章棋峰

摘 要：現(xiàn)階段，我國的石油化工行業(yè)已經(jīng)具備較大的規(guī)模，機(jī)械化的應(yīng)用程度也較高，在石油化工企業(yè)的日常運(yùn)行過程中，對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行維修能夠在排除一些隱患的過程中延長設(shè)備的使用壽命，這種維修是一種具有技術(shù)含量的工作，面對石油化工產(chǎn)業(yè)中數(shù)量較大、種類較多的機(jī)械項目，如何進(jìn)行有效的設(shè)備維修，提高維修技術(shù)，保障設(shè)備的正常運(yùn)行是石油化工企業(yè)需要考慮的問題。本文以管殼式換熱器維修改造為例。

關(guān)鍵詞：石油化工;設(shè)備維修;技術(shù)問題

1管殼式換熱器

據(jù)統(tǒng)計，對于管殼式換熱器的投資占到化工總投資的四分之一，在煉油廠中的占比更高達(dá)三分之一。更突出的是，在整個換熱器市場中，換熱器種類繁多，主要包括管殼式換熱器、螺旋折流板換熱器、螺旋槽紋管換熱器、波紋管換熱器、螺旋扁管換熱器和不連續(xù)雙斜向內(nèi)肋管換熱器，但保守估計管殼式換熱器占比也會達(dá)到三分之二。換熱器市場目前在不斷推廣和優(yōu)化管殼式換熱器（殼程），同時也注意到了后期的維修與改造。

在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，面對管殼式換熱器維修和改造問題，我們可以更換換熱器的管箱、殼體、外頭蓋等，但大部分情況都會對管束進(jìn)行更換。根據(jù)維修和改造的現(xiàn)實情況，更換的管束，主要關(guān)注的是管束的材料和結(jié)構(gòu)，更換的管束有的兩方面都與原設(shè)備保持一致，有的只在材料方面做出改變、結(jié)構(gòu)不變，還有的兩方面都做出改變。

2常見故障簡述及原因分析

某煉油廠使用的39臺管殼式換熱器中，有17臺管殼式換熱器是因為長期使用腐蝕了管束外壁，造成了泄露需要進(jìn)行維修。進(jìn)行維修的管殼式換熱器，根據(jù)具體損壞情況，更換管束材料的有六臺，在更換管束材料后沒別腐蝕狀況明顯得到了緩解。剩下的十一臺管殼式換熱器的結(jié)垢情況更為嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)了升溫和加熱效果均不符合標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，當(dāng)務(wù)之急是對積垢進(jìn)行處理，一般常使用機(jī)械清洗，且為了延長管殼式換熱器使用年限，保障其正常運(yùn)行，大致2-3個月就需要進(jìn)行一次清洗。在實際生產(chǎn)中，管殼式換熱器經(jīng)常出現(xiàn)的問題可分為三大方面，一是熱交換效率降低，二是出現(xiàn)泄露問題，三是流體介質(zhì)流程或流速變小。大數(shù)據(jù)顯示，熱交換效率逐漸降低的最重要原因是結(jié)垢，結(jié)垢現(xiàn)象出現(xiàn)后，形成的污垢的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于管束，嚴(yán)重阻礙了正常散熱。且結(jié)垢現(xiàn)象在實際生產(chǎn)中是普遍存在的，甚至高達(dá)百分之九十的管殼式換熱器都存在著污垢覆蓋換熱管束的情況。管殼式換熱器的泄露問題主要的原因有：腐蝕換熱管或管板、螺栓松動或靜密封面的泄漏、流體介質(zhì)不斷充數(shù)造成的磨損以及溫差引起的漲裂。管殼式換熱器中流體介質(zhì)流程或流速變小的形成原因主要有折流板被腐蝕，失去折流作用，流體介質(zhì)流速下降;在長期使用過程中，分程隔板被腐蝕或隔板槽內(nèi)用于密封的墊片磨損，出現(xiàn)隔板短路現(xiàn)象，即流體介質(zhì)流程減小。

3管殼式換熱器故障處理和改造

針對上述管殼式換熱器的常見問題，在實際維修改造中，主要需要解決結(jié)垢和腐蝕問題。對于積垢的清洗方法主要有機(jī)械清洗法、高壓水泵清洗法、化學(xué)試劑清洗法以及使用綜合方法清洗。

3.1機(jī)械清洗法

適用于管殼式換熱器殼程和殼體內(nèi)壁出現(xiàn)結(jié)垢需要清洗的狀況，主要是使用鉆頭手動清洗，但鉆頭手動清洗一方面清洗效率低，另一方面清洗過程會對設(shè)備造成磨損。3.2高壓水泵清洗法

通過剛性槍和柔性槍噴射高壓水來進(jìn)行清洗，適用于清洗存在致密污垢的殼體內(nèi)壁和管束外壁，同樣的這種方法也存在著缺陷，使用的高壓水槍存在較大危險性，使用人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，小心操作。

3.3化學(xué)試劑清洗法

通過向換熱器需要清洗部位，浸泡或噴淋化學(xué)試劑，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)消融和去除污垢。這種方法對于不易拆卸，無法輕易接觸的部位特別有效，但還是要注意盡量選用腐蝕性小的化學(xué)試劑，防治設(shè)備出現(xiàn)損害。

3.4綜合方法清洗

在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，有些污垢通過使用一種除垢方法，無法達(dá)到完全去除污垢的效果，隨著超聲波除垢技術(shù)的應(yīng)用，開始采用多種清洗方法，達(dá)到換熱器清洗的理想效果。對于管殼式換熱器腐蝕問題，被腐蝕的部分若已經(jīng)穿孔，首先要對被腐蝕情況進(jìn)行科學(xué)合理的評估，若還能繼續(xù)使用，可以進(jìn)行焊接修補(bǔ)，若無法再使用，則進(jìn)行更換。

管殼式換熱器，可以細(xì)分為固定管板式、U形管式以及浮頭式換熱器。對于固定管板式換熱器的維修基本原則是材料不變時，在監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境的基礎(chǔ)上，盡量保持原尺寸;當(dāng)材料發(fā)生變化時，就需要注意保持管板密封面之間的距離、密封面與管口和支座的距離與原來一致。U形管板式換熱器的維修相對簡單，可根據(jù)材料進(jìn)行維修，也可以換用更加耐腐蝕的材料制作新的管版、殼體以及管束。因為浮頭式換熱器的復(fù)雜構(gòu)造其維修是最為復(fù)雜的。浮頭式換熱器更換管束會盡可能按原版設(shè)計進(jìn)行更換;若不行則進(jìn)一步考慮，管板、換熱管材質(zhì)使用更耐腐蝕的材料;還可以考慮將浮頭式換熱器進(jìn)行為改造，變成類似于U形管式的換熱器。

4結(jié)論

上文詳細(xì)闡述了管殼式換熱器維修和改造是目前煉化和制造企業(yè)困擾的問題，也是壓力容器設(shè)計的重點(diǎn)，并進(jìn)一步分析了管殼式換熱器在實際生產(chǎn)操作巾會出現(xiàn)的故障以及原因分析。對于容易出現(xiàn)的問題，我們要吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，盡快準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)，有計劃地采取科學(xué)合理的處理方案。在維修改造中不能松懈，要時刻保障工作高效、檢修規(guī)范。今后將在理論支持下，進(jìn)一步優(yōu)化維修程序，做到更有效的維修改造。

參考文獻(xiàn)：

[1]武文仲，淺談石油化工機(jī)械設(shè)備的維修[J].中國科技財富，2018（11）.