氧压机管壳式换热器维修方法

氧压机管壳式 换热器维修方法

郭宝瑞

包钢钢联股份工程服务公司

摘要 本文叙述了氧压机管壳式换热器的结构形式，故障分析和检修方案。

关键词 换热器 结垢 腐蚀 清洗 试漏试压

1.引言

随着科技高速发展的今天，换热器已广泛应用于国内各个生产领域。换热器顾名思义就是用来热交换的机械设备。有气体-气体交换、液体-液体交换和气体-液体交换这几种。

2.氧压机管壳式换热器结构原理

管壳式换热器由一个壳体和包含许多管子的管束所构成，冷、热流体之间通过管壁进行换热的换热器。管壳式换热器作为一种传统的标准换热设备，在化工、炼油、石油化工、动力、核能和其他工业装置中得到普遍采用，特别是在高温高压和大型换热器中的应用占据绝对优势。通常的工作压力可达4兆帕，工作温度在200℃以下，在个别情况下还可达到更高的压力和温度。一般壳体直径在1800毫米以下，管子长度在9米以下,在个别情况下也有更大或更长的。

3.氧压机中间换热器故障和分析

一般氧压机换热器使用过程中，主要故障表现为换热器热交换效率低和换热器泄露两大类。热交换效率低主要原因是换热器结垢，在换热器运行过程中，大部分的换热器都存在结垢现象，污垢将与流体接触的换热表面覆盖，由于污垢的导热系数很低，因此污垢层严重影响了换热器的热交换效率。换热器的泄露主要原因为腐蚀导致的换热管或管板穿孔，温差应力造成换热管与管板涨接处出现裂纹等。

3.1.氧压机热交换效率降低原因分析

根据装置生产工艺特点分析，换热器热交换效率降低的原因有以下两点。

3.1.1.污垢堵塞换热器

换热器污垢按照其形成过程大致可分为以下几种：（1）溶液应溶解度变化在换热器表面析出晶体形成析晶污垢；（2）流体中的固体颗粒在换热器表面形成颗粒污垢；（3）换热器表面材料被腐蚀形成的腐蚀污垢；（4）换热器冷却水水质差以及添加药物形成污垢；

3.1.2冷却水在换热器中流程或流速变小或温度高

1）冷却水供水压力不足，入口管道有卡阻等导致冷却水流量或者流速降低

2）换热器折流板具可以起到改变壳程内流体的流向，提高壳程内流体的流速，增加介质的湍流程度，提高传热效率以及支撑管束的作用。如果腐蚀而不能起到折流作用。

3）氧压机换热器壳罩上两道密封垫损坏，导致一部分冷却水直接从换热器壳罩和壳体之间流走。降低换热效率。

4）冷却水温高冷却不充分导致换热效率低

3.2氧压机换热器的泄露分析

1）螺栓松动或者密封垫、填料损坏导致泄露。

2）介质冲刷引起的磨损，换热管锈蚀或者积垢腐蚀穿孔，致管束泄露。

3）换热管与管板间出现间隙导致泄露。

4.处理故障的方法

根据故障的不同采取不同的方法处理，一般积垢处理方法：高压水清扫，化学清洗。超声波清洗。腐蚀泄露处理方法：堵管，胀管，紧固，更换新部件等。具体如下：

4.1氧压机换热器积垢处理

4.1.1高压水清洗

高压水清洗是一种强力的清洗法，它利用高压水泵送出高压水，然后通过高压水枪直接将高压水喷射到需要清洗的部位。高压水清扫首先的把换热器芯子抽出，抽芯子步骤如下：

1）首先停水，停电，停气，在当班负责人签字后方可进行作业。

2）要拆卸的部位做好标记，拆卸前封头水侧连接法兰，前后封头气侧管道法兰、前后封头疏水器阀门，阀门、管道法兰拆开后需用干净的塑料布包好，防止污染并做好标记。准备支架将气侧管道支起防止管道下沉。拆掉填料压盖螺丝，取出填料。

3）用錾子、撬棍、千斤顶配合敲动换热器芯子，之后配合天车架工将换热器芯子从壳体中抽出。

抽出芯子放在检修区域拆开芯子壳罩即可进行高压水清扫。

此方法主要用于清理防护罩、壳体及管束表面结垢和异物，使用高压水冲洗清理比人工清理或者机械清理效率高，清理效果明显，但对于设备存在结垢严重、垢层坚硬的换热器，此法不可取。另高压水清洗水压力高，存在较大风险，因此需专人操作。

4.1.2化学清洗

化学清洗是使用化学试剂在换热器中进行循环，以溶解和消除污垢。化学清洗一般采用浸泡、喷淋和循环法。化学清洗中的循环法则需要把芯子装回去，装芯子按拆时相反装即可，装前个部件必须经过严格的脱脂，取样化验合格后方可回装。回装完成后连接管道开始循环清洗剂。

在实际操作中，靠上述一种清洗方式并不能达到理想的效果，因此可采用两种清洗方式结合对设备进行清洗。

4.1.2超声波清洗

超声波清洗（ultrasonic cleaning）是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。在实际操作中往往因为冷却器太大，无法放入发生槽内，导致无法清洗。

4.2氧压机换热器腐蚀泄露处理

判断换热器的腐蚀和泄露则需要把换热器芯子的前后封头拆掉。封头拆下用干净塑料布包好防止污染。并观察管束周围水迹，判断是管壁泄露还是管束泄露。如果无法判断出泄露位置则需要把芯子装在壳体里通水再观察。判断出准确的泄露位置并选择不同的方法进行处理，如下：

1）折流板、管板被腐蚀泄露，因根据其被腐蚀程度评估是否能够继续修复使用，对能修复的则采用打磨补焊的方式进行处理。如果不能则需更换。

2）换热器密封面泄露以及填料漏水，可通过预紧螺栓更换新密封垫、新填料的方式进行处理。因为有可能与氧气接触所以填料要选择四氟填料，填料漏水会使压圈紧固螺丝腐蚀锈死，因此螺丝都比较难拆卸，有时力大一点就会拧断螺丝，拆除压圈螺丝时需先清理锈垢，在螺丝处喷上松动液，使用合适的扳手拆卸，如果拧断螺丝那么就得用取断丝的方法取出断丝，断丝取出方法包括用断丝取出器取出，断丝处焊接新螺丝，电钻钻出，尖錾剔出等。有时紧固螺丝全部取掉后，压圈还是拿不下来，此时需把螺丝孔、压圈上的锈垢清理干净，再用扁錾一点一点胀出，胀时要均匀，防止歪斜卡死。

3）管束泄露，一般换热器管由于流体介质腐蚀、磨损、冲刷、装配拉伤及管子本身存在的缺陷或者壁厚偏差大等原因产生裂纹、而发生泄漏，管子管口处泄漏一般采用胀管修复，管板内侧泄漏，一般采用堵管处理或者换管处理。堵管：首先用单根打压的方式确定好那根为漏管，之后加工好尺寸合适的锥形铜销子再漏管两侧打紧 进行堵管处理。在泄露的换热管超过总管数百分之10的情况下，采用堵管的方式会对换热器的换热效率产生较大的影响，因此需要采用更换管束处理，针对泄漏管处采用大小合适的拔管器将管束取出，然后更换新的铜管束后，采用胀接或者焊接将铜管与管板进行固定。完成换管作业

4）换热管管壁泄露一般采用胀管的方法进行处理。根据管子的壁厚选择合适的膨胀量，一般第一次胀应选择50-60，如果第一次胀不住则选择更大的膨胀量70-80，最大膨胀量不能超过80.

5.试压试漏

氧压机换热器回装前必须对前、后封头，管束等与氧气接触的部位进行严格的脱脂，脱脂后需进行取样化验，化验合格后方可回装。检修完成后，需要对其试漏试压。一般采用直接通水憋压，12小时候后观察换热器管中是否有水，从而判断换热器是否漏水。

6.结束语

氧压机冷却器应其介质纯净度，流速等问题，容易出现各种故障。对此必须准确的寻找故障点吗，采取针对行的处理措施和维修方案，并在检修中不断的摸索总结。优化各维修程序，做到规范化检修，提高工作效率。缩短工期。排除故障。从而有效的降低设备维修成本和生产运行成本。