固定管板式换热器失效分析及检修.pdf

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1、石油和化工设备一62一2013年第16卷固定管板式换热器失效分析及检修孙亚娟，赵靓(天津渤海化工集团有限责任公司天津化工厂，天津300480)[摘要]介绍了固定管板式换热器的结构类型和特点，失效的原因及具体的检修方法，阐述了固定管板式换热器常用的压力检验方法。[关键词]固定管板式换热器；换热管；失效；腐蚀；检修；压力检验换热器是用于完成各种传热过程的设备，是同可为胀接、焊接和胀焊并用。接头形式不同，化工、石化、炼油、核电及众多工业部门广泛使失效形式各异。一种情况是因本身质量差或操作用的通用工艺设备。在化工厂中，换热设备的投中冷热交变应力的影响，导致胀接

2、处出现松弛而资约占总投资的l0％一20％，为保证换热器的安全发生泄漏。另一种情况是因封口焊缝的腐蚀而发平稳运行，日常维护及定期检修非常重要。我厂生泄漏。管板与换热管的焊接接头受载较特殊，换热设备中，使用最多的是固定管板式换热器。除管壳程压力外，还有因胀接、焊接的应力存在，极易在管板、胀焊区发生裂纹。另外还有因1固定管板式换热器的结构特点换热管的塑性不好或者对换热管管头的热处理方固定管板式换热器是两端管板与壳体连接成法不当而使换热管胀接后管头出现裂纹，在使用一体。由外壳、管板、管束、封头等主要部件组中由于缺陷扩展而导致泄漏。成。壳体中设置有管束，管束两端

3、采用焊接、胀接2．3换热管束的腐蚀失效或胀焊并用的方法将管子固定在管板上，管板外周围和封头法兰用螺栓紧固。固定管板式换热器的优换热器中，最常见的腐蚀部位是换热管。其点是结构简单、紧凑，能承受较高的压力，造价腐蚀原因主要有三种情况：一是管内壁因异物积低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换；累导致的局部腐蚀；二是管内和管外流体对管壁缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相的腐蚀，即应力腐蚀，造成整个管壁减薄；三是差较大时，壳体和管束中会产生较大的热应力，当管端发生缝隙腐蚀。此外，因换热管本身质量不达标存在着缺陷，使用后缺陷逐步暴露会加速腐流体温差较

4、大时，应考虑热补偿。蚀，进而引起换热器失效。2固定管板式换热器的常见失效形式3固定管板式换热器的检修换热器常见的失效形式是因腐蚀而泄漏、管束堵塞等。腐蚀的部位主要在壳体、换热管与管3．1堵管技术板的连接处及换热管。在现场经试压试验检出泄漏的换热管，可采用堵管的方法作为应急修复措施，一般情况下，2．1壳体失效堵管总数不得超过换热管总数的1O％，对于管口换热器内的流质在与换热器表面接触时，通比较规整的管子，管板与换热管的连接方式为焊常由于流速过大，冲刷壳体表面造成构件表面局接，可将堵头加工成圆柱形，这样管板与堵头焊部腐蚀损坏，这类腐蚀为磨损腐蚀。当壳体材质

5、接时产生的焊接变形主要集中在堵头上，从而减与其他元件长期接触时，在接触部位容易产生电少了管板的焊接应力。管板与换热管的连接方式化学腐蚀。另外，不锈钢材质的壳体焊接部位可为胀接的，可把堵头加工成有锥度的楔形。楔形能产生晶间腐蚀。由于焊接应力的存在，在有应堵头最好直接用力砸死，而不采取与管板焊接的力腐蚀的介质中容易产生应力腐蚀。2．2管板与换热管连接处的失效作者简介：孙亚娟(198O一)，女，山西文水人，太原理工大学毕业，本科，工程师。在天津渤海化工集团有限责任公司天津管板与换热管的连接形式根据使用工况的不化工厂从事施工管理及质量检验工作。第2期孙亚娟等固

6、定管板式换热器失效分析及检修一6lj．方式，应特别注意的是，对于那些采用胀接的换应符合下列要求：①碳素钢和低合金钢制设备，热管，绝不能采用焊接形式。否则容易给管子形气体温度不得低于15℃；②其它材质的设备，气成拉托，造成周围其他胀接列管的松脱，以致造体温度应符合设计图样的要求。气压试验时，成泄漏。压力应缓慢上升，至试验压力的10％，且不超过3．2补胀或补焊0．05MPa，保压5min，对所有焊缝和连接处进行初次泄漏检查，如有泄漏，应卸压修补后重新升对于管子或管板的连接失效可以进行重新补压。初检合格后，再继续升压至试验压力的5O％，胀和补焊或胀焊并用的方

7、法。一般采用手工补胀其后再按试验压力的l0％的逐级升至试验压力，保的方式，管子与管板封口焊缝发生泄漏时，可将压5min后，将压力降至设计压力，并保压足够时原焊缝打磨干净后再进行补焊。补焊时应局部进间，对设备进行详细检查，无漏气、无异常声响行，不要影响其他处的焊口质量。为合格。如有泄漏，卸压后进行修补，再重新进3-3换管行试压。对于管子泄漏数量超过10％的换热器，应该换4．3氨渗漏试验管。因堵管过多必然会影响其换热效果；更严重对于管程工作压力高于壳程工作压力或工作的是，堵管后由于增大了温差应力，将加快换热压力较高且对气密性要求较严的换热器，可采用管自身的

8、应力腐蚀，管子会发生较严重的破坏，充入10％～30％(体积)氨的方法进行氨渗漏试可能导致换热管