#管壳式换热器维护维修规程.docx

1、#管壳式换热器维护维修规程管壳式换热器维护检修规程二七目 录1总则 832完好标准 943换热器的维护 85 3.1 维护 85 3.2 常见故障和处理方法 864 换热器的检验 864.1外部检查 864.2内外部检查 864.3压力试验 874.4定期检验 895 换热器的修理 895.1检修周期及内容 895.2 检修方法及质量标准 906 试车与验收 967 维护检修的安全注意事项 981 总则1.1 适用范围参照原化学工业部颁发的换热器维护检修规程(HG2500491)以及其它有关资料，编制本规程。本规程适用于设计压力不大于6.4MPa(g)，设计温度大于20、小于520钢制管壳式单

2、管板或双管板换热器，包括冷却器、冷凝器、再沸器等换热设备的维护检修。本规程与国家或上级有关部门的规定相抵触时，应遵循国家和上级有关部门制定的一切规定。从国外引进的换热器，还应遵循原设计所采用的规范和标准中的有关规定。1.2 结构简述管壳式换热器(包括固定管板式、浮头式、U形管式以及填料函式)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。为了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，另一端可以在壳体内自由伸缩。U形管式的换热管弯成U形，两端固定在同一管板上，管束可以自由伸缩。填料函式换热器的一端管板固定

3、，另一端填函密封可以自由伸缩。双管板换热器(如图1)一端的内管板直接固定在壳体上，外管板与管箱相连接，另一端的内管板以填料函结构与壳体连接，外管板与管箱连接；采用双管板结构的优点是当管板与换热管连接部位发生泄漏时，换热器的管程和壳程中进行换热的两种介质各自漏入大气而不会互相串混。双管板换热器用于引进部分的干区，以防止一旦管板与换热管连接处发生泄漏时，水或蒸汽与介质相混。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、封头的冲蚀、腐蚀在允许范围内，管束的堵管数不超过总数的10，隔板、折流板、防冲板等无严重的扭曲变形。2.1.2 仪表、计量器具和各种安全装置齐全

4、，完整，灵敏，准确。2.1.3 基础、底座完好，无倾斜、下沉、裂纹等现象。2.1.4 各部连接螺栓、地脚螺栓紧固齐整，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 运行性能 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 换热器各部位阀门开关正常。2.2.3 换热效率达到铭牌出力或查定能力。2.3 技术资料2.3.1 换热器的设备档案齐全，各项记录填写及时、准确；设备档案内容如下：2.3.1.1 设计单位

5、提供的设计图样和设计、安装(使用)说明书，属于中压和类以上的压力容器管理范围的换热器还应有强度计算书；2.3.1.2 换热器的设备卡片及运行、缺陷、检修、事故记录；运行时间和累计运行时间有统计记录；换热器的密封点统计准确并有消除泄漏的记录；2.3.1.3 换热器的设备图纸齐全，包括制造厂提供的竣工图(如在原蓝图上修改，则必须有修改人、技术审核人的确认标记)、产品质量证明书、产品安全质量监督检验证书；2.3.1.4 换热器的安装检验记录；运行中的检验、检测记录，以及有关的技术文件和资料;2.3.1.5 换热器的修理方案、实际修理情况记录以及有关的技术文件和资料；2.3.1.6 换热器的技术改造方

6、案、图样、材料质量证明书、施工质量检验及技术文件资料;2.3.1.7 有关事故的记录资料和处理报告。2.3.2 如系拆迁的旧换热器，除上述资料外，尚须有换热器原来所属单位提供的设备历史资料，包括使用、检验、改造、修理和事故等记录。2.3.3 属于压力容器管理范围的换热器有关压力容器技术资料齐全、准确。2.3.4 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，周围无杂物，无污垢、垃圾。2.4.2 设备的胀口、焊口、管口、法兰、阀门、填料函等密封面完好, 泄漏率在允许范围内。2.4.3 道路畅通，在安全距离内无危险物和障碍物。3 换热器的维护3.1 维护 3.1.1

7、 换热器及其所属零部件必须完整，材质符合设计要求；对于历史不明，资料不全，无档无卡的换热器，不准使用。3.1.2 操作人员应经过考核合格后持证上岗，要做到“四懂”“三会”(即懂结构、懂原理、懂性能、懂用途；会使用、会维护保养、会排除故障)。3.1.3 严格执行操作规程，确保进、出口物料的温度、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。严禁超温、超压运行。3.1.4 换热器在运行中，操作人员应按岗位操作法的要求，定时、定点、定线进行巡回检查，每班不少于两次。检查内容为：3.1.4.1 介质的温度、压力是否正常；3.1.4.2 壳体、封头(浮头)、管程、管板及进出口等连接有无异

8、常声响、腐蚀及泄漏；3.1.4.3 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，发现缺陷要及时消除；3.1.4.4 换热器及管道附件的绝热层是否完好。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，故障未排除不得盲目开车。3.1.7 在下列情况之一时，操作人员应采取紧急措施停止换热器的运行，并及时报告有关部门。3.1.7.1 换热器超温或超压，经处理不能恢复正常状态时。3.1.7.2 换热器的壳体或列管等发现裂纹、鼓包、变形，有破坏危险或发生泄漏，危及安全。3.1.7.3 换热器所在岗位

9、发生火灾或相邻设备发生事故直接危及换热器的安全运行时。3.1.7.4 接管、紧固件损坏，难以保证安全运行。3.1.7.5 换热器管道发生严重振动，危及安全运行。3.1.7.6 发生安全守则中不允许换热器继续运行的其它情况。3.2 常见故障及处理方法管壳式换热器的常见故障及处理方法如下表。故障现象故 障 原 因处 理 方 法出口压力波动大1.工艺原因2.管壁穿孔3.管与管板连接处发生泄漏1.调整工艺条件2.堵管或补焊3.视情况采取消漏措施换热效率低1.管壁结垢或油污吸附2.管壁腐蚀渗漏3.管口胀管处或焊接处松动或腐蚀渗1.清理管壁2.查漏补焊或堵管3.胀管补焊、堵管或更换换热器管束异常振动介质流

10、动激振在壳程进、出口管处设计防冲板、导流筒或液体分配器封头(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.对称交叉均匀地紧固螺栓4 换热器的检验 4.1 外部检查 4.1.1 换热器的外部检查(用肉眼或10倍放大镜)每季度一次，在换热器运行条件下进行。4.1.2 外部检查的内容如下：4.1.2.1 检查换热器的保温层是否完好，有无漏气或漏液现象；对无保温层的换热器应检查防腐层是否完好及换热器外表面的锈蚀情况；检查换热器的壳体、密封部位、焊缝、接管等有无泄漏、裂缝及变形等；4.1.2.2 检查换热器有无异常声响与振动；4.1.2.3 了解换热器在运行中的有关情况

11、，特别是有无介质堵塞和泄漏现象；4.1.2.4 压力表、安全阀等安全附件按规定进行校验或更换。4.2 内外部检查4.2.1 换热器的内外部检查，是在换热器停车或检修时进行，每年一次。4.2.2 内外部检查的内容：4.2.2.1 外部检查的全部项目。4.2.2.2 换热器壳体的内、外表面，开孔接管处等部位有无介质腐蚀或冲刷磨损现象。4.2.2.3 壳体壁厚测定，并进行校核。换热器壁厚的计算公式如下： S cm 式中 S壳体的计算壁厚 cm； D n 壳体的内径 cm； 壳体材料的许用应力 MPa； 焊缝系数P壳体的设计压力 MPa。测量壳体壁厚小于上述计算壁厚时，应降压使用或报废。4.2.2.4

12、 检查管束腐蚀、结垢情况和有无泄漏。4.2.2.5 检查管束与管板连接部位有无泄漏。4.2.3 检查结果予以记录，发现缺陷予以处理。4.3 压力试验4.3.1 换热器拆开检查、清洗或经过修理重新装配后，必须进行液压试验，必要时按图纸规定在液压试验合格后进行气密性试验。4.3.2 液压试验4.3.2.1 换热器的液压试验一般用洁净的水作为试验介质。有特殊要求的，可以用图纸规定的液体作为试验介质，试压用液体和环境的温度均不得低于5。试验时液体的温度应低于液体本身的沸点和闪点；对奥氏体不锈耐酸钢制容器，用水进行试验后，应立即将水渍去除干净，当无法达到这一要求时，就应控制水中的氯离子含量不超过25pp

13、m。4.3.2.2 换热器液压试验的试验压力为1.25P(P为换热器的设计压力，下同)，设计压力P小于或等于0.6MPa的换热器取1.25P和1.25P0.1MPa中较大者。4.3.2.3 工作温度大于或等于200的换热器，液压试验的压力Pr为： Pr1.25P/ t式中： Pr 试验压力 MPa； P 设计压力 MPa； 试验温度下的材料许用应力 MPa；t 设计温度下的材料许用应力 MPa。4.3.2.4 液压试验的顺序为先壳程，同时检查换热器管束与管板连接部位，然后再试管程。试压时，将换热器充满液体，滞留在换热器中的气体必须排尽，换热器表面保持干燥，待换热器的壁温与液体的温度接近时，才能

14、缓慢地升压到设计压力，确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力，保压30分钟，然后降到设计压力，保压30分钟以上并进行检查。检查期间应保持压力不变, 但不得采用连续加压以维持试验压力不变的做法，不得带压紧固螺栓。4.3.2.5 液压试验中, 无泄漏，无可见的异常变形和异常响声，即为试验合格。4.3.2.6 试验完毕后，应立即将水排尽，并使之干燥。4.3.2.7 当不能采用液压试验时，可采用气压试验，其试验压力为1.15P(P为设计压力)。采取气压试验时，必须采取严格的安全措施，并经主管部门的技术负责人批准。试验用气体为干燥洁净的空气、氮气或其它惰性气体，试验用气体温度不低于5。介质为易燃易爆的换热

15、器必须彻底清洗和置换，经分析合格方可进行，否则严禁用空气作为试验介质。4.3.2.8 在气压试验时，缓慢加压到规定压力的10(不小于0.1MPa)，应暂停进气，对连接部位进行检查，若无泄漏等异常现象，可继续升压。升压应分梯次逐级升压，每级为试验压力的1020，每级间适当保压，以观察有无异常。在升压过程中，严禁工作人员在现场作业或进行检查工作；在达到试验压力后保压30分钟，首先观察有无异常现象，然后由专人进行检查和记录。用肥皂溶液检漏，不冒气泡为合格。试压时两通道要保持一定的压差；当试验压力高时，还应注意两端面的变形。已经做过气压试验并经检查合格者，可免做气密性试验。4.3.3 气密性试验4.3

16、.3.1 工作介质属于剧毒介质或在设计上不允许有微量泄漏的换热器，在液压试验合格后，还需作气密性试验。4.3.3.2 气密性试验压力为换热器为设计压力(或操作压力的1.05倍并不超过设计压力)，试验用气体为干燥洁净的空气、氮气或其它惰性气体。试验用气体温度不低于5。介质为易燃易爆的换热器必须彻底清洗和置换，经分析合格方可进行，否则严禁用空气作为试验介质。4.3.3.3 在气密性试验时，缓慢加压到规定压力的10(不小于0.1MPa)，应暂停进气，对连接部位进行检查，若无泄漏等异常现象，可继续升压。升压应分梯次逐级升压，每级为试验压力的1020，每级间适当保压，以观察有无异常。在升压过程中，严禁工

17、作人员在现场作业或进行检查工作。在达到试验压力后保压30分钟，首先观察有无异常现象，然后由专人进行检查和记录，并用肥皂溶液检漏，不冒气泡为合格。4.3.4 进行压力试验时, 必须用两个量程相同, 经过校验合格的压力表，并装在试验装置上便于观察的部位。在试验中，如果发现有异常声音、压力下降、油漆剥落, 或加压装置发生不正常现象，应立即停止试验 ，并查明原因。4.3.5 压力试验中，若发现有泄漏，应缓慢地将压力降至零，进行处理，然后重新试验直到合格为止。4.4 定期检验换热器除日常检查外，还应按压力容器安全技术监察规程和在用压力容器检验规程中的规定，由专业人员进行定期检验。定期检验时换热器所在单位

18、的设备技术管理人员应参加并配合。定期检验包括外部检查，内、外部检查和耐压试验等。检查周期、方法、标准均按有关规程执行。5 换热器的修理5.1 检修周期及内容5.1.1 换热器的检修分为定期计划检修和不定期检修。定期计划检修是根据生产装置的特点、换热器介质的性质、腐蚀速度及运行周期等因素进行定期计划检修。定期计划检修根据检修工作量可分为清洗，中修和大修。不定期检修是由于某种原因导致临时性的检修。5.1.2 清洗周期一般为六个月。运行中物料堵塞或结垢严重的周期为三个月或更短一些，应根据换热器的压降增大和效率降低的具体情况而定。5.1.3 中修的间隔期一般为一年。5.1.4 大修的间隔期一般为三年。

19、5.1.5 经过运行经验的证明，检修间隔期可以适当延长或缩短。5.1.6 换热器的检修包括清理、中修和大修。5.1.6.1 清洗1. 清洗管程和壳程积存的污垢。2. 更换垫片。5.1.6.2 中修1. 清理换热器的壳程、管程及封头 (浮头、平盖等) 积存的污垢。2. 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、鼓泡以及内壁有无腐蚀、局部凹陷、沟槽等，并视情况修理。3. 检查修理管束、管板及管程现壳程连接部位，对有泄漏的换热管进行补焊、补胀和堵管。4. 检查更换进出管口填料、密封垫。5. 检查更新部分连接螺栓、螺母。6. 检查校验仪表及安全装置。7. 检查修理静电接地装置。8.

20、 检查更换管件、阀门及附件。9. 修补壳体、管道的保温层。5.1.6.3 大修1. 包括中修的所有内容。2. 修理或更换换热器的管束或壳体。3. 检查修理设备基础。4. 整体防腐、保温。5.2 检修方法及质量标准5.2.1 检修前的准备5.2.1.1 确定检修内容，制定检修方案，编制检修计划和检修进度。当检修过程中要挖补、焊接及热处理时，应参照相应的技术规范。其中属于类压力容器的，其检修方案应经过蓝星化工公司主管压力容器的安全技术人员同意；属于、类压力容器的检修方案还应经过公司总工程师的批准，焊接工艺应经过焊接技术负责人审查同意。5.2.1.2 向检修人员进行任务、技术、安全交底，检修人员应熟

21、悉检修规程和质量标准，对于重大缺陷应提出技术措施。5.2.1.3 落实检修所需的材料与备件，校验检修中使用的量具、仪器，准备好检修中所需的工具，尤其是专用工具。5.2.1.4 换热器交付检修前，设备所在单位必须按照原化学工业部颁发的化工企业安全管理制度和化学工业部安全生产禁令中的有关规定，切断电源，做好设备及管路的切断、隔绝、置换和清洗等项工作，经分析合格后移交检修人员进行检修。在置换和清洗时，不得随意排放设备中的介质。5.2.2 换热器的清理5.2.2.1 由于介质的腐蚀、冲蚀、积垢，必须进行清理。根据换热器结垢、堵塞的情况，选择适当有效的方法进行清洗。常用的清洗方法有机械除垢法、冲洗法和化

22、学除垢法。5.2.2.2 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。5.2.2.3 冲洗法：利用高压水泵输出的高压水，通过压力调节阀后再经过高压软管通至手提式喷射枪，用喷出高压水流清理污垢。这是目前最有效的清理方法，而且对设备没有损伤。5.2.2.4 化学除垢法：首先对结垢的物质进行化学分析，是根据结垢的成分，采用合适的溶剂进行清洗。一般对硫酸盐和硅酸盐水垢采用碱洗，碳酸盐水垢用酸洗，油垢结焦用氢氧化钠、碳酸钠、洗衣粉、洗涤剂等，与水按一定比例配制成清洗剂。采用化学清洗时必须考虑加入缓蚀剂。化学除垢可以根据不同情况采用浸泡、喷淋或强制循环等方式。用化学除垢

23、后必须用清水冲洗数次，直至水呈中性为止。之后应将水排尽并干燥，以防止腐蚀设备。5.2.3 换热器的修理5.2.3.1 壳体壳体的检修与质量标准，属于压力容器范畴的按原化学工业部颁发的压力容器维护检修规程(HG2500191)有关规定执行；非压力容器也可参照执行。5.2.3.2 换热管1. 换热器胀管由于温度、压力的波动以及温差变形的不均匀性造成管子从管板中拉脱、松动而使介质泄漏，可采用补胀来消除泄漏，胀管率为6左右。同一部位如补胀最多三次，否则会使管板孔处材料冷作硬化而胀不紧。对补胀无效的换热器管，可以用管堵将管子两端封死，也可以更换换热管或者采用焊接方法。若采用焊接，应在焊接后对周围的管子再

24、补胀一次，以免由于焊接后管板的热胀冷缩而引起四周其它管子的胀缝松动泄漏。2. 换热器由于腐蚀、磨蚀、冲蚀、沉积腐蚀等原因，使管子产生裂缝、穿孔而泄漏，这时无法修复。一般处理的方法有两种：一是堵管，二是更换新管。在泄漏管子数量不多时，可以用管堵将管子两端封死。如管程压力较高时，可以堵紧后再焊死。3. 管堵应符合如下条件： 管堵为圆锥形，长度为管内径的两倍，小端直径为管内径的0.85倍，锥度为1:10。 管堵金属材料的硬度，应低于或等于管子的硬度。 堵管的总数，一般不得超过换热器管束该管程的10(根据本厂工艺和生产情况可适当增减)。4. 换热器管板处泄漏或换热器本身大量泄漏而无法修复时，应进行换管

25、。换管的步骤如下： 换热管的取出 将泄漏的管子做出标记，在钻床上将两端管板处的管端部分钻掉, 然后冲出管子。如更换全部列管，可用气焊将管束割去，气割时应距离管板100mm以上，以减少气割火焰对管板加热而产生变形；然后冲出管子。 管板孔的清理、修磨和检查 首先将槽内的管圈挑出，然后用铁刷或细砂布清除管板孔内的油污或铁锈，也可以用磨孔机磨孔。管板上管孔直径最大允许偏差如表1。表1.管子外径 mm192532384557管孔直径 mm19.425.432.538.545.557.7最大偏差 mm0.200.240.300.300.400.40利用旧管板最大孔径 mm19.6025.6432.8038

26、.8045.9058.10管板清理及修磨后必须检查：管孔内不得有穿通的纵向或螺旋形的刀痕；管孔的轴线应垂直于管板平面；管板的密封槽或法兰面应光滑无伤痕，管板的管孔直径偏差、圆度及圆柱度都应在允许范围内。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。 换热器管应符合下列要求胀接管材的硬度应比管板材料硬度小HB30左右，否则在管端进行退火处理。换热管应为YB23170无缝钢管和YB80470不锈、耐酸钢无缝钢管中高精度冷拔管；其质量应符合GB151钢制管壳式换热器。管子胀接部分不应有纵向刻痕，但允许有深度不超过0.1mm 的环向沟槽。一般情况下较长的换热管直管，允许有一道对接焊

27、缝，最短的管长不小于300mm；U形管允许有两道对接焊缝，两道焊口之间的距离不小于300mm。对接接头应作焊接工艺评定，对接焊缝应平滑，对口错边量不大于管壁厚度的15，对接后的不直度以不影响穿管为限，并逐根用直径为0.85倍管内径的钢球进行通球试验和水压试验，水压试验的试验压力为管程设计压力的两倍。U形管弯管段的圆度偏差，应不大于管子名义外径的10；不宜热弯的碳钢、低合金钢管弯制后应作清除应力热处理。 穿管的准备 切管，管子的长度偏差为2mm。切管时应考虑管子的长度要比两管板外端面之间的设计距离长一些，胀接管长出68mm，焊接管长出2倍的管子壁厚。 退火，当管子的硬度达不到要求时，应采用退火来

28、保证可塑性。将管端加热到600650, 保温1015分钟, 用石棉布包好或插入温热而干燥的砂子中。退火长度单管板换热器为150200mm，双管板的换热管为350400mm。 磨管，管子两端要磨光, 去掉铁锈等污物, 露出金属光泽, 其长度为一般不小于管板厚度的二倍(或120150mm)；内壁也要进行适当的清理、打磨。 管束的组装部分管子更换时，可将准备好的管子逐一穿进管孔，并在两端留出适当的长度，胀接管要留出34mm， 焊接管留出一个管壁厚度。管束全部更换时，应将两端管板分别夹在胎具上，保证同心度、垂直度、平行度和板间的距离：管板的平行度误差小于1mm，两端距离误差小于2mm；然后，将拉杆、定

29、距离板、支持板、折流板等按要求固定好，并校对各部分尺寸和折流方向、同心度等是否合乎要求；最后逐根插入换热管。穿管时禁止用铁锤直接打入，全部管子穿好后，可根据图纸要求进行胀管、焊接或胀焊并用。 胀管工具及胀管工作原理常用胀管器结构如图2a。胀管原理：工作时，胀杆作旋转运动，如图2b所示，滚子在正向旋转的胀杆推动下，由于PY力的作用使滚子前进；又因PX力的作用，使滚子在前进的同时，挤推与其接触的周边金属压向管板孔内壁；随着胀杆的继续旋转工作，致使管壁塑性变形，使与其相配的管板内孔发生弹性变形；当胀管器对管口及管板管孔的挤压力达到一定值时，管板内孔依靠弹性变形，紧紧地固住已经发生塑性变形的管头，达到

30、胀管的目的。胀管器的规格如表2。表2.公称尺寸 mm192532384350576370胀杆长度 mm161184208231254277300323346管子内径 mm162020262432323838444450525956636170 胀接，胀接前必须检查管板、管端的材质、尺寸、机械性能、净化处理等是否符合要求。胀管时，气温不要低于10，胀管顺序一般从中心扩展到周边对称交叉进行，胀接后的管子扩大部分或过渡部分应光滑，无裂缝和沟槽，胀接处应严密不漏；若发现胀接质量不符合图纸要求时，可以重胀，重胀次数不超过三次。为了保证胀管质量应选择合适的胀管率，一般中、低压换热器的胀管率hS67，压力较高的胀管率hd11.5或hS11.5。其中：hs 100 hd 100式中hS： 管子内径的胀大值对管壁厚度S的相对百分率；hd： 管子内径的胀大值对管板孔内径D的相对百分率；d0： 胀紧前管子的内径 mm；d1： 胀紧后管子的内径 mm；e： 胀紧前管子与管孔的间隙 mm。管板孔径与管子外