管壳式换热器的维护与检修(机)

1、1 管壳式换热器管壳式换热器 的维的维护与检护与检修修 机械维修公司机械维修公司 20152015年年0909月月日日 2 一、管壳式换热器的维护一、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三、管壳式换热器的检修 、检修前的准备、检修前的准备 、清理、清理 、壳体部分的修理、壳体部分的修理 、换热管的检修、换热管的检修 、换热管与管板的连接、换热管与管板的连接 、检验与验收、检验与验收 目录 3 、引言、引言 由于换热设备由于换热设备 是石油、化工是石油、化工 生产中应用最生产中应用最 普遍的单元设普遍的单元设 备，几乎在

2、每备，几乎在每 套装置中都会套装置中都会 出现，因此其出现，因此其 数量之大是不数量之大是不 言而喻的，随言而喻的，随 之而来的维护之而来的维护 检修工作量也检修工作量也 就非常重。就非常重。 一、管壳式换热器的维一、管壳式换热器的维 护护 4 5、换热器总装图、换热器总装图 浮头式换热器浮头式换热器 6 日常维护日常维护 、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（进冷换设备）不大于200200，以免造成涂层破坏。

3、，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，避免造装置开停工过程中，换热器应缓慢升温和降温，避免造 成压差过大和热冲击，同时应遵循停工时成压差过大和热冲击，同时应遵循停工时“先热后冷先热后冷”，即，即 先退热介质，再退冷介质；先退热介质，再退冷介质；开工时开工时“先冷后热先冷后热”，即先进冷，即先进冷 介质，后进热介质。介质，后进热介质。 7 、在开工前应确认螺纹锁紧环式换热器系统通畅，避在开工前应确认螺纹锁紧环式换热器系统通畅，避 免管板单面超压免管板单面超压。 、认真检查设备运行参数，严禁超温、超压。认真检查设备运行参数，严禁超温、超压。对按压对按压 差设计的换热器，

4、在运行过程中不得超过规定的压差。差设计的换热器，在运行过程中不得超过规定的压差。 8 、操作人员应严格遵守安全操作规程，定时对换热设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备进行巡回检查，检查基础支座稳固及设备泄漏设备泄漏等。等。 、应经常对管、壳程介质的温度及压降进行检查，分应经常对管、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。析换热器的泄漏和结垢情况。在压降增大和传热系数降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。有效的方法进行清洗。

5、 9 、在操作运行时，有防腐涂层的冷换设备应严格控在操作运行时，有防腐涂层的冷换设备应严格控 制温度，避免涂层损坏。制温度，避免涂层损坏。 、应经常检查换热器的振动情况。应经常检查换热器的振动情况。 、保持保温层完好。保持保温层完好。 10 二、换热器的常见故障原因及处理方法二、换热器的常见故障原因及处理方法 序号序号故障现象故障现象故障原因故障原因处理方法处理方法 1 1 两种介质两种介质 互串（内互串（内 漏）漏） 换热管腐蚀穿孔、开裂换热管腐蚀穿孔、开裂 换热管与管板胀口（焊口）裂换热管与管板胀口（焊口）裂 开开 浮头式换热器浮头法兰密封漏浮头式换热器浮头法兰密封漏 螺纹锁紧环式换热器螺

6、纹锁紧环式换热器管板管板密封密封 漏漏 更换或堵死更换或堵死泄漏的换热管泄漏的换热管 重胀（补焊）或堵死重胀（补焊）或堵死 紧固螺栓或更换密封垫片紧固螺栓或更换密封垫片 紧固内圈压紧螺栓或更换紧固内圈压紧螺栓或更换 盘根盘根( (垫片垫片) ) 2 2 法兰处密法兰处密 封泄漏封泄漏 垫片承压不足、腐蚀、变质垫片承压不足、腐蚀、变质 螺栓强度不足，松动或腐蚀螺栓强度不足，松动或腐蚀 法兰刚性不足与密封面缺陷法兰刚性不足与密封面缺陷 法兰不平行或错位法兰不平行或错位 垫片质量不好垫片质量不好 紧固螺栓更换垫片紧固螺栓更换垫片 螺栓材质升级、紧固螺栓螺栓材质升级、紧固螺栓 或更换螺栓或更换螺栓 更

7、换法兰、或处理缺陷更换法兰、或处理缺陷 重新组对或更换法兰重新组对或更换法兰 更换垫片更换垫片 常见故障与处理常见故障与处理 、常见故障与处理常见故障与处理 11 序号序号故障现象故障现象故障原因故障原因处理方法处理方法 3 3 传热效传热效 果差果差 换热管结垢换热管结垢 水质不好、油污与微生水质不好、油污与微生 物多物多 隔板短路隔板短路 化学清洗或射流清洗垢化学清洗或射流清洗垢 物物 加强过滤、净化介质，加强过滤、净化介质， 加强水质管理加强水质管理 更换管箱垫片或更换隔更换管箱垫片或更换隔 板板 4 4 阻力降超阻力降超 过允许值过允许值 过滤器失效过滤器失效 壳体、管内外结垢壳体、管

8、内外结垢 清扫或更换过滤器清扫或更换过滤器 用射流或化学清洗垢物用射流或化学清洗垢物 5 5 振动严重振动严重 因介质频率引起的共振因介质频率引起的共振 外部管道振动引发的共外部管道振动引发的共 振振 改变流速或改变管束固改变流速或改变管束固 有频率有频率 加固管道，减小振动加固管道，减小振动 常见故障与处理（续）常见故障与处理（续） 12 、密封垫片密封垫片的选用要求的选用要求 介质介质 法兰公称压法兰公称压 力力MPa 介质温度介质温度 法兰密法兰密 封面形式封面形式 垫片名称垫片名称垫片材料或牌号垫片材料或牌号 烃类化 合物 （烷 烃、芳 香烃、 环烷烃、 烯烃） 氢气和 有机溶 剂（甲

9、 醇、乙 醇、苯、 酚、糠 醛、氨） P1.6 200平面耐油橡胶石棉板垫片耐油橡胶石棉板 600 平面 凹凸面 缠绕式垫片、高强石 墨垫、波齿复合垫 金属带、柔性石墨 Ocr18Ni9、316L、 OCr13 P4.0 200平面耐油橡胶石棉板垫片 耐油橡胶石棉板 201450 凹凸面 榫槽面 缠绕式垫片、高强石 墨垫、波齿复合垫 金属带、柔性石墨 OCr18Ni9、316L、 OCr13 451600 缠绕式垫片、波齿复 合垫 金属带、柔性石墨 OCr18Ni9、OCr13 4.0P6.4 200缠绕式垫片金属带、柔性石墨 201450 缠绕式垫片、高强石 墨垫片、波齿复合垫 片 金属带、

10、柔性石墨 OCr18Ni9、316L、 OCr13 451600 缠绕式垫片、波齿复 合垫 金属带、柔性石墨 OCr18Ni9、316L 6.4P35 200 平面平垫铝08 450 凹凸面 梯形槽 金属齿形垫片、椭圆 形垫片或八角形垫片 10、柔性石墨 0Cr18Ni9、316L 451600 200 锥面透镜垫 10 47510MoWVNb 13 密封垫片密封垫片的选用要求（续）的选用要求（续） 介质介质 法兰公称压法兰公称压 力力MPaMPa 介质温度介质温度 法兰密法兰密 封面形式封面形式 垫片名称垫片名称垫片材料或牌号垫片材料或牌号 水、盐、 空气、 煤气、 蒸汽、 惰性气 体 P1

11、.6200平面橡胶石棉板垫片XB-200橡胶石棉板 1.6P4.0350 凹凸面 缠绕式垫片、 高强石墨垫片 0Cr18Ni9、316L、 金属带、柔性石墨 4.0P6.4450 6.4P35450 梯形槽 椭圆形垫片或八 角形垫片 10、316L、0Cr13 注：注： 苯对耐油橡胶石棉垫片中的丁腈橡胶有溶解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。作用，不宜选用。 浮头等内部连接用的垫片，不宜用非金属软浮头等内部连接用的垫片，不宜用非金属软 垫片。垫片。 14 、螺栓、螺母螺栓、螺母的选用要求的选用要求 螺栓用钢螺栓用钢螺母用钢螺母用钢使用温度使用温度 Q235-AQ235-A

12、 Q215- -20300 35 Q235-A 20 25-20350 40MnB 35，40Mn，45 -20400 10MnVB 40Cr 30CrMoA 40Mn，45 35CrMoA -100500 35CrMoA 40Mn，45 -20400 35CrMoA 30CrMoA，35CrMoA -100500 35CrMoVA 35CrMoA，35CrMoVA-20425 15 螺栓用钢螺栓用钢螺母用钢螺母用钢使用温度使用温度 25Cr2MoVA 30CrMoA，35CrMoA-20500 25Cr2MoVA-20550 40CrNiMoA 35CrMoA，40CrNiMoA-70350

13、 1Cr5Mo 1Cr5Mo-20600 2Cr13 1Cr13，2Cr13-20400 0Cr18Ni9 1Cr13-20600 0Cr18Ni9-253700 0Cr18Ni10Ti 0Cr18Ni10Ti-196700 0Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2-253700 （续）表（续）表 16 、螺栓螺栓拧紧顺序拧紧顺序 拧 紧 换拧 紧 换 热器螺栓热器螺栓 时时，一般一般 应按应按右图右图 表示的顺表示的顺 序进行序进行， 并应涂抹并应涂抹 适当的螺适当的螺 纹润滑剂纹润滑剂 或防咬合或防咬合 剂。剂。螺栓拧紧顺序螺栓拧紧顺序 17 三、管壳式换热器的检修三、管壳式换热

14、器的检修 、检修前的准备、检修前的准备 以以U U形管式换热器为例，说明一般的检修过程。形管式换热器为例，说明一般的检修过程。 设备安全交出设备安全交出 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 备泄压，把介质排放干净，置换合格后加盲板，交付检修单位的备泄压，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。该项项目负责人。 U U型管式换热器 型管式换热器 检修前的检查检修前的检查 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

15、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，并做管口，有无垢层以及腐蚀产物在箱内堆集，并做 好记录。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。 18 19 检修前的检查（中段油水冷器）检修前的检查（中段油水冷器） 20 某厂炼油生产部二催化（中段油冷却器（中段油/水） 21 某厂

16、汽提塔底冷却器某厂汽提塔底冷却器H-711 22 对换热管泄漏进行标记、处理对换热管泄漏进行标记、处理 23 换热器管束的拆卸换热器管束的拆卸 24 换热器的检修拆装换热器的检修拆装 要测量存在腐蚀地方的要测量存在腐蚀地方的厚度厚度，腐蚀，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对于管内及管板的腐 蚀或漏点部位，可采用涡流探伤查找，蚀或漏点部位，可采用涡流探伤查找， 涡流探伤的原理是，涡流探伤的原理是，用非磁性管子配上用非磁性管子配上 专用探头插入高频磁场内，在管内产生专用探头插入高频磁场内，在管内产生 涡流。涡流

17、。涡流的大小或变化程度受涡流的大小或变化程度受金属材金属材 料的材质、成分、形状、尺寸、管子减料的材质、成分、形状、尺寸、管子减 薄、伤痕等的影响。薄、伤痕等的影响。 25 U形管式换热器可抽芯检查，确定管子外部和筒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。体的腐蚀情况。管子的检查，管子的检查，非铁磁性管子可用非铁磁性管子可用着着 色探伤色探伤检查表面微裂纹和气孔等缺陷，碳钢管子除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，还可用空气、氮气，有的甚至可可用着色探伤外，还可用空气、氮气，有的甚至可 用氨来检查。用氨来检查。其方法是用橡胶塞子塞好管子一端，其方法是用橡胶塞

18、子塞好管子一端， 用肥皂水和发泡剂或用用肥皂水和发泡剂或用pH试纸放在管子另一端，就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 在可检查出有 泄 漏 的 管 子 。 试 验 压 力 要 控 制 在 0.3MPa以下。以下。 对于对于U形管式换热器的管箱与壳体可以用测厚、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，探伤和肉眼检查各易产生腐蚀和泄漏的部位，对于对于 列管式换热器可以通过测厚、拆卸前的气密实验确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定壳体的泄漏部位，还可通

19、过对各应力集中部位增 加测厚个数来补充检查。加测厚个数来补充检查。 26 、清理、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。随随 着换热器运行时间的延长，往往会因流体介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，因而使换热器各传结垢或积污，甚至堵塞，因而使换热器各传 热面的传热系数或传热面积减小，从而降低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。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

20、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。 27 28 换热管束的结垢换热管束的结垢 29 换热器管束的清理换热器管束的清理 机械清理机械清理 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， 可以用专用清管刷可以用专用清管刷(大小按管径选大小按管径选)， 一头穿粗铁丝，将清管刷从换热管一头穿粗铁丝，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热管结合不太紧密的积垢或堆积异 物。物。 30 31 机械清洗机械清洗 高压水冲洗清理高压水冲洗清理 高压水冲洗清理是利用高压清洗泵打出的高

21、压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位，它的压力调节范围是0100MPa，当结垢不，当结垢不 太紧密时，可选择压力在太紧密时，可选择压力在40MPa左右，当结垢坚左右，当结垢坚 硬紧密时，还可以将高合金喷头塞入管内采用更硬紧密时，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。器的设备壳体

22、及管束表面的结垢和异物。对于有对于有 污物、沉淀、结垢不紧密的其它管壳式换热器，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，也可以用视设备结构特点，也可以用2030MPa的高压水的高压水 冲洗管子，如冲洗管子，如U形管可以在两个管端冲洗，亦能清形管可以在两个管端冲洗，亦能清 理好。理好。 32 33高压水冲洗清理高压水冲洗清理 需需 清清 洗洗 部部 位位 化学除垢清理化学除垢清理 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

23、盐和硅一般对硫酸盐和硅 酸水垢采用碱洗法清洗，对碳酸水垢则用酸洗涤剂清洗。酸水垢采用碱洗法清洗，对碳酸水垢则用酸洗涤剂清洗。 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

24、分析过大的腐蚀，并按一定的时间对清洗液取样分析Fe3+浓浓 度的变化情况。度的变化情况。 34 化学除垢在实际清洗中最基本方法有三种：化学除垢在实际清洗中最基本方法有三种：浸泡浸泡 法、喷淋法、强制循环法。法、喷淋法、强制循环法。但在实际应用中常是但在实际应用中常是 两种方法混合使用，两种方法混合使用，如浸泡法与强制循环法常相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。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，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的结垢情况，以确定在化学清洗前应查清各部分的结垢情况，以确定 配制酸碱溶液

25、的浓度。配制酸碱溶液的浓度。此外，在准备清洗液时，此外，在准备清洗液时， 必须考虑加入相应的必须考虑加入相应的缓蚀剂，缓蚀剂，缓蚀剂的作用是不缓蚀剂的作用是不 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，用般在硝酸洗垢时，用Lan-5Lan-5缓蚀剂。用盐酸洗垢缓蚀剂。用盐酸洗垢 时，常用时，常用02-02-缓蚀剂。而用铬酸洗垢可不加缓蚀缓蚀剂。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剂。酸洗时酸浓度及缓蚀剂用量见表4-14-1及表及表4-24-2。 35 36 强制循环法化学清洗示意图强制循环法化学清洗示意图 加加 入

26、入 化化 学学 药药 品品 37 表表4-1 硝酸浓度及缓蚀剂用量硝酸浓度及缓蚀剂用量 结垢厚度/mm酸洗浓度/%酸洗温度/Lan-5缓蚀剂/% 510143040 注：注：1缓蚀剂量是相对于总酸液量的质量分数。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，对薄垢循环酸洗在上述浓度范围内，对薄垢循环酸洗2h，对厚垢循环酸洗，对厚垢循环酸洗46h。 表表4-2 盐酸溶液浓度及盐酸溶液浓度及02-缓蚀剂用量缓蚀剂用量 从事清洗的作业人员应穿戴好耐酸碱腐蚀的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，特别要保护好工作服，并佩戴好劳动保护用品，特别要保护好 眼睛、

27、手和脚，防止加药时飞溅烧伤，在清洗现眼睛、手和脚，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，防止他人误场要拉好警戒线，有专人负责安全，防止他人误 入引发事故。入引发事故。在化学清洗前要检查由在化学清洗前要检查由清洗设备、清洗设备、 清洗槽、输送管道、被清洗的换热器清洗槽、输送管道、被清洗的换热器组成的循环组成的循环 系统，确定此系统与其它设备相隔绝，以免清洗系统，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。液进入其它设备内或影响他人的安全。在清水循在清水循 环时，要消除存在外漏的地方，防止输送回管堵环时，要消除存在外漏的地方，防止输送回管堵 塞和

28、跑液。废液要进行必要的无害处理后才能排塞和跑液。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。腐蚀等安全责任事故。 38 、壳体部分的修理、壳体部分的修理 换热器壳体出现损坏的状况不多，一般发生一般发生 在封头密封面和壳体接管处。在封头密封面和壳体接管处。封头密封面损坏封头密封面损坏 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质冲蚀而造成的；壳体接管处的损坏是由于接 管与筒体是角焊缝，介质从补强圈的排气孔外管与筒体是角焊缝

29、，介质从补强圈的排气孔外 漏。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，采用小的可在装密封垫时，采用 涂胶的方法处理，如用耐高温的涂胶的方法处理，如用耐高温的“液态密封垫液态密封垫” 或或“704704胶胶”；对于冲蚀可采用手工氩弧焊后，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它地方。从接管处的角焊缝泄漏或从有补强板 39 的排气孔泄漏，都是由于接管角焊缝的的排气孔泄漏，都是由于接管角焊缝的 泄漏引起的。泄漏引起的。若是碳钢壳体，可以用碳若是碳钢壳

30、体，可以用碳 弧气刨，刨开泄漏处的角焊缝，但应注弧气刨，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，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选用适合的焊条或焊丝及焊接工艺进行 焊接。焊接。需热处理的要进行局部热处理，需热处理的要进行局部热处理， 消除部分应力。消除部分应力。对于不锈钢的壳体，可对于不锈钢的壳体，可 以用以用角式磨光机磨开泄漏点，很小的漏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，点也可用旋转锤磨开，工作量较大时， 可用等离子割开泄漏处的焊缝，可用等离子割开泄漏处的焊缝，角式磨角式磨 光机磨好焊口，再选用合

31、适的焊条焊丝光机磨好焊口，再选用合适的焊条焊丝 及焊接工艺处理。及焊接工艺处理。 40 、换热管的检修、换热管的检修 换热管的损坏方式：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对于换热管来说，一般有两个地方容易损坏泄 漏：漏：一是管子管板的连接处，二是管子本身泄漏。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：换热管的损坏原因： 换热管由于流体介质的腐蚀、磨损、冲刷、装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。因产生裂纹、穿孔而发生泄漏。 管子

32、与管板连接方式有胀接、焊接和胀焊连接。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 。 41 换热管的检修换热管的检修 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。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 直径应等于直径应等于0.850.85倍的管子内径尺寸

33、，锥度为倍的管子内径尺寸，锥度为1 1：1010， 堵头材料应选用硬度低于或等于管子硬度的材料。堵头材料应选用硬度低于或等于管子硬度的材料。用用 堵塞换热管消漏的方法，一般堵管的数量要小于或等堵塞换热管消漏的方法，一般堵管的数量要小于或等 于总换热管数的于总换热管数的10%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。 42 金属堵头堵管金属堵头堵管43 换热管的更换换热管的更换 在换热管更换以前，首先要将管束进行试漏，在换热管更换以前，首先要将管束进

34、行试漏， 确定需更换的管子，并做好标记。确定需更换的管子，并做好标记。对于对于U形管换形管换 热管束，外围的管子是可以更换的，但对于管束热管束，外围的管子是可以更换的，但对于管束 里层的管子则无能为力，只有当里层的管子则无能为力，只有当U 形换热管的泄形换热管的泄 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。管子，重新将管子与管板连接好。由于是旧管，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。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

35、因为管束长，特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，有一定的难度，对于换热管管径较大、壁厚较厚对于换热管管径较大、壁厚较厚 的管子更换会比较容易。的管子更换会比较容易。 44 a a）列管的取出）列管的取出 将管子从管板中取出的方法，因设备本身的结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。构型式和加工设备的不同而有所不同。对于浮头式对于浮头式 或填料函式列管换热器，或填料函式列管换热器，由于可取出带管板的管束，由于可取出带管板的管束， 若要整体更换管子，若要整体更换管子，可

36、以将管束从管板的内侧用气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割割去，为了防止气割时火焰对管板加热而产生的 变形，一般距管板变形，一般距管板l00 mml00 mm以上，然后车去或钻去管以上，然后车去或钻去管 子与管板的连接部位，冲出或拔出留在管板上的管子与管板的连接部位，冲出或拔出留在管板上的管 子。子。如果只更换部分管子，如果只更换部分管子，则应在钻床上将两端管则应在钻床上将两端管 板处的管端部分钻掉，冲出管子。也可用专用取管板处的管端部分钻掉，冲出管子。也可用专用取管 设备来进行更换管束。可以直接将管板孔内的管头设备来进行更换管束。可以直接将管板孔内的管

37、头 部分钻掉，再割断连接管板的定位拉杆，将管束取部分钻掉，再割断连接管板的定位拉杆，将管束取 出。出。 45 46 列管的取出列管的取出 47 列管的取出列管的取出 b b）管板孔的清理、修磨、检查）管板孔的清理、修磨、检查 将管板孔周围的毛刺去除，管孔内如有介管孔内如有介 质结晶物或结垢，应用磨孔机或钢丝刷清理干质结晶物或结垢，应用磨孔机或钢丝刷清理干 净，有油污要用丙酮或四氯化碳清洗，避免焊净，有油污要用丙酮或四氯化碳清洗，避免焊 接管子时产生气孔。接管子时产生气孔。利用旧管板时，管孔可能利用旧管板时，管孔可能 偏大，但不能超过管孔最大允许偏差的偏大，但不能超过管孔最大允许偏差的1.5倍，

38、倍， 所以在钻或车管时，要对照孔的尺寸，以免管所以在钻或车管时，要对照孔的尺寸，以免管 板报废，如出现个别孔超差可填焊处理，板报废，如出现个别孔超差可填焊处理，这样这样 往往会增加修复的工作量和难度。往往会增加修复的工作量和难度。管板上管孔 直径的允许偏差可参见表4-3。 48 管 子 外 径 管 孔 直 径 最 大 偏 差 用旧管板最大孔径 管 子 外 径 管 孔 直 径 最 大 偏 差 用旧管板最大孔径 19 25 32 19.4 25.4 32.5 0.2 0.24 0.3 19.6 25.64 32.8 38 45 57 38.5 45.5 57.7 0.3 0.4 0.4 38.8

39、45.9 58.1 49 表表4-3 4-3 管板的管孔偏差管板的管孔偏差 c c）换热管的要求）换热管的要求 管子材料的硬度要比管板材料的硬度小管子材料的硬度要比管板材料的硬度小HB30左右，左右， 否则要在管端否则要在管端150150200mm200mm范围内进行退火处理。范围内进行退火处理。管子应管子应 符合符合GB5310-89GB5310-89高压无缝钢管高压无缝钢管、GB3087-89GB3087-89低中压低中压 无缝钢管无缝钢管的要求。的要求。若为中高精度冷拔管，管子的焊接若为中高精度冷拔管，管子的焊接 部位或胀接部位不能有纵向缺陷的痕迹，部位或胀接部位不能有纵向缺陷的痕迹，但

40、允许有深度但允许有深度 不超过不超过0.1mm0.1mm的环向沟槽。的环向沟槽。对于管束长的换热管，允许每对于管束长的换热管，允许每 根管子有一道对接焊缝，对于根管子有一道对接焊缝，对于U U形管允许有两道对接焊缝，形管允许有两道对接焊缝， 但两道焊缝之间的距离应不小于但两道焊缝之间的距离应不小于300mm300mm，对接焊缝应平滑，对接焊缝应平滑， 对口错边量不得超过管子壁厚的对口错边量不得超过管子壁厚的15%15%，对接后管子的直线，对接后管子的直线 度以不影响顺利穿管为限。并进行直径度以不影响顺利穿管为限。并进行直径0.850.85倍内径的通倍内径的通 球试验，焊后应进行单管水压试验，试

41、验压力为管程设球试验，焊后应进行单管水压试验，试验压力为管程设 计压力的计压力的2 2倍倍（GB151-1999 90GB151-1999 90页页6.36.3换热管中的换热管中的6.3.36.3.3换换 热管拼接中的热管拼接中的g g）。）。 50 d d）穿管前的准备工作）穿管前的准备工作 切管。切管。手工操作一般用割管刀，管子长度偏手工操作一般用割管刀，管子长度偏 差为差为0.2mm0.2mm。 退火。退火。如果管子的硬度不能满足低于管板硬如果管子的硬度不能满足低于管板硬 度度HB30左右时，采用退火的办法来增加管子左右时，采用退火的办法来增加管子 的可塑性，保证管子在胀接时必须具有的塑

42、的可塑性，保证管子在胀接时必须具有的塑 性变形，并使胀接的塑性变形处和翻边喇叭性变形，并使胀接的塑性变形处和翻边喇叭 口处不发生裂纹。口处不发生裂纹。 磨管。磨管。管子两端管子两端120120150mm150mm处要磨光，去掉处要磨光，去掉 铁锈和污物，露出金属光泽。铁锈和污物，露出金属光泽。 51 e e）管束的组装）管束的组装 如管子不是全部更换，可将准备好的如管子不是全部更换，可将准备好的 管子穿进管孔，并在两端预留好适当长度。管子穿进管孔，并在两端预留好适当长度。 如果管束要全部更换，就要制作相应的组如果管束要全部更换，就要制作相应的组 装工具，做好人力、物力和工具的准备，装工具，做好

43、人力、物力和工具的准备， 对浮头式换热器、对浮头式换热器、U形管换热器和固定管形管换热器和固定管 板式换热器管束的组装步骤可参考其相应板式换热器管束的组装步骤可参考其相应 资料资料。 52 、换热管与管板的连接、换热管与管板的连接 列管式换热器的检修及制造过程，列管式换热器的检修及制造过程，最重要最重要 的是管子与管板的连接，的是管子与管板的连接，连接方法根据换热连接方法根据换热 器的使用条件、检修或加工条件不同而异。器的使用条件、检修或加工条件不同而异。 但基本可分为胀接、焊接、胀焊并用三大类。但基本可分为胀接、焊接、胀焊并用三大类。 胀接有机械滚胀、液压胀管、液袋胀管、橡胀接有机械滚胀、液

44、压胀管、液袋胀管、橡 胶胀管、爆炸胀管，但最常用的是液压胀管。胶胀管、爆炸胀管，但最常用的是液压胀管。 焊接有电焊和氩弧焊、高频焊接、爆炸焊等，焊接有电焊和氩弧焊、高频焊接、爆炸焊等， 最常用的是电焊和氩弧焊。最常用的是电焊和氩弧焊。焊胀并用的有强焊胀并用的有强 度焊加贴胀、强度焊加强度胀、强度胀加密度焊加贴胀、强度焊加强度胀、强度胀加密 封焊等。封焊等。 53 （1 1）机械滚胀）机械滚胀 工作原理工作原理 利用胀管器滚柱的压力，使管子端部的利用胀管器滚柱的压力，使管子端部的 金属壁受到内挤压被胀大，当管子外壁与管金属壁受到内挤压被胀大，当管子外壁与管 板孔壁的金属产生变形时，由于管子的变形

45、板孔壁的金属产生变形时，由于管子的变形 量远远大于孔壁的变形量，从而使管子产生量远远大于孔壁的变形量，从而使管子产生 流动流动塑性变形塑性变形。当撤去胀管器后，孔壁马上。当撤去胀管器后，孔壁马上 发生发生弹性收缩弹性收缩。将管子胀大的部分紧紧抱住，。将管子胀大的部分紧紧抱住， 使管子与管板紧密相连。使管子与管板紧密相连。为了使管子能为了使管子能抗一抗一 定的拉脱应力，还可借助翻边胀管器将管子定的拉脱应力，还可借助翻边胀管器将管子 伸出部分翻成喇叭口形状，预防管子在运行伸出部分翻成喇叭口形状，预防管子在运行 时从管孔中被拉出。时从管孔中被拉出。 54 55 滚柱胀管示意图滚柱胀管示意图 影响胀管

46、质量的因素影响胀管质量的因素 影响胀管质量的因素：影响胀管质量的因素： 一是管子与管板材料的强度。一是管子与管板材料的强度。一般管板一般管板 比管子材质的硬度高，这样在胀管过程中管比管子材质的硬度高，这样在胀管过程中管 板基本上不产生塑性变形，只是管子产生塑板基本上不产生塑性变形，只是管子产生塑 性变形，依靠管板弹性变形的收缩得到强度性变形，依靠管板弹性变形的收缩得到强度 高、密封可靠的胀接。假若管子材料硬度高，高、密封可靠的胀接。假若管子材料硬度高， 管板管孔被胀大，发生塑性变形，管子是部管板管孔被胀大，发生塑性变形，管子是部 分弹性变形，则胀接质量反而下降，分弹性变形，则胀接质量反而下降，

47、所以一所以一 般选用硬度差在般选用硬度差在HB3050范围内的管板与管范围内的管板与管 子。子。 56 二是管子与管孔接合面情况。二是管子与管孔接合面情况。管头表面与管管头表面与管 孔内壁的加工质量，对胀管质量好坏影响较大，孔内壁的加工质量，对胀管质量好坏影响较大， 如加工得较粗糙，管子与管孔壁接合面摩擦力大，如加工得较粗糙，管子与管孔壁接合面摩擦力大， 胀接密封可靠性高，若表面不平整，接合面不严胀接密封可靠性高，若表面不平整，接合面不严 密，胀接处易产生泄漏。若加工精度高，加工面密，胀接处易产生泄漏。若加工精度高，加工面 光洁，胀接得就很严密，它们之间的摩擦力较小，光洁，胀接得就很严密，它们

48、之间的摩擦力较小， 抗拉脱力也就小，因此，管子和管孔表面加工不抗拉脱力也就小，因此，管子和管孔表面加工不 应太粗糙，但也不需太光洁。由于管头的变形比应太粗糙，但也不需太光洁。由于管头的变形比 管孔大，故管头的表面较管孔加工精细些，管孔管孔大，故管头的表面较管孔加工精细些，管孔 只要求洁净，并用粗砂布略为打光即可。只要求洁净，并用粗砂布略为打光即可。当管子当管子 与管板的硬度差较大时，表面可粗糙些，当两者与管板的硬度差较大时，表面可粗糙些，当两者 硬度较接近时，表面加工要光洁一些。硬度较接近时，表面加工要光洁一些。 57 当管板孔径与管子外径间隙过小时，管子在胀紧时，当管板孔径与管子外径间隙过小

49、时，管子在胀紧时， 会产生较大的塑性变形，并因冷作硬化容易产生裂纹。会产生较大的塑性变形，并因冷作硬化容易产生裂纹。 间隙过大时，管子的塑性变形不足。当退出胀管后，部 分弹性变形恢复，使换热管抗压力和温差波动能力小， 易产生泄漏，有时甚至使管子与管板被拉脱。常用的间 隙值见表4-4。 58 表表4-4 管板孔径与管子外径的间隙管板孔径与管子外径的间隙 管子外径管子外径 管板孔径与管子管板孔径与管子 的间隙的间隙e 管子外径管子外径 管板孔径与管子管板孔径与管子 的间隙的间隙e 最大最大最小最小最大最大最小最小 19 25 0.5 0.5 0.30 0.30 38 57 0.8 1.0 0.35

50、 0.55 胀管的操作工艺。胀管的操作工艺。 操作者应掌握有关胀接技术的基本知操作者应掌握有关胀接技术的基本知 识，例如，胀接原理、胀紧度、影响胀识，例如，胀接原理、胀紧度、影响胀 接质量的因素，熟知胀管器的结构和运接质量的因素，熟知胀管器的结构和运 动特点，了解胀管的全部过程及要求等。动特点，了解胀管的全部过程及要求等。 另外，还要求操作者对操作比较熟练，另外，还要求操作者对操作比较熟练， 并且具有一定经验，通过观察分析能判并且具有一定经验，通过观察分析能判 断胀接质量，并熟知胀管过程中的设备断胀接质量，并熟知胀管过程中的设备 及人身安全注意事项。及人身安全注意事项。 59 u试胀试胀 在进

51、行大量的胀管工作前，为保证胀接 质量一次成功，必须要进行试胀。试胀时，一切 条件（包括管子与管板的材质及其力学性能、尺 寸、胀管工具、周围环境及操作者）均应与实际 工作条件一致。在试胀中应精确地测量胀管前后在试胀中应精确地测量胀管前后 管子与管板孔的直径，以确定所获得的胀管率，管子与管板孔的直径，以确定所获得的胀管率， 并仔细观察外表面的各种迹象及管子轴向伸长量。并仔细观察外表面的各种迹象及管子轴向伸长量。 胀后还要进行胀后还要进行密封试验、抗拉脱试验，密封试验、抗拉脱试验，最后将管最后将管 子从管板中取出，观察被胀部分的变形情况。子从管板中取出，观察被胀部分的变形情况。在 弄清以上情况后，就

52、可以鉴定试验的胀接质量， 并按设计制造要求最后确定胀接工艺。 60 u胀接前的准备及检查胀接前的准备及检查 除管板及管子材质、 尺寸、外观与力学性能等均符合规定要求 外，必须选择一种与管子内径及管板厚度必须选择一种与管子内径及管板厚度 相适合的胀管器，相适合的胀管器，并在胀前进行详细检查。 u紧固紧固 在胀管时，如有密封焊加强度胀或在胀管时，如有密封焊加强度胀或 强度焊加贴胀，强度焊加贴胀，都要先进行都要先进行焊接后再胀接，焊接后再胀接， 因先胀后焊易形成气孔，影响密封性能。因先胀后焊易形成气孔，影响密封性能。 只进行胀接的管子在胀管前要先将管子的只进行胀接的管子在胀管前要先将管子的 一端固定

53、，另一端便可开始胀接。一端固定，另一端便可开始胀接。 61 u胀接顺序胀接顺序 胀接时由于管子伸长对管板产生 一个反力。若胀接顺序不合理，则管板可能产 生各种变形。一般胀接顺序有两种不同的做法。 一种是，一端管板从中央开始按对角线，从里一种是，一端管板从中央开始按对角线，从里 向外呈放射状向外胀。向外呈放射状向外胀。另一种是，在胀第二端另一种是，在胀第二端 管板时，为了减少管子的残余纵向应力，应当管板时，为了减少管子的残余纵向应力，应当 从管板最外层的管子先胀，逐步从外围按对角从管板最外层的管子先胀，逐步从外围按对角 线向里胀，最后到中心，否则会使中心部分管线向里胀，最后到中心，否则会使中心部

54、分管 子的拉应力增加很大。子的拉应力增加很大。对薄管板采用强度胀密对薄管板采用强度胀密 封的换热器，特别要根据管子的壁厚及管板的封的换热器，特别要根据管子的壁厚及管板的 结构和材质来确定采用的胀管顺序，否则会对结构和材质来确定采用的胀管顺序，否则会对 管板产生破坏。管板产生破坏。 62 u胀管时的注意事项胀管时的注意事项 手动胀接时，应尽手动胀接时，应尽 量保持胀杆转速及用力均匀，为了保证润量保持胀杆转速及用力均匀，为了保证润 滑及冷却胀管器滚柱，每胀一根管都要注滑及冷却胀管器滚柱，每胀一根管都要注 一次机油，为防止滚柱与胀杆的退火，每一次机油，为防止滚柱与胀杆的退火，每 胀四个管头，就应把胀

55、管器的各零件拆开，胀四个管头，就应把胀管器的各零件拆开， 在煤油中清洗，并仔细检查有否损坏，然在煤油中清洗，并仔细检查有否损坏，然 后重新抹油继续使用。后重新抹油继续使用。胀接时周围环境温胀接时周围环境温 度不得低于度不得低于1010，发现胀接质量不符合，发现胀接质量不符合 要求时，可以重胀，重胀不能超过要求时，可以重胀，重胀不能超过三次三次。 63 （2 2）爆炸胀接）爆炸胀接 如图4-15所示。爆炸胀接是利用高能炸药，在爆炸瞬爆炸胀接是利用高能炸药，在爆炸瞬 间所产生冲击波的巨大压力，迫使胀接部位的管子高速产间所产生冲击波的巨大压力，迫使胀接部位的管子高速产 生塑性变形，从而使管子和管板胀

56、接在一起。生塑性变形，从而使管子和管板胀接在一起。它是在爆炸它是在爆炸 热、塑性变形热和摩擦及碰撞热造成的瞬时高温和高压情热、塑性变形热和摩擦及碰撞热造成的瞬时高温和高压情 况下完成胀接的新工艺。况下完成胀接的新工艺。 64 图图4-15 爆炸胀管爆炸胀管 a优点优点 胀接部位抗拉脱力及密封性好，对于高温高压下工 作的厚壁管与密封焊并用，效果更好。 适用范围广，可用于各种金属。包括管子和管板是适用范围广，可用于各种金属。包括管子和管板是 异种金属、硬度和熔点相差很大的管子与管板胀接。异种金属、硬度和熔点相差很大的管子与管板胀接。 由于胀接时的变形速度快，因此管子向外伸长率和由于胀接时的变形速度

57、快，因此管子向外伸长率和 管板的变形都较小。管板的变形都较小。 劳动强度小、工效高、爆炸技术简单，可同时起爆 数个甚至成百上千个，容易控制掌握，不需专用设 备，成本较低。 对于小管径管、厚壁管、厚管板、不锈钢管、合金 钢管、铝合金管、铜管的胀接比机械滚胀有利。 65 b注意事项注意事项 要正确选用用药量，用药量小管子不易要正确选用用药量，用药量小管子不易 胀牢，过大则会炸裂管子，造成管板和管胀牢，过大则会炸裂管子，造成管板和管 孔塑性变形大，而且会增大返修的难度。孔塑性变形大，而且会增大返修的难度。 要合理控制好管子与管孔的间隙。要合理控制好管子与管孔的间隙。间隙间隙 过小，易引起管子与管板只

58、产生弹性变形，过小，易引起管子与管板只产生弹性变形， 胀不紧管子。间隙过大，易使管子过大变胀不紧管子。间隙过大，易使管子过大变 形，产生裂纹，造成泄漏或胀不紧管子即形，产生裂纹，造成泄漏或胀不紧管子即 “松胀松胀”。 66 （3 3）液压胀管）液压胀管 液压胀管机的结构前面已有介绍。胀管介质胀管介质 常用油或水。常用油或水。在管子内表面施加胀管所需要的高 压，使管子产生塑性变形，塑性变形，实现管子管孔的胀接。 此种胀管器在国内外都有。液压胀管优点是适用液压胀管优点是适用 范围广，劳动强度低，密封性能好，在胀接处的范围广，劳动强度低，密封性能好，在胀接处的 表面不易产生微裂纹，胀接残应力低，胀接

59、紧度表面不易产生微裂纹，胀接残应力低，胀接紧度 容易控制。容易控制。缺点是管子内径和管板孔的加工尺寸缺点是管子内径和管板孔的加工尺寸 公差要求严格，公差范围小，比较适用于精拔管公差要求严格，公差范围小，比较适用于精拔管 和数控机床加工的管板；泄漏的介质对其它管孔和数控机床加工的管板；泄漏的介质对其它管孔 会造成污染，影响胀管质量；加工费用比较高，会造成污染，影响胀管质量；加工费用比较高， 一般用于要求密封性严格，工作参数高的换热器一般用于要求密封性严格，工作参数高的换热器 生产。生产。 67 68 液压胀管工作原理图液压胀管工作原理图 （4 4）焊接）焊接 在换热器制造工艺中，近年来采用焊接法

60、所占 的比重正在增加。焊接比胀接更能保证严密性。焊接比胀接更能保证严密性。 在检修和制造中，对多次补胀无效的管子，最在检修和制造中，对多次补胀无效的管子，最 后采用的方法也是焊接。后采用的方法也是焊接。目前对于碳钢和低合目前对于碳钢和低合 金钢，工艺介质在温度高于金钢，工艺介质在温度高于250250，压力为中压，压力为中压 时的换热器，也主要采用焊接结构。除了工艺时的换热器，也主要采用焊接结构。除了工艺 介质的温度和压力因素决定管子与管板的连接介质的温度和压力因素决定管子与管板的连接 方式外，当介质毒性强，与大气混合易起火或方式外，当介质毒性强，与大气混合易起火或 爆炸，介质渗漏性强，对环境有