管壳式换热器的维修

1、管壳式换热器的维修管壳式换热器检维修的儿点经验摘 要:本文将近两年管壳式换热器检维修施丄中积累的儿点经验进行了简要总 结。关键词:管壳式换热器 浮头式，型管式 垫片 浮头盖法兰机加工 盲板钻孔前H管壳式换热器是石油、化工生产中应用最广的热交换设备，我公司现有换热器 近2000台。由于其型式结构、使用条件多样性，在运行中可能会发生多种形式的 失效，因而换热器检维修工作也便成为保证生产装置安全平稳运行的一项重要工 作。换热器检修工作量往往占装置总检修工作量的50%-70%o本文将近两年管壳 式换热器检维修施工中积累的一些经验进行总结，用于指导今后换热器检维修，也 便于同兄弟单位共同交流提高。1换热

2、器垫片型式选用1. 1执行设计要求的原则换热器垫片的选用应依据设讣图纸的要求。实际应用时很多换热器设计图样中 为缠绕垫、波齿复合垫片，而往往根据经验选用高强石墨垫代用，有的场合缠绕垫 代用了波齿复合垫片，这种做法是不对的。因为即便选用的垫片与工况适合，但工 艺、操作波动时，承波动载荷的性能不同，所以不能随意改动设计垫片型式、材 质。设计图纸中要求管箱、浮头垫片有分程筋条时，还应要求垫片整体加工。1. 2对照标准规范选用换热器垫片选型应参照现行标准规范，相关标准有：(1) GB 151-1999管壳式换热器P155附录H -&氏；垫片>,如后页附表1。(2) JB/T 47

3、04-2000非金属软垫片；JB /T 4705-2000缠绕垫片； JB/T 4706-2000金属包垫片；JB/T 4707, -2000压力容器法兰。以上压力容器的现行标准规范垫片选用表中无金属波齿复合垫、高强石墨垫垫 片。如选用这两种垫片可参照石油化工设备维护检修规程(第一分册)P283, SHS 01009-2004管壳式换热器维护检修规程表1 <密封垫片选用表;选 型。1表 l<GB 151-1999 垫片>2表2 SHS 01009-2004管壳式换热器维护检修规程<密封垫片选用表>2 U型管换热器试压程序众所

4、周知，浮头式换热器按照规范试压为三遍：管束试压一管程试压一壳程试 压。而以往U型管换热器试压通常为两遍，即管束试压一管程试压。山于U型管换热器是适用于高温、高圧和高温差的换热器，我公司多数U型管换热器壳程介质为关键匸艺介质、易燃易爆危险介质，如三蒸憎脱丁 烷塔底重沸器E-1206/AB (BJU1600)壳程介质为油气;80万柴油加氢氢压机出口冷 却器E-7、E-8/2、E-9/2壳程介质为氢气。3新区煤柴油加氢、制氢、加氢裂化、渣油加氢等装置含此类U型管换热器也较 多。因此为检查管箱侧垫片(管束垫片)的密封效果，保证此类关键换热器的安全运 行，这类U型管换热器试压也应试三遍，即管束试压一管程

5、试压一壳程试压。3浮头换热器浮头法兰平面测量与机加丄3.1浮头式换热器发生内漏，管壳程介质互串，除管束泄漏外还可能是浮头法 兰密封泄漏，因此浮头式换热器检维修时应排查浮头法兰密封是否泄漏。3.2首先拆外头盖后，向管程充压，检查浮头垫片的密封情况。3.3浮头法兰经长时间运行后发生变形、与浮动管板密封面平行度超标，也能 导致浮头法兰密封失效而泄漏，因此还必须进行浮头法兰密封面的平面度检测，表 3为平面度允差值。表3平面度允许公差值（mm）如发现浮头法兰变形超差必须进行机加工处理。浮头法兰与勾圈相对的端面也 要进行机加工（同样加工量），使之与密封面保持平行。有隔层板的要重新修磨密封 端面，保证与浮头

6、法兰密封面在一个平面内。3.4浮头法兰变形、平面度超标不能满足密封要求而导致装置运行时换热器内 漏情况,如2011年5月17 0 60万连续重整脱C6塔底重沸器E-212（BJS1500）换 热器内漏，经车床测量密封面平面度差为3mm。图1为机加工后的浮头法兰。图1 60万连续重整E-212浮头法兰4试压胎具尺寸的快速确定换热器检维修前需准备好试压用夹圈、假帽，这就需要确定试压胎具的儿个主 要特征尺寸。夹圈主要特征尺寸:孔心直径、孔径及个数、厚度。假帽主要特征尺 寸：内径Di、深度h、4孔径及个数（法兰式）。换热器组件拆卸之前，快速准确确定所需试压胎具的特 征尺寸方法有查阅设计图纸、现场实测对

7、照标准确定。4. 1查阅设计图纸通过查阅设计图纸确定夹圈、假帽特征尺寸是最准确便捷的预判方法。夹圈的3个特征尺寸对应图纸管箱法兰螺栓孔心直径、孔径孔及个数、厚度。假帽特征尺 寸：内径Di二浮动管板外径D+2、3mm，深度h（即浮动管板伸出壳体长度）二L（管束长 度）-L1 （壳体长度）-8 1 （固定管板厚度）- 5 2 （浮动管板厚度），法兰式假帽孔径及个 数对应外头盖法兰（或外头盖侧法兰）螺栓孔径及个数。4.2现场实测 对照标准确 定除少数特殊换热器的管箱法兰、外头盖法兰为非标法兰外，大多数换热器管箱 法兰标准为JB/T 4703-2000长颈对焊法兰，外头盖法兰标准为JB 4721-92

8、外头盖侧法兰。可以利用盘尺测量管箱法兰外径、外头盖法兰（或外头盖侧法 兰）外径，算出其外径。同时记录下现场换热器螺栓大小及个数，再对照两个标 准，查对应尺寸得出。如2011年新区停检前定制试压胎具时，220万连续重整E- 2111、柴油加氢E-1507为随机带设备、无图纸，这两台夹圈的定制数据就是通过 实测、比照标准方法得出。表4 2011年4月定制夹圈数据表5 JB/T 4703-2000法兰数据需要注意的是，鉴于试压时强度要求以及适用管箱螺栓螺纹长度的考虑，夹圈 厚度不能太薄，应参照管箱法兰厚度，与之相近。如三蒸憎轻桂回收塔底重沸器 E-1206/AB拆修工前准备发现管箱法兰厚度195mm

9、,现有满足孔心直径及孔径、个 数的夹圈为80mm,厚度相差太大，最终将石脑油加氢高换E1302A-R定制的180mm 夹圈改孔后用于E-1206/AB试压。5试压盲板钻孔换热器拆修试压时经常遇到管壳程试压盲板无位置、堵完盲板后无处排气的问 题，如气分、催化、蒸镭等装置的塔底重沸器。有时为了加堵试压盲板，需要拆除 相连管段其至现场动火割除管线、试压结束后再恢复。遇到这类情况可以采取在盲 板侧面钻孔用于加压（充水）、试压系统排气的方式予以解决（图2）,也能够减少浮 头式换热器、U型管换热器三遍试压时通过拆把壳程法兰盲板排气的工作量。一般情况1二80-100mm, 4）d二6、8、10,可根据盲板厚

10、度H及实际需要确定。 盲板厚度除满足试压强度要求、钻排气孔的需要外，还需考虑夹持盲板的法兰螺栓 长度是否合适，否则需工前准备相应长度、数量的螺栓。图2盲板钻排气孔示意图在2011年渣油加氢E1818拆修试压，制氢I系列换热器E-1911 I、E-1902I抢修换垫以及三蒸憎轻炷回收消缺换垫E-1206/AB等多套装置换热器检维修中得到了很好的应用。由此可见，盲板钻孔排气的方法能广泛应用与现 场换热器拆修试压。图3为三蒸® E-1206A试压时盲板钻排气孔的应用实例。图3盲板钻排气孔应用实例-三蒸镭E-1206A壳程出口盲板6试压过程保护螺栓措施换热器试压值通常是最高操作压力的1.25

11、倍再乘温度校核系数，这样比换热 器运行时压力要大。试压安装夹圈时，为了降低装拆螺栓的工作量，常习惯性隔儿 个孔穿螺栓紧固（图4）,尤其有些压力较高换热器把夹圈时还需要用液压扳手紧 固，这样使得螺柱在紧固过程中受力过大、被拉伸，造成螺母与螺栓粘连从而无法 拆除，只能用锯割方法破坏性拆卸（图5）。这6样不但造成换热器管箱螺栓的损耗，其至延误换热器回装工期。因此，安装夹圈、法兰式假帽时如果利用管箱螺栓等换热器本体螺栓，要注意 保护螺栓，将螺栓安装齐全;高压换热器用液压扳手紧固安装夹圈时，螺栓也要涂 抹防咬合剂（图6）。图4试压夹圈隔孔穿螺栓紧固图3某换热器夹圈拆除时锯割的螺栓图6用于安装夹圈的管箱螺栓涂抹防咬合剂7结束语本文对管壳式换热器检维修的儿点经验进行归纳总结，用于指导今后换热器检 维修工作。管壳式换热器检维修是一项较复杂的系统工作，需要工前策划考虑全 面，对既定的方案应予以认真执行，不能随意更改，否则可能遇到现场变更施工方案而产生手段材料、机具准备不充分，比原定方案