管殼式換熱器的維護(hù)與檢修

1、1,管殼式換熱器的維護(hù)與檢修,,2,一、管殼式換熱器的維護(hù)二、常見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,3,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，隨之而來的維護(hù)檢修工作量也就非常重。,

2、一、管殼式換熱器的維護(hù),4,,5,Ⅱ、換熱器總裝圖,浮頭式換熱器,6,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 、裝置開停工過程中，換熱器應(yīng)緩慢升溫和降溫，避免造成壓差過大和熱沖擊，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)；開工時(shí)“先冷后熱”，即先進(jìn)冷介質(zhì)，后進(jìn)熱介質(zhì)。,7,③ 、在開工前應(yīng)確認(rèn)螺紋

3、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。對按壓差設(shè)計(jì)的換熱器，在運(yùn)行過程中不得超過規(guī)定的壓差。,8,⑤ 、操作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，定時(shí)對換熱設(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。,9,⑦ 、在操作運(yùn)行時(shí)，有

4、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。,10,二、換熱器的常見故障原因及處理方法,常見故障與處理,Ⅰ、常見故障與處理,11,常見故障與處理（續(xù)）,12,∏、密封墊片的選用要求,13,密封墊片的選用要求（續(xù)）,注：①苯對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。,14,Ⅲ、螺栓、螺母的選用要求,15,（續(xù)）表,1

5、6,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潤滑劑或防咬合劑。,螺栓擰緊順序,17,三、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，說明一般的檢修過程。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,⑵．檢修前的檢查 在拆卸前，有保溫

6、的設(shè)備要拆去保溫層，搭好檢修用的腳手架和平臺，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異物堵住管口，有無垢層以及腐蝕產(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)人員不在場時(shí)，還需要通知工藝技術(shù)人員到場，讓其了解原因，以便工藝在運(yùn)行中采取相

7、應(yīng)對策。,18,19,檢修前的檢查（中段油水冷器）,20,某廠煉油生產(chǎn)部——二催化（中段油冷卻器（中段油/水））,,21,某廠汽提塔底冷卻器H-711,22,對換熱管泄漏進(jìn)行標(biāo)記、處理,,23,換熱器管束的拆卸,,24,換熱器的檢修拆裝,要測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

8、子配上專用探頭插入高頻磁場內(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,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)?，有的甚至可用氨來檢查。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.

9、3MPa以下。 對于U形管式換熱器的管箱與殼體可以用測厚、探傷和肉眼檢查各易產(chǎn)生腐蝕和泄漏的部位，對于列管式換熱器可以通過測厚、拆卸前的氣密實(shí)驗(yàn)確定殼體的泄漏部位，還可通過對各應(yīng)力集中部位增加測厚個(gè)數(shù)來補(bǔ)充檢查。,26,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，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，

10、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，故必須對換熱器進(jìn)行徹底的清理，清理方法主要有以下三種。,27,28,換熱管束的結(jié)垢,29,換熱器管束的清理,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)

11、合不太緊密的積垢或堆積異物。,30,31,機(jī)械清洗,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。對于有污物、

12、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。,32,33,高壓水沖洗清理,需清洗部位,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。一般對硫酸鹽和硅酸水垢采用堿洗法清洗，對碳酸水垢則用酸

13、洗滌劑清洗。對于一些流體介質(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，以免由于清洗的配方不當(dāng)對換熱器造成過大的腐蝕，并按一定的時(shí)間對清洗液取樣分析Fe3+濃度的變化情況。,34,化學(xué)除垢在實(shí)際清洗中最基本方法有三種：浸泡法、噴

14、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，一般是先浸泡再強(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

15、見表4-1及表4-2。,35,36,強(qiáng)制循環(huán)法化學(xué)清洗示意圖,加入化學(xué)藥品,37,表4-1 硝酸濃度及緩蝕劑用量,注：1．緩蝕劑量是相對于總酸液量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 2．在上述濃度范圍內(nèi)，對薄垢循環(huán)酸洗2h，對厚垢循環(huán)酸洗4～6h。,表4-2 鹽酸溶液濃度及02--緩蝕劑用量,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)場要拉好警戒線，有專人負(fù)責(zé)

16、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。,38,化學(xué)清洗的安全注意事項(xiàng)如下：,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

17、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,的排氣孔泄漏，都是由于接管角焊縫的泄漏引

18、起的。若是碳鋼殼體，可以用碳弧氣刨，刨開泄漏處的角焊縫，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。對于不銹鋼的殼體，可以用角式磨光機(jī)磨開泄漏點(diǎn)，很小的漏點(diǎn)也可用旋轉(zhuǎn)錘磨開，工作量較大時(shí)，可用等離子割開泄漏處的焊縫，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,Ⅳ、換熱管的檢修,換熱管的損壞方式： 對于換熱管來說，一般有兩個(gè)地方容

19、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)行無泄漏、不拉脫的基本要求 。,41,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)則無法修復(fù)。若泄

20、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)劃檢修期內(nèi)，而該換熱器換熱面積減少對系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響不大等

21、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,金屬堵頭堵管,43,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。對于U形管換熱管束，外圍的管子是可以更換的，但對于管束里層的管子則無能為力，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。對于列管式換熱器

22、，理論上可以根據(jù)更換的需要對換熱管任意更換。實(shí)際上往往因?yàn)楣苁L，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，對于換熱管管徑較大、壁厚較厚的管子更換會(huì)比較容易。,44,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)火焰對管板加熱而產(chǎn)

23、生的變形，一般距管板l00 mm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。,45,46,列管的取出,47,列管的取出,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)

24、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，但不能超過管孔最大允許偏差的1.5倍，所以在鉆或車管時(shí)，要對照孔的尺寸，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表4-3。,48,49,表4-3 管板的管孔偏差,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

25、圍內(nèi)進(jìn)行退火處理。管子應(yīng)符合GB5310-89《高壓無縫鋼管》、GB3087-89《低中壓無縫鋼管》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0.1mm的環(huán)向溝槽。對于管束長的換熱管，允許每根管子有一道對接焊縫，對于U形管允許有兩道對接焊縫，但兩道焊縫之間的距離應(yīng)不小于300mm，對接焊縫應(yīng)平滑，對口錯(cuò)邊量不得超過管子壁厚的15%，對接后管子的直線度以不影響順利穿管為限。并進(jìn)行直徑0.8

26、5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（GB151-1999 90頁6.3換熱管中的6.3.3換熱管拼接中的g）。,50,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

27、。管子兩端120～150mm處要磨光，去掉鐵銹和污物，露出金屬光澤。,51,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,Ⅴ、換熱管與管板的連接,列管式換熱器的檢修及制造過程，最重要的是管子與管板的連接，連接方法根據(jù)換熱器的

28、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,（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

29、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。,54,55,滾柱脹管示意圖,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，這樣在脹管過程中管板基本上不產(chǎn)生塑性變形，只

30、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。,56,二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

31、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,當(dāng)管板孔徑與管子外徑間隙過小時(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

32、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。常用的間隙值見表4-4。,58,表4-4 管板孔徑與管子外徑的間隙,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，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)，了解脹管的全部過程及要求等。 另外，還要求操作者對操作比較熟練，并且具有一定經(jīng)驗(yàn)，通過觀察分析能判斷脹接質(zhì)量，并熟知脹管過程中的設(shè)備及

33、人身安全注意事項(xiàng)。,59,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)

34、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,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，另一端便可開始脹接。,61,脹接順序 脹接時(shí)由于管子伸長對管板產(chǎn)生一

35、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，一端管板從中央開始按對角線，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)來確定采用的脹管順序，否則會(huì)對管板產(chǎn)生破壞。,62,脹管時(shí)的注意事項(xiàng)

36、 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，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，重脹不能超過三次。,63,（2）爆炸脹接 如圖4-15所示。爆

37、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。,64,圖4-15 爆炸脹管,a．優(yōu)點(diǎn)脹接部位抗拉脫力及密封性好，對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，

38、因此管子向外伸長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,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。間隙過小，易引起管子與管板只產(chǎn)生彈性變形，脹不緊管

39、子。間隙過大，易使管子過大變形，產(chǎn)生裂紋，造成泄漏或脹不緊管子即“松脹”。,66,（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

40、精拔管和數(shù)控機(jī)床加工的管板；泄漏的介質(zhì)對其它管孔會(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)。,67,68,液壓脹管工作原理圖,（4）焊接在換熱器制造工藝中，近年來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，對多次補(bǔ)脹無效的管子，最后采用的方法也是焊接。目前對于碳鋼和低合金鋼，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

41、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)。,69,70,換熱管與管板的焊接,71,用管板焊接機(jī)焊接管子和管板,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,焊接的結(jié)構(gòu)型式，對于管端焊接

42、，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；另一種是用焊接來保證強(qiáng)度和密封的型式，分別如圖4-16和圖4-17所示。,73,圖4-16 焊接結(jié)構(gòu)型式（一） 圖4-17 焊接結(jié)構(gòu)型式（二）,74,Ⅵ、試驗(yàn)與驗(yàn)收,1．試驗(yàn)（1）檢修記錄應(yīng)齊全準(zhǔn)確。（2）施工單位確認(rèn)合格，并具備試驗(yàn)條件。（3）壓力試驗(yàn)①試壓值采用下列中較大值

43、 a、液壓試壓值,75,76,b、氣壓試壓值式中 PT—耐壓試驗(yàn)試壓值，MPa； P—管程或殼程最高操作壓力，MPa； [δ]—試驗(yàn)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa；按GB150選取。 [δ]t—操作溫度下材料的許用應(yīng)力， MPa；按GB150選取。,77,c、氣密查漏試驗(yàn)值：采用設(shè)備的最高工作壓力值。②試壓時(shí)壓力緩慢上升至規(guī)定壓力。恒壓時(shí)間不低于20min，然后降到操作壓力進(jìn)行詳細(xì)檢查，無裂紋、

44、滲漏、殘余變形為合格。如有泄漏等問題，處理后再試驗(yàn)。③壓力試驗(yàn)順序及要求a、固定管板式Ⅰ.殼程試壓：檢查殼體、換熱管與管板相連接接頭及有關(guān)部位。Ⅱ.管程試壓：檢查管箱及有關(guān)部位。b、U形管式換熱器、釜式重沸器（帶U形管束）及填料函式換熱器,78,Ⅰ.管程試壓（用試驗(yàn)壓環(huán)），檢查殼體、管板、換熱管與管板連接部位及有關(guān)部位。Ⅱ.管程試壓，檢查管箱的有關(guān)部位。c、浮頭式換熱器、釜式重沸器（帶浮頭式管束）Ⅰ.用試驗(yàn)壓環(huán)和浮頭專用

45、工具進(jìn)行管與管板接頭試壓。對釜式重沸器，還應(yīng)配備管與管板接頭試壓專用殼體，檢查換熱管與管板接頭及有關(guān)部位。Ⅱ.管程試壓，檢查管箱、浮頭蓋及有關(guān)部位。Ⅲ.殼程試壓，檢查殼體、換熱管與管板接頭及有關(guān)部位。d、當(dāng)管程的試驗(yàn)壓力高于殼程壓力時(shí)，試驗(yàn)壓力值應(yīng)按圖樣規(guī)定，或按生產(chǎn)和施工單位雙方商定的方法進(jìn)行。,79,e、換熱器制造和維修后要按JB4730對焊接接頭進(jìn)行射線或超聲波、磁粉和滲透檢驗(yàn)，合格后還要按GB150-1998中10.9的規(guī)

46、定進(jìn)行壓力試驗(yàn)。f、螺紋鎖緊環(huán)式換熱器Ⅰ.殼程試壓（試驗(yàn)壓力不大于最大試驗(yàn)壓力差），檢查殼體、換熱管與管板接頭及有關(guān)部位。Ⅱ.管程和殼程步進(jìn)試壓（按圖樣規(guī)定的試驗(yàn)壓力和步進(jìn)程序），檢查密封盤、接管等部位。g、換熱器試壓后內(nèi)部積水應(yīng)放凈。必要時(shí)應(yīng)吹干。,2．驗(yàn)收 全部試壓合格后，連接進(jìn)出口管道與閥門，裝上各種現(xiàn)場表計(jì)，若設(shè)備連續(xù)運(yùn)行24h未發(fā)現(xiàn)任何問題，并根據(jù)各現(xiàn)場記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，滿足了生產(chǎn)需要，即可交付用戶。在辦理移