù)用品，特別要保護(hù)好眼睛、手和腳，防止加藥時(shí)飛濺燒傷，在清洗現(xiàn)場(chǎng)要拉好警戒線，有專人負(fù)責(zé)安全，防止他人誤入引發(fā)事故。在化學(xué)清洗前要檢查由清洗設(shè)備、清洗槽、輸送管道、被清洗的換熱器組成的循環(huán)系統(tǒng)，確定此系統(tǒng)與其它設(shè)備相隔絕，以免清洗液進(jìn)入其它設(shè)備內(nèi)或影響他人的安全。在清水循環(huán)時(shí)，要消除存在外漏的地方，防止輸送回管堵塞和跑液。廢液要進(jìn)行必要的無(wú)害處理后才能排放，不準(zhǔn)亂倒亂排，以免發(fā)生生產(chǎn)區(qū)內(nèi)下水管道腐蝕等安全責(zé)任事故?；瘜W(xué)清洗的安全注意事項(xiàng)如下：38目前三十八頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)Ⅲ、殼體部分的修理

換熱器殼體出現(xiàn)損壞的狀況不多，一般發(fā)生在封頭密封面和殼體接管處。封頭密封面損壞往往是由于維修保護(hù)措施不好或運(yùn)行中由于介質(zhì)沖蝕而造成的；殼體接管處的損壞是由于接管與筒體是角焊縫，介質(zhì)從補(bǔ)強(qiáng)圈的排氣孔外漏。存在這些缺陷的處理方法是，對(duì)于殼體封頭密封面的缺陷，小的可在裝密封墊時(shí)，采用涂膠的方法處理，如用耐高溫的“液態(tài)密封墊”或“704膠”；對(duì)于沖蝕可采用手工氬弧焊后，再用油石打平，但應(yīng)注意不能傷及密封面及其它地方。從接管處的角焊縫泄漏或從有補(bǔ)強(qiáng)板39目前三十九頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)

的排氣孔泄漏，都是由于接管角焊縫的泄漏引起的。若是碳鋼殼體，可以用碳弧氣刨，刨開(kāi)泄漏處的角焊縫，但應(yīng)注意不能傷及接管，用旋轉(zhuǎn)錘修去滲碳層，選用適合的焊條或焊絲及焊接工藝進(jìn)行焊接。需熱處理的要進(jìn)行局部熱處理，消除部分應(yīng)力。對(duì)于不銹鋼的殼體，可以用角式磨光機(jī)磨開(kāi)泄漏點(diǎn)，很小的漏點(diǎn)也可用旋轉(zhuǎn)錘磨開(kāi)，工作量較大時(shí)，可用等離子割開(kāi)泄漏處的焊縫，角式磨光機(jī)磨好焊口，再選用合適的焊條焊絲及焊接工藝處理。40目前四十頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)Ⅳ、換熱管的檢修換熱管的損壞方式：

對(duì)于換熱管來(lái)說(shuō)，一般有兩個(gè)地方容易損壞泄漏：一是管子管板的連接處，二是管子本身泄漏。換熱管的損壞原因：

換熱管由于流體介質(zhì)的腐蝕、磨損、沖刷、裝配拉傷以及管子本身存在的缺陷或壁厚偏差大等原因產(chǎn)生裂紋、穿孔而發(fā)生泄漏。

管子與管板連接方式有脹接、焊接和脹焊連接。但是，不管采用哪種方式，其目的都是使換熱管與管板有效連接，滿足運(yùn)行無(wú)泄漏、不拉脫的基本要求。41目前四十一頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)換熱管的檢修

管子在管口處的泄漏一般可修復(fù)，但在管板內(nèi)側(cè)則無(wú)法修復(fù)。若泄漏的管子數(shù)不多，堵管又能滿足生產(chǎn)要求，則可以用圓錐形的金屬堵頭將管口兩端堵塞，若管程壓力較高時(shí)堵緊后還要進(jìn)行焊接，避免堵頭沖脫。金屬堵頭的長(zhǎng)度常加工成大端直徑的兩倍。小端直徑應(yīng)等于0.85倍的管子內(nèi)徑尺寸，錐度為1：10，堵頭材料應(yīng)選用硬度低于或等于管子硬度的材料。用堵塞換熱管消漏的方法，一般堵管的數(shù)量要小于或等于總換熱管數(shù)的10%。特殊的條件下，如系統(tǒng)停車時(shí)間短，整個(gè)裝置不在計(jì)劃?rùn)z修期內(nèi)，而該換熱器換熱面積減少對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響不大等情況，也可以不受堵管數(shù)不大于10%的限制，以消除泄漏滿足生產(chǎn)需要為準(zhǔn)。42目前四十二頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)金屬堵頭堵管43目前四十三頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)⑴．換熱管的更換在換熱管更換以前，首先要將管束進(jìn)行試漏，確定需更換的管子，并做好標(biāo)記。對(duì)于U形管換熱管束，外圍的管子是可以更換的，但對(duì)于管束里層的管子則無(wú)能為力，只有當(dāng)U形換熱管的泄漏發(fā)生在靠近管板側(cè)時(shí)，可以整體切割泄漏段的管子，重新將管子與管板連接好。由于是舊管，最好采用先焊后脹的方法，以確保檢修的可靠性。對(duì)于列管式換熱器，理論上可以根據(jù)更換的需要對(duì)換熱管任意更換。實(shí)際上往往因?yàn)楣苁L(zhǎng)，特別是運(yùn)行中存在彎曲的管子泄漏，抽出泄漏管子有一定的難度，對(duì)于換熱管管徑較大、壁厚較厚的管子更換會(huì)比較容易。44目前四十四頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)a）列管的取出

將管子從管板中取出的方法，因設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)型式和加工設(shè)備的不同而有所不同。對(duì)于浮頭式或填料函式列管換熱器，由于可取出帶管板的管束，若要整體更換管子，可以將管束從管板的內(nèi)側(cè)用氣割割去，為了防止氣割時(shí)火焰對(duì)管板加熱而產(chǎn)生的變形，一般距管板l00mm以上，然后車去或鉆去管子與管板的連接部位，沖出或拔出留在管板上的管子。如果只更換部分管子，則應(yīng)在鉆床上將兩端管板處的管端部分鉆掉，沖出管子。也可用專用取管設(shè)備來(lái)進(jìn)行更換管束?？梢灾苯訉⒐馨蹇變?nèi)的管頭部分鉆掉，再割斷連接管板的定位拉桿，將管束取出。45目前四十五頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)列管的取出46目前四十六頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)列管的取出47目前四十七頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)b）管板孔的清理、修磨、檢查將管板孔周圍的毛刺去除，管孔內(nèi)如有介質(zhì)結(jié)晶物或結(jié)垢，應(yīng)用磨孔機(jī)或鋼絲刷清理干凈，有油污要用丙酮或四氯化碳清洗，避免焊接管子時(shí)產(chǎn)生氣孔。利用舊管板時(shí)，管孔可能偏大，但不能超過(guò)管孔最大允許偏差的1.5倍，所以在鉆或車管時(shí)，要對(duì)照孔的尺寸，以免管板報(bào)廢，如出現(xiàn)個(gè)別孔超差可填焊處理，這樣往往會(huì)增加修復(fù)的工作量和難度。管板上管孔直徑的允許偏差可參見(jiàn)表4-3。48目前四十八頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)管子外徑管孔直徑最大偏差用舊管板最大孔徑管子外徑管孔直徑最大偏差用舊管板最大孔徑￠19￠25￠32￠19.4￠25.4￠32.50.20.240.3￠19.6￠25.64￠32.8￠38￠45￠57￠38.5￠45.5￠57.70.30.40.4￠38.8￠45.9￠58.1表4-3管板的管孔偏差49目前四十九頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)c）換熱管的要求

管子材料的硬度要比管板材料的硬度小HB30左右，否則要在管端150～200mm范圍內(nèi)進(jìn)行退火處理。管子應(yīng)符合GB5310-89《高壓無(wú)縫鋼管》、GB3087-89《低中壓無(wú)縫鋼管》的要求。若為中高精度冷拔管，管子的焊接部位或脹接部位不能有縱向缺陷的痕跡，但允許有深度不超過(guò)0.1mm的環(huán)向溝槽。對(duì)于管束長(zhǎng)的換熱管，允許每根管子有一道對(duì)接焊縫，對(duì)于U形管允許有兩道對(duì)接焊縫，但兩道焊縫之間的距離應(yīng)不小于300mm，對(duì)接焊縫應(yīng)平滑，對(duì)口錯(cuò)邊量不得超過(guò)管子壁厚的15%，對(duì)接后管子的直線度以不影響順利穿管為限。并進(jìn)行直徑0.85倍內(nèi)徑的通球試驗(yàn)，焊后應(yīng)進(jìn)行單管水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為管程設(shè)計(jì)壓力的2倍（GB151-199990頁(yè)6.3換熱管中的換熱管拼接中的g）。50目前五十頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)d）穿管前的準(zhǔn)備工作

①切管。手工操作一般用割管刀，管子長(zhǎng)度偏差為±0.2mm。②退火。如果管子的硬度不能滿足低于管板硬度HB30左右時(shí)，采用退火的辦法來(lái)增加管子的可塑性，保證管子在脹接時(shí)必須具有的塑性變形，并使脹接的塑性變形處和翻邊喇叭口處不發(fā)生裂紋。③磨管。管子兩端120～150mm處要磨光，去掉鐵銹和污物，露出金屬光澤。51目前五十一頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)e）管束的組裝

如管子不是全部更換，可將準(zhǔn)備好的管子穿進(jìn)管孔，并在兩端預(yù)留好適當(dāng)長(zhǎng)度。如果管束要全部更換，就要制作相應(yīng)的組裝工具，做好人力、物力和工具的準(zhǔn)備，對(duì)浮頭式換熱器、U形管換熱器和固定管板式換熱器管束的組裝步驟可參考其相應(yīng)資料。

52目前五十二頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)Ⅴ、換熱管與管板的連接

列管式換熱器的檢修及制造過(guò)程，最重要的是管子與管板的連接，連接方法根據(jù)換熱器的使用條件、檢修或加工條件不同而異。但基本可分為脹接、焊接、脹焊并用三大類。脹接有機(jī)械滾脹、液壓脹管、液袋脹管、橡膠脹管、爆炸脹管，但最常用的是液壓脹管。焊接有電焊和氬弧焊、高頻焊接、爆炸焊等，最常用的是電焊和氬弧焊。焊脹并用的有強(qiáng)度焊加貼脹、強(qiáng)度焊加強(qiáng)度脹、強(qiáng)度脹加密封焊等。53目前五十三頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)（1）機(jī)械滾脹

①工作原理

利用脹管器滾柱的壓力，使管子端部的金屬壁受到內(nèi)擠壓被脹大，當(dāng)管子外壁與管板孔壁的金屬產(chǎn)生變形時(shí)，由于管子的變形量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于孔壁的變形量，從而使管子產(chǎn)生流動(dòng)塑性變形。當(dāng)撤去脹管器后，孔壁馬上發(fā)生彈性收縮。將管子脹大的部分緊緊抱住，使管子與管板緊密相連。為了使管子能抗一定的拉脫應(yīng)力，還可借助翻邊脹管器將管子伸出部分翻成喇叭口形狀，預(yù)防管子在運(yùn)行時(shí)從管孔中被拉出。54目前五十四頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)滾柱脹管示意圖55目前五十五頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)②影響脹管質(zhì)量的因素

影響脹管質(zhì)量的因素：

一是管子與管板材料的強(qiáng)度。一般管板比管子材質(zhì)的硬度高，這樣在脹管過(guò)程中管板基本上不產(chǎn)生塑性變形，只是管子產(chǎn)生塑性變形，依靠管板彈性變形的收縮得到強(qiáng)度高、密封可靠的脹接。假若管子材料硬度高，管板管孔被脹大，發(fā)生塑性變形，管子是部分彈性變形，則脹接質(zhì)量反而下降，所以一般選用硬度差在HB30~50范圍內(nèi)的管板與管子。56目前五十六頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)

二是管子與管孔接合面情況。管頭表面與管孔內(nèi)壁的加工質(zhì)量，對(duì)脹管質(zhì)量好壞影響較大，如加工得較粗糙，管子與管孔壁接合面摩擦力大，脹接密封可靠性高，若表面不平整，接合面不嚴(yán)密，脹接處易產(chǎn)生泄漏。若加工精度高，加工面光潔，脹接得就很嚴(yán)密，它們之間的摩擦力較小，抗拉脫力也就小，因此，管子和管孔表面加工不應(yīng)太粗糙，但也不需太光潔。由于管頭的變形比管孔大，故管頭的表面較管孔加工精細(xì)些，管孔只要求潔凈，并用粗砂布略為打光即可。當(dāng)管子與管板的硬度差較大時(shí)，表面可粗糙些，當(dāng)兩者硬度較接近時(shí)，表面加工要光潔一些。57目前五十七頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)

當(dāng)管板孔徑與管子外徑間隙過(guò)小時(shí)，管子在脹緊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形，并因冷作硬化容易產(chǎn)生裂紋。間隙過(guò)大時(shí)，管子的塑性變形不足。當(dāng)退出脹管后，部分彈性變形恢復(fù)，使換熱管抗壓力和溫差波動(dòng)能力小，易產(chǎn)生泄漏，有時(shí)甚至使管子與管板被拉脫。常用的間隙值見(jiàn)表4-4。表4-4管板孔徑與管子外徑的間隙管子外徑管板孔徑與管子的間隙e管子外徑管板孔徑與管子的間隙e最大最小最大最小￠19￠250.50.50.300.30￠38￠570.81.00.350.5558目前五十八頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)③脹管的操作工藝。

操作者應(yīng)掌握有關(guān)脹接技術(shù)的基本知識(shí)，例如，脹接原理、脹緊度、影響脹接質(zhì)量的因素，熟知脹管器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，了解脹管的全部過(guò)程及要求等。另外，還要求操作者對(duì)操作比較熟練，并且具有一定經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)觀察分析能判斷脹接質(zhì)量，并熟知脹管過(guò)程中的設(shè)備及人身安全注意事項(xiàng)。59目前五十九頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)試脹在進(jìn)行大量的脹管工作前，為保證脹接質(zhì)量一次成功，必須要進(jìn)行試脹。試脹時(shí)，一切條件（包括管子與管板的材質(zhì)及其力學(xué)性能、尺寸、脹管工具、周圍環(huán)境及操作者）均應(yīng)與實(shí)際工作條件一致。在試脹中應(yīng)精確地測(cè)量脹管前后管子與管板孔的直徑，以確定所獲得的脹管率，并仔細(xì)觀察外表面的各種跡象及管子軸向伸長(zhǎng)量。脹后還要進(jìn)行密封試驗(yàn)、抗拉脫試驗(yàn)，最后將管子從管板中取出，觀察被脹部分的變形情況。在弄清以上情況后，就可以鑒定試驗(yàn)的脹接質(zhì)量，并按設(shè)計(jì)制造要求最后確定脹接工藝。60目前六十頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)脹接前的準(zhǔn)備及檢查除管板及管子材質(zhì)、尺寸、外觀與力學(xué)性能等均符合規(guī)定要求外，必須選擇一種與管子內(nèi)徑及管板厚度相適合的脹管器，并在脹前進(jìn)行詳細(xì)檢查。緊固

在脹管時(shí)，如有密封焊加強(qiáng)度脹或強(qiáng)度焊加貼脹，都要先進(jìn)行焊接后再脹接，因先脹后焊易形成氣孔，影響密封性能。只進(jìn)行脹接的管子在脹管前要先將管子的一端固定，另一端便可開(kāi)始脹接。61目前六十一頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)脹接順序

脹接時(shí)由于管子伸長(zhǎng)對(duì)管板產(chǎn)生一個(gè)反力。若脹接順序不合理，則管板可能產(chǎn)生各種變形。一般脹接順序有兩種不同的做法。一種是，一端管板從中央開(kāi)始按對(duì)角線，從里向外呈放射狀向外脹。另一種是，在脹第二端管板時(shí)，為了減少管子的殘余縱向應(yīng)力，應(yīng)當(dāng)從管板最外層的管子先脹，逐步從外圍按對(duì)角線向里脹，最后到中心，否則會(huì)使中心部分管子的拉應(yīng)力增加很大。對(duì)薄管板采用強(qiáng)度脹密封的換熱器，特別要根據(jù)管子的壁厚及管板的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)來(lái)確定采用的脹管順序，否則會(huì)對(duì)管板產(chǎn)生破壞。62目前六十二頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)脹管時(shí)的注意事項(xiàng)手動(dòng)脹接時(shí)，應(yīng)盡量保持脹桿轉(zhuǎn)速及用力均勻，為了保證潤(rùn)滑及冷卻脹管器滾柱，每脹一根管都要注一次機(jī)油，為防止?jié)L柱與脹桿的退火，每脹四個(gè)管頭，就應(yīng)把脹管器的各零件拆開(kāi)，在煤油中清洗，并仔細(xì)檢查有否損壞，然后重新抹油繼續(xù)使用。脹接時(shí)周圍環(huán)境溫度不得低于—10℃，發(fā)現(xiàn)脹接質(zhì)量不符合要求時(shí)，可以重脹，重脹不能超過(guò)三次。63目前六十三頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)（2）爆炸脹接

如圖4-15所示。爆炸脹接是利用高能炸藥，在爆炸瞬間所產(chǎn)生沖擊波的巨大壓力，迫使脹接部位的管子高速產(chǎn)生塑性變形，從而使管子和管板脹接在一起。它是在爆炸熱、塑性變形熱和摩擦及碰撞熱造成的瞬時(shí)高溫和高壓情況下完成脹接的新工藝。圖4-15爆炸脹管64目前六十四頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)a．優(yōu)點(diǎn)脹接部位抗拉脫力及密封性好，對(duì)于高溫高壓下工作的厚壁管與密封焊并用，效果更好。適用范圍廣，可用于各種金屬。包括管子和管板是異種金屬、硬度和熔點(diǎn)相差很大的管子與管板脹接。由于脹接時(shí)的變形速度快，因此管子向外伸長(zhǎng)率和管板的變形都較小。勞動(dòng)強(qiáng)度小、工效高、爆炸技術(shù)簡(jiǎn)單，可同時(shí)起爆數(shù)個(gè)甚至成百上千個(gè)，容易控制掌握，不需專用設(shè)備，成本較低。對(duì)于小管徑管、厚壁管、厚管板、不銹鋼管、合金鋼管、鋁合金管、銅管的脹接比機(jī)械滾脹有利。65目前六十五頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)b．注意事項(xiàng)要正確選用用藥量，用藥量小管子不易脹牢，過(guò)大則會(huì)炸裂管子，造成管板和管孔塑性變形大，而且會(huì)增大返修的難度。要合理控制好管子與管孔的間隙。間隙過(guò)小，易引起管子與管板只產(chǎn)生彈性變形，脹不緊管子。間隙過(guò)大，易使管子過(guò)大變形，產(chǎn)生裂紋，造成泄漏或脹不緊管子即“松脹”。66目前六十六頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)（3）液壓脹管液壓脹管機(jī)的結(jié)構(gòu)前面已有介紹。脹管介質(zhì)常用油或水。在管子內(nèi)表面施加脹管所需要的高壓，使管子產(chǎn)生塑性變形，實(shí)現(xiàn)管子管孔的脹接。此種脹管器在國(guó)內(nèi)外都有。液壓脹管優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣，勞動(dòng)強(qiáng)度低，密封性能好，在脹接處的表面不易產(chǎn)生微裂紋，脹接殘應(yīng)力低，脹接緊度容易控制。缺點(diǎn)是管子內(nèi)徑和管板孔的加工尺寸公差要求嚴(yán)格，公差范圍小，比較適用于精拔管和數(shù)控機(jī)床加工的管板；泄漏的介質(zhì)對(duì)其它管孔會(huì)造成污染，影響脹管質(zhì)量；加工費(fèi)用比較高，一般用于要求密封性嚴(yán)格，工作參數(shù)高的換熱器生產(chǎn)。67目前六十七頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)液壓脹管工作原理圖68目前六十八頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)（4）焊接在換熱器制造工藝中，近年來(lái)采用焊接法所占的比重正在增加。焊接比脹接更能保證嚴(yán)密性。在檢修和制造中，對(duì)多次補(bǔ)脹無(wú)效的管子，最后采用的方法也是焊接。目前對(duì)于碳鋼和低合金鋼，工藝介質(zhì)在溫度高于250℃，壓力為中壓時(shí)的換熱器，也主要采用焊接結(jié)構(gòu)。除了工藝介質(zhì)的溫度和壓力因素決定管子與管板的連接方式外，當(dāng)介質(zhì)毒性強(qiáng)，與大氣混合易起火或爆炸，介質(zhì)滲漏性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境有污染或產(chǎn)品純度高不允許介質(zhì)混雜的換熱器，管子與管板的連接常采用焊接結(jié)構(gòu)。69目前六十九頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)換熱管與管板的焊接70目前七十頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)用管板焊接機(jī)焊接管子和管板71目前七十一頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)影響焊接質(zhì)量的因素很多，有環(huán)境條件、管子與管板材料本身的可焊性能、焊接工藝的制定、連接尺寸和結(jié)構(gòu)型式等多種因素，其中結(jié)構(gòu)尺寸和焊接工藝是保證強(qiáng)度與防止泄漏的重要因素。72目前七十二頁(yè)\總數(shù)八十二頁(yè)\編于十八點(diǎn)焊接的結(jié)構(gòu)型式，對(duì)于管端焊接，應(yīng)根據(jù)管子與管板材料、物理性能、焊接性能和介質(zhì)的工藝參數(shù)來(lái)決定。焊接結(jié)構(gòu)型式主要有兩大類，一種是用脹接保證強(qiáng)度，用焊接保證密封；另一種是用焊接來(lái)保證強(qiáng)度和密封的型式，分別如圖4-16和圖4-17所示。圖4-16焊接結(jié)構(gòu)型式（一）圖4-17焊接結(jié)構(gòu)型式（二）73目前七十三頁(yè)\