换热器检修施工方案设计.docx
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换热器检修施工方案设计
1.概述
华星石化4月份底E401/2抢修。
本次抢修换热器的体积较大、检修的设备重量较重，检修时间紧，并需高度交叉作业，为确保换热器的检修优质、高速、安全顺利的完成，特编制本方案。
2.编制依据
《石油化工换热器设备施工及验收规》SH3532-95
《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999
《管壳式换热器》GB151-1999
3.检修准备
3.1检修前，应根据检修计划会同车间主管人员一起到现场最终确定检修工作容和计划工作量，熟悉现场的每一项检修容的位置、工作量和检修难度，以便于做好各工种、各工序之间的工作协调。
3.2根据计划工作容编制详细的检修方案，并报机动部、车间和有关部门批准。
同时，根据工作量合理组织人员和机具，排出检修计划进度表，要每一项检修容具体落实到班组或个人。
3.3根据检修计划容，核实每项施工任务的具体位置和详细情况，对在检修时需要搭设脚手架和使用吊车的任务逐项统计，列出有关脚手架搭设数量和吊车台班需求情况的明细表，落实施工手段用料和机具需用的数量。
3.4准备好检修所需的检修施工机具和材料，逐一落实检修所需材料的到货情况、数量及到货时间，认真做好到货材料、配件的检验和保管。
3.5检修前，应向所有参加检修施工人员进行详细的技术交底，明确检修的工作容、技术要求、质量标准和时间要求。
4.检修程序
4.1换热器结构形式
这次检修的换热器类型是浮头式换热器等。
4.2检修程序
换热器的检修程序按其结构形式分为：
浮头式换热器检修程序（壳程压力高于/低于管程压力）；
5.检修要求
5.1保温、保冷拆除
换热器置换、蒸馏合格后，经车间允许方可进行换热器的检修。
检修前，应按规定办理有关的票证，并按方案要求进行检修施工。
换热器封头及连接管道的保温、保冷应提前进行拆除，拆除时应保持其完整，拆下的保温、保冷结构要编号，要保存好，便于恢复时使用。
5.2管箱拆下
首先，拆下与换热器两端管箱相连的法兰螺栓及妨碍拆卸管箱的管道。
然后，使用倒链或吊车将两端的管箱吊下，拆下的螺栓要保管好并标记，管箱要放支垫固定牢固。
浮头式换热器应先拆卸管箱、后头盖，然后拆下浮头封头及后钩圈。
5.3抽芯
浮头式换热器需将芯子抽出清理。
对安装标高在2m以下的且管束比较轻的换热器，可采用人力、倒链等方法抽芯。
对安装标高在2m以上的换热器，应采用抽芯机和卷扬机配合进行抽芯，对安装标高在2m以下的换热器，但管束比较重的也应采用抽芯机抽芯。
换热器抽芯时，抽芯机械应有足够的抽出力和推进力，能自动对中，且重心稳定，运转灵活，安全可靠。
拆卸、紧固换热器螺栓和接管法兰螺栓时，应按交叉、对称的顺序进行（如下图所示），拆卸的螺栓应就近摆放整齐，若集中保管应分别装箱并标识好，换热器封头螺栓紧固时，至少应分三遍进行，起点应相互错开120°。
图一.拆卸、紧固换热器螺栓的方法
拆卸、回装及抽芯时，不得损伤密封面，并将拆卸下的零部件做好标记，妥善保管。
吊装换热器管束时，不得用钢丝绳或锐利的吊具直接捆绑管束，宜采用吊带对其有保护措施的吊具吊装。
拆下的管束水平放置时，必须支撑在管板或支持板上。
管束在回装前应仔细检查管束及壳体的部，确认无杂物后方可回装。
拆下的螺栓应逐个清洗、检查，确认无问题后方可继续使用，用于250℃以上的螺栓应涂以二硫化钼油脂。
5.4清理、清洗
换热器拆开后，应及时进行清理和清洗，管壳使用高压水进行冲洗，冲洗结果应以车间确认合格，方可试压回装。
清洗干净后，应进行检查，若发现壳体、管束混构件等有腐蚀、变形、裂纹时等，应及时反应，进行处理。
5.5试压、回装
5.5.1试压
一般规定
凡拆卸、检查、清扫过的换热器，在回装后都必须进行试压，试验压力按照设计压力的1.25倍进行。
试压工作应与回装工作同步进行，按照不同类型的换热器，边回装边试压。
对于不允许有微量残留液体或由于结构或支架等原因不允许用水进行试压的换热器，可采用气压试验，气压实验的压力为设计压力的1.15倍。
换热器进行试压时，应把与之相对应的管口全部用盲板封死，插入式盲板的厚度最小，选取如下表所示。
试压用插入式盲板的最小厚度（mm）
试验压力MPa
公称直径
40
50
70
80
100
125
150
200
250
300
350
400
450
500
600
0.4
6
6
6
6
6
8
10
12
12
12
12
12
18
18
18
0.6
1.0
18
18
25
24
1.6
20
20
32
30
2.5
18
24
28
22
38
3.2
10
12
14
20
25
36
4.5
8
28
34
34
38
6.4
8
18
34
40
8.0
10
12
16
26
38
9.0
10
34
38
10.0
8
22
11.0
12
14
18
12.5
28
进行压力试验时，必须采用两个量程相同，经过校验，并在有效期的压力表，压力表的量程宜为试验压力的2倍，但不得低于1.5倍和高于3倍，精度不得低于1.5级，表盘直径不得小于100mm。
压力表应安装在换热器的最高处和最低处,试验压力值应以最高处的压力表读数为准，并用最低处的压力表读数进行校核。
试压前，应对换热器进行外观检查，其表面应保持干燥。
换热器液压试验充液时，应从最高处将空气排尽。
对在压力试验中，可能承受外压的壳体或部件，当设计图纸注明有压差限制时，试压过程中两侧压差不得超过设计压差。
液压试验后，应将液体排净，并用压缩空气吹干,气压试验后，应及时泄压。
压力试验结束后，所有试压用辅助部件，应尽快全部拆除。
5.5.2液压试验
换热设备液压试验时，试验介质宜采用洁净水或其它液体，奥氏体不锈钢制作的换热器，用水进行液压试验时，水中氯离子的含量不应大于25ppm。
换热器进行液压试验时，用碳素钢16MnR和正火15mnVR钢制做的设备，试压时的液体温度不得低于5℃，对于其它低合金钢制的换热设备，试压时的液体温度不得低于15℃。
设备充满水后，待设备壁温与试验水温大致相同后，缓慢上升到试验压力后，保压时间不宜少于30min，然后将压力降至设计压力，保持足够长的时间对所有焊缝和连接部位进行检查。
无渗漏，无可见的异常变形及试压过程中无异常的响声为合格。
否则应将压力泄净进行修补，修补后应重新进行试压。
5.5.3气压试验
气压试验时的试验介质，应采用干燥的、洁净的空气，氮气或其它隋性气体。
换热设备气压试验时的气体温度，应符合下列要求：
①碳素钢和低合金钢制成的设备，气体温度不得低于15℃；
②其它材料制成的设备，气体温度应符合设计图样的要求。
气压试验时，压力应缓慢上升，至试验压力的10%，且不超过0.05MPa，保压5min对所有焊缝和连接处进行初次泄漏检查，如有泄漏，应泄压修补后重新升压。
初检合格后，再继续升压至试验压力的50%，其后按试验压力的10%的级差逐级升至试验压力，保压10min后，将压力降至设计压力，并保压足够长的时间对设备进行详细检查，无漏气，无可见的异常变形为合格。
如有泄漏，泄压后进行修补，再重新进行试压。
5.5.4换热器压力试验程序
浮头式换热器的压力试验，应按下列程序进行：
当壳程试验压力等于或高于管程试验压力时，应先对壳程进行试压，后对管程进行试压，最后对壳程进行试压。
①壳程试压：
拆除管箱，外头盖及浮头盖，两端安装试压环，对壳程加压,检查壳体及换热管与管板的连接部位。
②管程试压：
拆下试压环，安装管箱和浮头盖，对管程加压，检查管箱法兰和浮头盖法兰处的密封及相关部件。
③壳程试压：
安装外头盖，对壳程加压，检查管箱法兰密封和外头盖法兰密封及相关部位。
当管程试验压力高于壳程试验压力时，先进行管束试压，再进行管程试压，最后对壳程进行试压。
①管束试压：
抽出管束，安装试压环，管箱和浮头盖，对管束加压，检查换热管与管板接头部位及浮头盖法兰处的密封等有关部位。
②管程试压：
将管束装入壳体，安装管箱和浮头，对管束加压，检查管箱法兰密封、浮头盖法兰密封和有关部位。
③壳程试压：
安装外头盖，对壳程加压，检查壳体，外头盖法兰密封和有关部位。
其它类型的换热器的压力试验程序，应按设计图纸的要求，技术文件或制造厂的规定进行。
5.6保温、保冷回装
5.6.1试验完毕，立即拆除相应的与试压有关的辅助部件，恢复设备与管道的正常连接。
5.6.2回装时先安装封头或浮头，首先将密封面清理干净，并仔细检查密封面确定无影响回装的缺陷后在密封面上均匀涂抹一层黄油；然后开始回装封头或浮头，在回装到封头与壳体间还有约100mm的间距时，将封头垫片放到壳体密封面上，垫片放置时必须要放在垫片的槽并放正、放平，并将垫片压牢，如垫片无法自行贴在密封面上，可以用透明胶带将其粘在密封面上或用生料带将垫片吊在壳体的密封面上；最后缓慢将封头或浮头扣好并对称紧固，紧固前应最终确认垫片是否放正，第一遍紧固时应以60%的紧固力矩对称紧固，第二遍紧固时应以100%的紧固力矩对称紧固，第三遍紧固时应以100%的紧固力矩逐条螺栓顺序紧固。
5.6.3换热器检修、试压及回装完毕，应立刻进行连接管道复位和保温、保冷恢复。
连接管道复位应均匀把紧，若垫片损坏或不能使用要即使更换新的垫片。
浮头、管箱和连接管道的保温、保冷应按原样恢复，损坏不能用的应加工新的保护层进行安装。
5.6.4换热器检修过程中，应及时做好“设备清理、封闭检查记录”、“设备缺陷及修复记录”、“设备试压记录”等施工记录，检修过程中存在重大缺陷需现场进行修复时，应编写专门的技术措施并报甲方批准后方可进行修复，同时填写“设备缺陷及修复记录”。
6．质量保证措施
6.1施工前对施工班组进行详细的技术交底。
6.2施工现场要做到文明施工，做到工完、料净、场地清。
6.3施工过程中清理出来的污物要堆放到指定的位置，排污废水要排放到指定的沟道中。
6.4设备在拆卸以前，应首先熟悉设备部的构造情况，以免施工时损伤设备和件。
6.5检修作业应严格控制在检修容里，非检修容的项目严禁乱动。
6.6施工过程中应随时做好施工记录，施工完毕及时填写交工技术文件。
6.7质量保证体系
换热器检修质量保证体系图
7.HSE安全技术措施
7.1HSE管理体系
针对苯乙烯装置换热器检修特建立以下HSE管理体系：
7.2所有作业人员应熟知各知自工种的安全操作规程，并严格遵守，若有临时工参加，应做好安全教育。
7.3进入施工现场必须戴好安全帽，高空作业必须系安全带，并做到高挂低用。
7.4所有电动工具绝缘都应良好，并接好漏电保护器，接线要有专人负责。
7.5在夜间施工时，要有良好的照明设施。
7.6设备部作业时要配置足够的照明，且电压不得大于24V。
7.7天气下雨及风速达到10.8m/s时，严禁进行高空作业。
7.8有动火项目时，要办理动火票，经气体分析合格后方可动火，动火时要有监火人监护。
7.9焊接作业时，在下列任何一种焊接环境，如不采取有效的防护措施不得进行焊接：
7.9.1下雨天。
7.9.2手工焊时，风速超过8m/s，氩弧焊风速超过2.2m/s。
7.9.3大气相对湿度超过90%。
7.10根据检修作业的特殊性质，在检修过程中要特别做好防火、防爆及防中毒工作，并做好以下事宜：
7.10.1设备在拆卸前，必须确认已经泄压。
7.10.2进入作业的设备与外界相连的管道，必须用盲板进行隔离。
7.10.3进入设备前设备部首先要用蒸汽进行吹扫，然后用氮气进行吹除，最后用空气进行置换。
7.10.4吹除置换完毕后，应化验分析设备部可燃性气体和有毒气体的含量不得超过规定的安全含量，以后每次进入设备前还应抽查化验。
7.10.5进入设备作业时，应办理进入容器受限空间作业票，人孔外应留专人监护，设备上部人孔应用引风机引风，但不得用充氧的方式来提高氧气的浓度。
7.10．6检修现场应配备足够的灭火器。
7.10．7未尽事宜执行《石油化工施工安全技术规程》SH3503-99。
8.检修人员需用计划
检修人员需用计划一览表
序号
施工人员
人数
序号
施工人员
人数
1
施工经理
4
7
电焊工
15
2
现场工程师
6
8
气焊工
5
3
质量检查员
3
9
起重工
15
4
HSE监督员
3
10
钳工
20
5
材料员
1
11
电工
5
6
生产调度
2
12
管工
50
9.检修需用机具一览表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
吊车
270t
台
1
配合抽芯
2
吊车
25t
台
3
配合抽芯
3
吊车
150t
台
1
配合抽芯
4
吊车
80t
台
1
配合抽芯
5
吊车
50t
台
3
配合抽芯
6
汽车
1.5t
台
1
7
卷扬机
5t
台
2
抽芯
8
卷扬机
3t
台
3
抽芯
9
柱塞式压泵
台
5
试压
10
倒链
5t、3t、1t
挂
各2
配合吊装、抽芯
11
引风机
台
5
12
氩弧焊机
NSA-300
台
5
13
交流焊机
台
2
14
磨光机
φ100
φ180
台
各5
15
砂轮片
φ100
φ180
片
各100
16
抽芯机
台
3
10.手段及技措用料一览表
序号
名称
规格
单位
数量
1
钢管
φ32×3.5
m
100
2
钢管
φ25×3
m
100
3
水煤气管
φ48×3.5
m
100
4
输水胶管
径φ32
m
200
5
钢板
δ=40
m2
10
6
钢板
δ=30
m2
10
7
钢板
δ=20
m2
20
8
钢板
δ=10
m2
30
9
钢板
δ=4
m2
20
10
橡胶石棉板
XB450δ=3
m2
30
11
橡胶石棉板
XB450δ=2
m2
50
12
闸阀
Z40H-64DN25
只
10
13
闸阀
Z40H-64DN20
只
10
14
闸阀
Z40H-64DN40
只
10
15
橡胶板
δ=2
m2
50
16
煤油
kg
200
17
破布
kg
100
18
棉纱
kg
50
19
压力表座
M20×1.5Pg100
个
5
20
压力表座
M20×1.5Pg40
个
5
21
松动剂
瓶
200
22
密封胶
704
瓶
50
23
砂布
1#、2#、3#
各100
24
低压变配电器
台
10
25
安全灯罩
只
10
26
灯泡
12V
只
30
27
铁锹
把
10
28
钢丝刷
把
50
29
不锈钢丝刷
把
20
11.应急响应措施
11.1发生火灾、伤亡事故后，施工负责人应立即通报车间及神华煤化工厂，同时启动应急处理系统。
11.2发生火灾、伤亡事故后，施工负责人应立即组织人员处理，防止事故的进一步扩大。
11.3发生火灾、爆炸事故后，施工负责人要及时准确的向神华公司消防中队报火警（：
2238119）
11.4发生火灾、爆炸事故后，施工负责人要及时组织人员撤离和抢救工作。
12．JHA分析见附表。
石蜡化工催化分厂检修工程E9009A/B
换热器抽芯吊装施工方案
-2-5.1.1根据设备起吊重量29吨（包括起吊索具等），管束部分的外形尺寸φ1800×7000mm，安装高度为15m及当前市场吊车情况，选用130吨汽车吊一台起吊，臂长为28米，回转半径为10米，吊车吊装能力为32吨（包括吊钩重量）。
5.2吊装索具的选用5.2.1起吊钢丝绳的选用：
计算荷重：
P=K1K2（Q+q）=1.1×1.1（27+2）=35.09t式中：
Q=27t设备重量，q=2t设备起吊索具重量K1=1.1动载系数K2=1.1不平衡系数5.2.220t手拉葫芦与吊车钩头连接的钢丝绳选用：
按每个20t手拉葫芦一圈连接，共计4股。
钢丝绳的破断力为：
S=PN/4=35.09×6÷4=52.6t式中：
N=6钢丝绳的安全系数所以：
钢丝绳选用型号为6×37-φ34-[1670]的钢丝绳，其破断力为：
56.9t，数量：
2根。
5.2.332号槽钢横梁与20t手拉葫芦连接的钢丝绳选用：
按每个吊点10t计算，每点1圈2根受力钢丝绳的破断力为：
S=PN/2=10×6÷2=30t式中：
N=6钢丝绳的安全系数所以钢丝绳选用型号为6×37-φ26-[1670]的钢丝绳，其破断力为：
33.3t，数量：
4根。
6施工方法及技术措施6.1预制吊装用具及拆除吊装障碍物6.1.1将两根3m长的32号槽钢背焊，用厚14mm钢板作为加强筋，在槽钢的两侧各焊三道。
在两根背焊的槽钢两端各焊接一个用厚20mm钢板制作的吊耳，在两端各300mm处焊接16号钢板，并在钢板上开螺栓孔两个。
共制作两套。
6.1.2准备两根φ219×7的无缝钢管，长度分别为4m和3m，并在钢管的一端各焊接一片DN200的法兰，在其中一根钢管的另一端焊接16号钢板一块。
6.1.3在5m长的20号槽钢两端焊接16号钢板，并在钢板上开螺栓孔两个，共制作两套。
6.1.4为保证换热器底座的牢固，在每台换热器的两支架间用5m长的16号槽钢焊接两道斜撑（现场办理签证）。
6.1.5换热器北端的平台、栏杆、照明灯具全部拆除（现场办理签证）。
循环水管线在拆除法兰口后
石蜡化工催化分厂检修工程E9009A/B
换热器抽芯吊装施工方案
-3-吊至不影响施工的地点（现场办理签证）。
换热器北端三层平台需拆除1米左右（现场办理签证）。
6.2拆除封头6.2.1拆除前现场实物拍照留存，备安装时参考。
6.2.2螺栓应按对角顺序进行拆除,如有不能松动的螺栓,应在做好防火措施后进行割除。
6.2.3应在拆除螺栓后用撬棍先松动封头，再进行吊装作业。
6.2.4每一个从三层平台打开两个吊装孔，吊挂5吨倒链，用钢丝绳连接倒链和封头，并从封头底部拴一个麻绳到对面的平台上，缓慢用力将封头放下。
6.2.5封头的下部垫好道木，防止封头将平台压坏。
6.2.6为保证吊装安全，在三层平台的吊装孔上部设置道木（道木的两端必须搭到框架横梁上），用钢丝绳将倒链系挂到道木上。
6.2.7为方便下一道工序施工，将拆卸的封头向两侧平移。
6.2.8其它封头的拆卸同上。
6.3吊装注意事项6.3.1部介质必须置换清扫干净，符合安全检修条件。
6.3.2钢丝绳与管束接触的部分用厚胶皮做保护。
6.3.3吊装用横梁必须放在换热器的隔板位置。
6.3.4施工负责人应按吊装工艺要求，指挥设备的摆放及起重机的准确站位。
6.3.5设备吊装机索具的规格，数量及使用部位必须按方案的要求配置。
6.3.6各机索具的连接固定，必须分工明确，专人负责，并做好自检记录和专人检查验收。
6.3.7吊装梁的制作焊接与检查验收应严格按技术规进行。
6.3.8卡环使用前应进行外观检查，不得有毛刺、裂纹、尖角、夹渣等缺陷。
6.3.9卡环不能超负荷使用，并只能承受纵向拉力。
6.3.10倒链不允许超负荷使用。
使用前应进行外观检查，检查其结构的完整性；转动部分必须灵活，不得有卡链现象，制动器必须有效，销子必须牢固等。
6.3.11倒链使用时受力必须合理，保证两钩受力在一条轴线上，链条不得有扭转别劲的现象，严禁多人强拉硬拽。
6.3.12严禁润滑油渗进倒链的摩擦片，以防自锁失灵。
6.3.13钢丝绳使用前须进行质量检查，并应有质量合格证明。
6.3.14钢丝绳使用中，不准超负荷并尽量避免冲击力，不要与带电导线接触，与金属构件或构筑物棱角接触处要采取保护措施。
6.3.15起重机在吊装作业时，臂杆的起落及车体的回转不得同时操作，应分开进行。
在吊装的全过程中，臂杆与设备的空间距离不得小于200mm。
6.4压力试验6.4.1宏观检查壳体、管束及构件腐蚀、裂纹、变形等。
管子表面应无裂纹、折迭、重皮等缺陷。
6.4.2管两端和管板孔应清洗干净，无油脂等污物，并不得有贯通的纵向或螺旋状刻痕等影响胀接紧密性的缺陷。
6.4.3管程试压：
用试验压环和封头专用试压工具进行管与管板相连接接头试压，检查管箱、换热管
石蜡化工催化分厂检修工程E9009A/B
换热器抽芯吊装施工方案
-4-与管板相连接接头及有关各部位。
6.4.4壳体试压：
待换热器回装后利用管道注水进行整体试压，检查壳体、浮头盖及有关部位。
6.4.5试压时压力缓慢上升至操作压力，进行详细检查，无破裂、渗漏、残余变形为合格，再将压力上升至试验压力，进行详细检查，无破裂、渗漏、残余变形为合格。
如有泄漏等问题，处理后再重复试验。
6.4.6在同一管程，堵管数一般不超过其总量的10%。
在工艺指标允许围，可以适当增加堵管数。
6.4.7换热器试压后部积水应排净。
必要时应吹干。
6.5管束及封头回装6.5.1管束及封头的回装按与拆卸相反的顺序进行。
6.5.2螺栓及螺母的螺纹应完整，无伤痕、毛刺等缺陷。
螺栓与螺母配合应良好，无松动或卡涩现象，发现有不能使用的螺栓及螺母应及时更换。
6.5.3法兰密封面应平整光洁，不得有毛刺及径向沟槽。
6.5.4垫片不得有径向划痕、松散、翘曲等缺陷；6.5.5垫片的规格、材质应符合设计文件的规定，不得用错。
在拧紧法兰螺栓时，应考虑密封垫片的柔性，不要因其受力过度而超过其柔性极限；6.5.6螺栓应按对角顺序拧紧。
7施工安全措施7.1参加施工的全体人员，必须严格执行国家有关规程、规和本标准。
7.2施工前凡参加登高作业的人员必须经过身体检查合格。
登高作业者应衣着利落，头戴安全帽，脚穿防滑鞋，腰挂安全带。
7.3高处作业人员不得站在不坚固的结构物上作业，在没有安全防护设施的条件下，严禁在钢结构桁架上或未固定的构件上行走或作业。
7.4设备或构件吊装前，应检查绑扎点是否牢固，不得在被吊物上挂零散物品。
7.5吊车吊装位置、吊车行走道路均应清理，便于吊装。
7.6所有机索具均应有合格证，并按国家标准检验合格。
7.7钢丝绳应仔细检查，不得有断丝现象，表面不得有严重锈蚀。
7.8吊装场地周围拉设警戒线，并设置警戒牌，非施工人员严禁入。
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7.9吊装前执行指挥应与起重司机统一信号，指挥时必须做到旗语准确、哨声清脆、旗语与哨声协调动作。
7.10机具布置完毕
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