换热器的维护和检修

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1  总则                                   2
1.1  适用范围                         2
1.2  结构简述                         2
2  完好标准                            2
2.1  零、部件                         2
2.2  远行性能                         2
2.3  技术资料                         2
2.4  设备及环境                     2
3  设备的维护                        3
3.1  日常维护                        3
3.2  定期检查内容                 3
3.3  常见故障处理方法          3
4  检修周期和检修内容         4
4.1  检修周期                       4
4.2  检修内容                       4
5  检修方法与质量标准         6
5.1  管壳式换热器                6
5.2  平板式换热器                7
5.3  螺旋板式换热器             8
6  试车与验收                       9
6.1  试车前的准备工作         9
6.2  试车                              9
6.3  验收                              9
7  维护捡修安全注意事项     9
7.1  维护安全注意事项         9
7.2  检修安全注意事项         9
7.3  试车安全注意事项         9
1  总则  
1.1  适用范围
    本规程适用于化工企业中设计压力不大于6.4MPa、设计温度大于-20℃、小于520℃的管壳式、平板式和螺旋板式换热器的维护和检修。
1.2  结构简述
1.2.1  管壳式换热器(包括因定管板式、浮头式、U形管式和填料函式)主要由外壳、管板、管束、顶盖(封头)等部件构成。固定管板式换热器的两端管板，与壳体焊接相连，为减小温差引
          起的热应力，有时在壳体上设有膨胀节。浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动。U形管式换热器的换热管弯成U形，两端固定在同一  
          管板上，管束可以自由伸缩。填函式换热器的一端管板固定，另一端填函密封可以自由伸缩。
1.2.2  平板式换热器主要由换热板片、密封垫片、固定封头，活动封头(头盖)、夹紧螺栓、挂架等组成，换热板片上有不同形状的波纹；密封材料大多采用天然橡胶和合成橡胶。
1.2.3  螺旋板式换热器主要由外壳螺旋体、密封件及进出口等四部分组成。螺旋体是用两片平行的钢板卷制而成，它具有两个介质通过的矩形通道。根据通道布置的不同，螺旋板换热器
          又分三种形式：  I型，主要特点是螺旋通道的两端全部垫入密封条后焊接密封；Ⅱ型，特点是螺旋通道两端面交锗焊死；Ⅲ型，特点是一个通道的两端全焊死，另一个通道的两端全
          敞开。
2  完好标准
2.1  零、部件
2.1.1  换热器的零、部件及附件完整齐全，壳体、管程、板片、封头的冲蚀、腐蚀在允许范围内，管束的堵管数不超过管束总数的10％，隔板、板片、折流扳、防冲板等无严重的扭曲变
          形。
2.1.2  仪表、计器和各种安全装置齐全，完整，灵敏，准确。
2.1.3  基础、机座完好，无倾斜、下沉、裂纹等现象。
2.1.4  各部连接螺栓、地脚螺栓紧固整齐、无锈蚀，符合技术要求。
2.1.5  管道、管件、阀门、管架等安装合理、牢固完整、标志分明、符合要求。
2.1.6  换热器壳程、管程及外管焊接质量均符合技术要求。
2.1.7  防腐、保温设施完整有效，符合技术要求。
2.2  远行性能
2.2.1  换热器各部温度、压力、流量等参数符合技术要求.
2.2.2  设备各部阀门开关正常。
2.2.3  换热效率达到铭牌出力成查定能力。
2.3  技术资料
2.3.1  设备档案、出厂质量证明书、检修及验收记录齐全.
2.3.2  压力容器的技术资料齐全、准确。
2.3.3  运行时间和累计运行时间有统计记录。
2.3.4  设备图纸齐全。
2.3.5  操作规程、维护检修规程齐全。
2.4  设备及环境
2.4.1  设备及环境整齐清洁、无污垢、垃圾。
2.4.2  设备的胀口、焊口、管口、法兰、阀门、填料函及换热板间等密封面完好，泄漏率在允许范围内。
3  设备的维护
3.1  日常维护
3.1.1  严格执行操作规程，确保进、出口温度、压力及流量控制在操作指标内，防止急剧变化，并认真填写运行记录。
3.1.2  随时检查壳体、封头(浮头)、管程、管板及进出口管道等连接处有无异响、腐蚀及泄漏。
3.1.3  检查各连接件的紧固螺栓是否齐全、可靠，各部仪表及安全装置是否符合要求。发现缺陷及时消除。
3.1.4  检查换热器及管道附件的绝热层，保持绝热层完好。
3.1.5  勤擦拭、勤打扫、保持设备及环境的整洁，做到无污垢，无垃圾，无泄漏。
3.1.6  严格执行交接班制度，未排除的故障应及时上报，故障末排除不得盲目开车。
3.2  定期检查内容
    定期检查内容见表1。
表1
检查
检查项目                                                             检查内容                       检查周期，月            检查方法        
壳体封头(端盖)                                                    测定壁厚                           6~l2                       超声波      
壳程、管程、螺旋通道及换热板通道                   污垢堆积                           3~6                1..远行状态判断2.物料分析
内部构件情况                                                         腐蚀                              6~12         1.流体腐蚀性检测器2.液体pH值测定3.液体金属含量力析                                 
压力表、安全阀、计器                             准确性、灵敏度可靠性                 6~l2         1.按计量检验标准规定2.按工艺操作法规定校验
3.3  常见故障处理方法
3.3.1  管壳式换热器
      管壳式换热气常见故障处理方法见表2
表2
现象                                                                          原因                                                                                                      处理方法        
出口压力波动大                           1.工艺原因2。管壁穿孔3.管与管板连接处泄漏                                       1.调整工艺条件2.堵管或补焊3.视情况采取消漏措施
封头(浮头)与壳体连接处泄漏       1.密封垫片老化、断裂2.紧固螺栓松动                                                    1.更换密封垫片2.对称交叉均匀紧固螺栓
换热效果低                                  1.管壁结垢或油污吸附2.管壁蚀漏3.管口胀管处或焊接处松动或蚀漏       1.清理管壁2.查漏补焊或堵管3.胀管补焊、接管或更换         
换热器管束异常振动                    介质流动激振                                                                                          在壳程进出口处设计防冲扳、导流简或流体分配器
3.3.2  平板式换热器常见故障处理方法见表3。
表3
现象                                                          原因                                                                              处理方法        
密封面泄漏                          1.换热板原有伤痕变形                                                        1.修整或更换板片
                                            2.密封条上的凸缘未嵌入板片定位槽内                               2.重装，使密封条凸缘嵌入定位槽内
                                            3.密封条、密封垫或粘结剂老化失效                                  3.更换
                                            4.拉杆螺栓，受力不均                                                       4.先将四根拉杆对角交叉拧紧再将上中部位拉杆拧紧至尺寸，最后将对角线四根拉杆均匀拧紧        阻力降超过允许值               1.换热器角孔有脏 物堵塞                                                    1.清除脏物
                                           2.板片通道有结垢                                                                2.用化学或手工方法清除结垢
                                           3.压力表失灵                                                                       3.校验或更换压力表
传热效果差                        1.冷介质入口温度高                                                              1.降温或加大流量
                                         2.换热板片结垢                                                                      2，清洗板片
                                         3.水质浊度大，油污与微生物多                                             3.加强过滤、净化水质
                                         4.超过清洗间隔期                                                                  4.定期清洗过滤器
                                        5.设备内空气未放净                                                                5.排除空气
两种介质互串                 1.换热板片腐蚀穿透                                                                  1.更换
                                      2.换热板片有裂纹                                                                      2.更换
                                      3.密封垫片损坏                                                                         3.更换
换热器冷热不均             1.开车时空气未排净
                                      2.部份通道堵塞、介质走近路
                                      3.停车时介质未放净，尤其是结晶的介质         1.注意放净空气
2.加强清洗与过滤，疏
通被堵通道
3.放净设备内介质
3.3.3  螺旋板式换热器
    螺旋板式换热器常见故障处理方法见表4。
表4
现象        原因        处理方法        现象        原因        处理方法
传热
效率
低        1.螺旋体通道结垢
2.螺旋体局部腐蚀
使介质短路
3.平板盖变形        1.用酸洗或蒸汽吹洗
2.修理或整台更换
3.整形或更换        端盖
连接
处泄
漏        l.螺旋体两端面不
  平或有缺陷
2.螺旋体端面与密
  封垫板间有脏物
3.螺栓受力不均        1.光刀或更换
2.清除脏物
3.对称交叉紧固螺栓
介质
串混        1.螺旋体腐蚀穿孔
2.密封板变形        1.更换设备
12.更换密封板                        

4  检修周期和检修内容
4.1  检修周期
    检修周期见表5。
    当本单位状态检测手段已经具备开展预测
维修条件的，经请示本单位上级主管部门同
意，可不受4.1条的限制。
4.2  检修内容
4.2.1  管壳式换热器
4.2.1.1  中修
    a.清理换热器的壳程、管程及封头(浮头、平盖、凸形等)积存的污垢；
    b.检查换热器内部构件有无变形、断裂、松动、防腐层有无变质、脱落、鼓泡以及时壁有无腐蚀；局部凹陷、沟槽等，并视情况修理。
    c.检查修理管束、管板及管程与壳程连接部位；
    d.检查更换进出管口填料、密封垫；
    e.检查更换部分连接螺栓、螺母；
    f.检查校验仪表及安全装置；
    g.检查修理静电接地装置；
    h.检查更换管件、阀门及附件；
    i.修补壳体、管道保温层。
4.2.1.2  大修
    a.包括中修内容；
    b.修理或更新换热器管束与壳体；
    c.检查修理设备基础；
    d.整体防腐、保温。
4.2.2乎板式换热器
4.2.2.1  中修
    a.检查清理换热板片通道中的结垢；
    b.检查更换密封垫片及密封条；
    c.检查换热板片变形、裂纹、伤痕、腐蚀等情况，视情况更换；
    d.检查、修理或更换活动端板，固定端板及拉架；
    e.检查修理过滤器、放空阀；
    f.检查修理进、出口管道、阀门；
    g.检查调试各部仪表及安全装置。
4.2.2.2.大修
    a.包括中修内容；
    b.修理或更换进出口管道及各部阀门；
    c.全面检查换热器、更换易损件并单测试压；
    d.修理或更换各部仪表、及安全装置，
    e.修理或更换过滤器放空阀；
    f.检查修理基础及地购螺检；
    g.刷漆防腐。
4.2.3螺旋板式换热器
4.2.3.1  中修
    a.检查端益与宪体连接部位的密封情况，视情况修理或更换密封垫片；
    b.检查修理换热器进出口管道、阀门；
    c.检查换热器焊接部位的腐蚀情况；
    d.检查清理螺旋通道；
    e.检查、校验仪表及安全装置；
    f.检查各部紧固螺栓，必要时更换；
    g.检查、修补绝热层和防腐层。
4.2.3.2  大修
    a.包括中修内容；
    b.修理或更换进出口管道阀门；   
    c.检修或更换螺旋板式换热器，并试压检验；
    d.修理或更换各仪表、管线及安全装置；   
    e.检查修理基础；
    f.防腐，更换绝热层。
4.2.4  有关压力容器的检验、检修内容，遵照HGJ010001《压力容器维护检修规程》执行。
5  检修方法与质量标准
5.1  管壳式换热器
5.1.1  壳体   
    壳体的检修及质量标准按《压力容器维护检修规程》有关规定。
5.1.2  换热管   
5.1.2.1  换热管由于温度、压力的波动及温差变形的不均匀，造成管子从管板中拉脱松动而使介质泄漏，可采用补胀方法消除同一部位补胀不能多于三次，否则会使管板孔处材料冷作硬化而胀不紧。若胀管无效，可换管子或采用焊接方法，焊好后对周围列管再胀一次，防止热胀冷缩松动。
5.1.2.2  换热管由于腐蚀、磨蚀、冲蚀、沉积腐蚀等原因，使管子产生裂缝，穿孔而泄漏，一般处理方法有两种，一是更换新管，二是堵管。更换新管对管板孔必须检查、清理、修磨。管板孔内不得有油污、铁锈、刀痕，管板的密封槽或法兰面应光滑无伤痕。管孔直径的偏差，圆柱度、圆度都在允许范围内，管端应除锈至呈金属光泽，其长度不宜小于二倍的管板厚度。堵管，是用锥度为1:10的金属堵头将管子两端堵死。堵头材料的硬度，应低于管子的硬度。堵管数一般不得超过管束管子总数的10％(根据本厂工艺和生产情况可适当增减)。
5.1.2.3  换热管的管材硬度应比管板硬度小HB30左右，否则应在管端150-200mm长度内退火。管子材质要符合GBl51《钢制管壳式换热器》的要求。对管束的换热管允许每根管子有一道对接焊口，U型管允许有二道对接焊口，两道焊口之间的距离不得小于300mm长。对接焊缝应平滑，对口错边量不得超过管壁厚度的15％，且不大于0.5mm。对接后管子的直线度以不影响顺利穿管为限。对接接头应作焊接工艺评定，并作直径为0.85倍内径的通球试验，焊后应进行单管水压试验，试验压力为管程设计压力的2倍。
5.1.2.4  U型管弯管段的圆度偏差，应不大于管子名义外径的10％，不宜热弯，碳钢、低合金钢管弯制后应作清除应力热处理。
5.1.3  管板
5.1.3.1  捞接的管板焊缝应进行100％的射线或超声波探伤；除不锈钢外，并接后管板应作消除应力的热处理。
5.1.3.2  复合管板在堆焊前，应进行堆焊工艺评定。其基层材料和复层材料，应按JB3965《钢制压力容器磁粉探伤》进行检查。
5.1.3.3  管板孔径允差；孔板宽度偏差应符合GBl51《钢制管壳式换热器》的规定。
5.1.4  折流板
    折流板表面要保持平整、光滑，无毛刺。板面孔距必须与管板孔蹈一致，折流板的最小厚度与管孔偏差，应满足GBl51《钢制管壳式换热器》的规定。
5.1.5  防冲板
    防冲板表面到圆筒内壁的距离，一般为接管外径的1/4-1/5，其边长应大于接管外径50mm。防冲板的最小壁厚：碳钢为4.5mm，不锈钢为3mm。采用焊接固定时应注意防止产生焊缝裂纹或腐蚀；用U型螺栓固定时，应防止螺栓松动及腐蚀。
5.1.6  管束与管板组装。
5.1.6.1  胀接。管板硬度应大于管子，如两者硬度相近时，应对管端作退火处理，一般硬度差在HB30-50左右。胀管深度，一般等于管板的厚度减去3-5mm。胀管顺序一般从中心扩展到周边对称交叉进行，胀管时，必须检查管板、管端的材质，尺寸、机械性能、净化处理等符合要求。浮头式换热器须先胀固定管板处的管头、后胀活动管板处的管头，胀接过程中要随时注意和调整两管板的平行度。
5.1.6.2  焊接。焊接方法应根据管端不同的材料组合来决定、焊管时，由中心至周边顺序交叉将管子两端与管板点焊，每根管均匀三点，然后顺序交叉满焊。管子伸出管板长为2-3mm，或等于管子厚度；若在管板孔外开“隔热槽”可减少管板变形，还可以保证焊接质量。
5.1.6.3  胀焊结合。对于温度、压力较高，在运行中受到反复热变形，热冲击和热腐蚀的作用时，常采用胀焊结合方法。但在焊前对每根管子进行预胀(密封胀)。这样可减小管子与管板孔的间隙，提高焊缝抗疲劳性，防止焊缝裂纹。
5.1.7  压力试验与致密性试验
    管壳式换热器压力试验的程序，应按GBl51《钢制管壳换热器》第4.18条的规定；压力试验和致密性试验的方法标准(包括试验压力、温度、质量要求等)，应将合GBl50《钢制压力容器》第10.9条的规定。
5.1.8  换热器清理   
    由于介质的腐蚀、冲蚀、积垢，必须进行清理，方法如下。
5.1.8.1  机械除垢法。利用各种铲、削、刷等工具清理，并用压缩空气高压水和蒸汽等配合清洗。当结垢比较严重，、或全部堵死时，可用管式冲水钻(桶管机)清洗。   
5.1.8.2  冲洗法。利用高压水泵打出的。水通过压力调节阀，再经过高压软管通至手提式喷射枪，进行喷射清理污垢。若在水中混入细石英砂效果更好。
5.1.8.3  化学除垢。首先应对结垢的物质进行化学分析，再决定采用什么溶剂清洗。一般对硫酸盐和硅酸盐水垢采用碱洗，碳酸盐水垢则用酸洗，对油垢结焦可用氢氧化钠、碳酸钠、洗衣粉、洗涤剂等，与水按一定比例配制清洗。采用化学清洗时必须考虑加入缓蚀剂。经过化学清洗后，加清水循环冲洗数次，直至水呈中性为止。除以上清洗方法外，还可采用海绵球自动清洗法。
5.2  平板式换热器
5.2.1  换热板
5.2.1.1  拆卸检查换热板时，用非金属硬片将密封垫片和换热板片分开，切不要损坏换热
板片和密封垫片，并按顺序逐片放好，不得错乱颠倒。
5. 2.1.2  更换密封垫片时，需用丙酮或其它酮类有机溶剂，将密封垫片沟槽擦干净，再用毛刷将401合成树脂粘结剂或801强力胶，均匀地涂在沟槽内，最后将密封垫片粘在沟槽里。
5.2.1.3  检查换热板是否穿孔，一般用放大镜、灯光、或煤油渗透法逐片检查。
5.2.1.4  换热板结垢时，切忌用钢丝刷洗刷，尤其是钦材和不锈钢板片。应用非金属硬片除去结垢，再用去污粉清洗。清洗不锈钢板片的水，其氯离子含量不得超过25ppm。
5.2.1.5  拆卸铣料板片时，严禁与明火接触以防氧化。
5.2.1.6  换热板片应平滑无裂纹、划痕、变形等缺陷，板厚不均偏差不超过板厚的5％，板片变形量不得大于0.5mm。
5.2.2  密封垫片
5.2.2.1  密封垫片如有变质、裂纹、老化等缺陷，则应更换。
5.2.2.2  更换新的密封垫片时要仔细检查它的四个角孔位置，必须与田的密封垫片相同。
5.2.2.3  密封垫片的质量是根据介质的腐蚀性能及温度来选用。常用橡胶垫片的最高使用温度见表6。
表6
垫片种类        最高使用
温度，℃        垫片种类        最高使用
温度，℃        垫片种类        最高使用
温度，℃        垫片种类        最高使用
温度，℃
天然橡胶
丁苯橡胶        80
85        丁腈橡胶
氯丁橡胶        85
85        树脂-硬丁基橡胶
中级腈橡胶        151
135        硅橡胶
氟橡胶        160
193~204

    此外还可采用压缩石棉垫片和压缩石棉橡胶垫片。
5.2.3  组装
5.2.3.1  在换热器拆卸前，应测量板束的压紧长度尺寸，做好记录，重装时，应按此尺寸。安装板组时要严格按照原顺序装配、不得错乱颠倒。
5.2.3.2  夹紧端压板(封头)时，应均匀、对称、交叉拧紧螺母，先拧紧中部，再拧紧上下的螺母，不允许单边拧紧螺母。
2.2.3.3  压紧后端压板的四角距离应一样。端压板之间距离应在端板上所测量的尺寸范围之内，若小于此尺寸仍发现泄漏，则应更换垫片。板片组装压紧后，上下左右的平行度为1mm。
5.2.3.4  整体组装后，应按1.25倍的最大操作压力作单测试压，保压20-30分钟，不渗漏即为合格。若需作气密性试验，则应在水压试验后，以操作压力的1.05倍进行试验，用肥皂溶剂注入板束周边，不冒气泡为合格。
5.3  螺旋板式换热器
5.3.1  壳体  
5.3.1.1  壳体表面应进行多点测厚，对局部减薄或烂蚀严重的应予焊补。
5.3.1.2  壳休对接焊缝须经超声波或X射线检查，质量符合国家现行的有关标准。
5.3.2  螺旋体
5.3.2.1  螺旋体应无明显变形、压瘪等现象，如有变形，应予修复。对变形、压瘪严重、修复困难的，应予更换。
5.3.2.2  螺旋体焊缝须经100％无损探伤检查合格。
5.3.3  密封结构
5..3.3.1  对垫片密封结构，应检查垫片是否有变形、老化；垫片在换热器检修时一般应予更换。
5.3.3.2  对焊接密封结构，应用磁粉或着色探伤检查，对存有裂纹等缺陷的应打磨干净，再进行焊补。
5.3.4  强度试验和气密性试验
    强度试验一般用液压试验，其试验压力为设计压力的1.25倍。当不能采用液压试验时，可采用气压试验，其试验压力为设计压力的1.15倍。采取气压试验时，必须采取严格的安全措施，并经技术负责人批准；试压时两通道要保持一定压差。在整个试压过程中，注意观察有无渗漏现象，当试验压力高时，还应注意两端面的变形。气密性试验、则在水压试验后，以操作压力的1.05倍进行试验。用肥皂溶剂检漏，不冒气泡为合格。已经做过气压试验，并经检查合格的，可免做气密性试验。
6  试车与验收
6.1  试车前的准备工作
6.1.1  完成全部检修项目，检修质量达到要求；检修记录齐全。
6.1.2  清扫整个系统，设备管道阀门均畅通无阻。
6.1.3  确认仪表及其它安全附件完整、齐全、灵敏、准确。
6.1.4  拆除盲板，打开放空阀门，放净全部空气。
6.1.5  清理施工场地，做到工宗、料净、场地清。
6.1.6  对易燃、易爆的岗位，要按规定备有合格的消防用具和劳保防护用品。
6.2  试车
6.2.1  系统中如无旁路，试车时宜增设陆时旁路。
6.2.2  开车或停车过程中，应逐渐升温和降温，避免造成压差过大和热冲击。
6.2.3  试车中应检查有无泄漏、异响，如未发现泄漏、介质互串、温度及压力在允许值内，则试车符合要求。
6.3  验收   
    试车后压力、温度、流量等参数符合技术要求，连续运转24小时末发现任何问题，技术资料齐全，即可按规定办理验收手续，并交付生产。
7  维护捡修安全注意事项
7.1  维护安全注意事项
7.1.1  操作人员必须严格执行工艺操作规程，严格控制工艺条件，严防设备超温、超压。
7.1.2  冬季停车应放净容器中的全部介质，防止冻坏设备。
7.1.3  换热器在运行中，不允许带压紧固螺栓。
7.2  检修安全注意事项
7. 2.1  在制定修理方案时，应遵循化工部《化工企业安全管理制度》拟定相应的安全措施。
7.2.2  在检修前，需办好“三证”，即“检修许可证”、“设备交出证”和“动火证”。
7.2.3  设备单机或系统停车后，容器的降温、降压都必须严格按照操作规程进行。
7.2.4  设备内部介质排净后，应加设盲板隔断与其连接的管道和设备，并没有明显的隔断标记。
7.2.5  对于盛装易燃、易爆、易蚀、有毒、剧毒或窒息性介质的设备，必需经过置换，中和，消毒，清洗等处理，并定期取样分袄以保证设备中有毒、易燃介质含量符合《安全管理制度》的规定。
7.2.6  容器内照明电压不高于24伏，容器外照明电压不高于36伏。
7.2.7  检修用搭置的脚手架、安全网，升降装置等应符合工厂安全技术规程要求。高处进行检修，—要符合高空作业安全要求。
7.2.8  进入容器内工作的人员，应严格遵守入塔进罐的安全规定。
7.2.9  起重机具必须严格进行检查，符合要求。
7.3  试车安全注意事项
7.3.1  检查盲板，是否拆除，检查管道、阀门、过滤器、及安全装置是否符合要求。
7.3.2  几影呐试车安全的临时设施，起重吊机具等一律拆除。
7.3.3  排净设备内水、气，对易燃、易爆介质的设备，还应用惰性气体置换干净，保证运行安全。

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