Ремонт теплообменника

Размещено на http://www.allbest.ru/

CОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Загрязнения аппаратов

2. Подготовка теплообменника к ремонту

3. Трудоемкие процессы при ремонте теплообменников

3.1 Монтаж и демонтаж резьбовых соединений

3.2 Извлечение трубных пучков

4. Очистка поверхностей теплообменника

4.1 Химическая очистка

4.2 Механическая очистка

4.3 Гидромеханичекая очистка

4.4 Гидропневмотическая очистка

4.5 Пескоструйная очистка

5. Cпециальные методы очистки

6. Ремонт трубного пучка

7. Ремонт корпуса аппарата

8. Испытание теплообменника

Заключение

Cписок литературы

Введение

Теплообменные аппараты являются очень распространённым типом аппаратуры. Например, на нефтеперерабатывающих заводах и предприятиях основной химии доля теплообменной аппаратуры составляет до 40%.

В процессе длительной работы теплообменные аппараты подвергаются загрязнению, коррозионному и эрозионному износу.

1. Загрязнения аппаратов

Проявляются в том, что поверхности их покрываются накипью, маслом, отложениями солей и смол, окисляются и т. п. С увеличением отложений возрастает термическое сопротивление стенки и ухудшается теплообмен.

Износ теплообменного аппарата выражается в следующем: нарушение целостности трубок; свищи, трещины, прогары на корпусе; прогиб трубных решёток и деформация трубок; заклинивание плавающих головок; повреждение сальниковых устройств; повреждение линзовых компенсаторов и др. теплообменник ремонт демонтаж очистка

2. Подготовка теплообменника к ремонту

Заключается в следующем: снижается избыточное давление до атмосферного и аппарат освобождается от продукта; отключается арматура и ставятся заглушки на всех подводящих и отводящих трубопроводах; проводится продувка азотом или водяным паром с последующей промывкой водой и продувкой воздухом; проводится отбор проб и выполняется анализ проб воздуха на наличие ядовитых и взрывоопасных продуктов; получение разрешения на огневые работы; составление акта сдачи в ремонт. Технология ремонта зависит от конструкции теплообменника.

При ремонте теплообменников жёсткой конструкции или с линзовым компенсатором на кожухе выполняются следующие работы: демонтаж обвязки и арматуры; снятие крышек аппарата; очистка теплообменных поверхностей; проверка целостности трубок, выявление дефектов вальцовки и обварки трубок гидравлическим испытанием на рабочее давление; отключение или частичная смена дефектных трубок; гидравлическое испытание трубного пучка; сборка теплообменника с крышками; гидравлическое испытание трубной части аппарата.

В тех случая, когда число дефектных трубок велико (более 15% трубок в каждом ходе), то они все заменяются полностью.

При ремонте теплообменников с плавающей головкой и U-образными трубками пучок извлекается из корпуса.

3. Трудоёмкие операции при ремонте теплообменников

Наиболее трудоёмкими операциями при ремонте теплообменной аппаратуры являются: монтаж и демонтаж резьбовых соединений; извлечение трубных пучков; очистка теплообменной аппаратуры; ремонт и изготовление трубных пучков и их установка; испытание теплообменников.

3.1 Монтаж и демонтаж резьбовых соединений

Демонтаж и монтаж резьбовых соединений производится с помощью гаечных ключей. Снижение трудоёмкости работ по монтажу и демонтажу резьбовых соединений достигается применением пневматических и гидравлических гайковёртов.

3.2 Извлечение трубных пучков

Извлекать трубные пучки можно только из теплообменников с плавающей головкой и U-образными трубками. Извлечение трубного пучка является весьма трудоёмкой операцией.

В большинстве случаев для снижения трудоёмкости работ используются экстракторы, т. е. приспособления для захвата трубного пучка в сочетании с грузоподъёмным механизмом. Применяются следующие способы:

1) с помощью лебёдки и автомобильного крана.

2) с помощью лебёдки и стационарного монорельса на монорельсе размещаются два тельфера, что позволяет без затруднений проводить демонтаж и монтаж трубного пучка;

3) с помощью лебёдки и передвижного монорельса с помощью неподвижного монорельса можно обслуживать несколько параллельно стоящих теплообменника;

4) с помощью лебёдки и передвижной тележки.

Извлечение трубного пучка из вертикальных теплообменников проще, чем из горизонтальных, и осуществляется принципиально теми же способами.

4. Очистка поверхностей теплообменника

Для очистки теплообменных поверхностей (внутренних и наружных поверхностей трубок) используются следующие методы:

- химическая очистка;

- механическая очистка;

- гидромеханическая очистка;

- пескоструйная очистка;

- специальные методы очистки.

4.1 Химическая очистка

Выполняется без вскрытия и разборки теплообменника.

Для очистки от накипи применяют 5-15% раствор соляной кислоты с добавками ингибиторов.

Очистку от твёрдых отложений проводят путём заполнения теплообменника на сутки 5% раствором соляной кислоты с добавкой жидкого стекла. Твёрдый осадок разрыхляется в этом растворителе и потом легко смывается водой.

Для очистки от органических отложений (масла, мазута и т. п.) используют углеводородные растворители.

Достоинства метода - нет необходимости в разборке теплообменника, можно чистить межтрубное пространство.

Недостаток - необходимость утилизации отработанных продуктов.

4.2 Механическая очистка

Осуществляется при помощи шомполов, свёрл, щёток, резцов, буров с подачей воды или воздуха для удаления продуктов очистки.

Простейшим приспособлением является стальной пруток с ершом из стальной проволоки, приваренным к прутку.

Для механизации процесса механической очистки используются приспособления, состоящие из пневмо или электродрели, полого вала и бура. После первичной обработки трубок буром их подвергают окончательной очистке стальным ершом.

Недостатки механической очистки: трудоёмкость и отсутствие возможности очистки межтрубного пространства.

4.3 Гидромеханическая очистка

Осуществляется с помощью воды, подаваемой под высоким давлением (от 15 до 70 МПа) в полую штангу, на конус которой установлено сопло с несколькими отверстиями. Струи воды при выходе из сопла режут и отрывают отложения от стенок очищаемых поверхностей. Время очистки трубы составляет 10-15 с. Широкий диапазон изменения давления (от 15 до 70 МПа) даёт возможность удалять отложения практически любой твёрдости.

Достоинства метода: высокая степень очистки; возможность очистки поверхности трубок на месте установки аппарата.

Недостаток: требуемое высокое давление предъявляет высокие требования к охране труда.

4.4 Гидропневматическая очистка

Осуществляется с помощью воды и воздуха. В загрязнённую трубку одновременно подаётся вода и сжатый воздух. Сжатый воздух, расширяясь, резко увеличивает скорость движения воды, которая начинает перемещаться по трубке последовательными водяными «пробками» с интенсивными завихрениями. Совместное движение воды и воздуха быстро разрушает отложения на стенках трубок, очищая их.

Одновременная подача в трубку воды и воздуха осуществляется при помощи воздушного «пистолета». Воздух под давлением 0,7-0,8 МПа и вода под давлением 0,5-0,6 МПа при соотношении 1:1 подаются шлангами.

Гидропневматическая очистка позволяет сократить время очистки по сравнению с механической в 8-10 раз, значительно реже подвергать очистке теплообменники, повысить производительность труда.

4.5 Пескоструйная очистка

Позволяет добиться наиболее полной очистки труб, в результате чего коэффициент теплопередачи восстанавливается до значений, соответствующих отсутствию термических сопротивлений, обусловленных загрязнениями. Сущность пескоструйной очистки заключается в обработке очищаемой поверхности взвесью песка в воздухе или воде, подаваемой с большой скоростью. Засасывание песка осуществляется эжекционными установками.

5. Специальные методы очистки

Относится ультразвуковая очистка. Ультразвуковые преобразователи через посредство головок с вибраторами, устанавливаемыми в жидкости (воде) внутри очищаемого объёма, позволяют полностью удалить твёрдые отложения, разрушаемые под действием ультразвуковых колебаний и вымываемые звукопередающей средой.

6. Ремонт трубного пучка

При ремонте трубного пучка допускается установка пробок на 15% трубок в каждом потоке (ходе) пучка. При выходе из строя более 15% трубок все они заменяются полностью. Выбор материала трубок осуществляется с учётом характеристики среды, её параметров и в соответствии с действующими нормами. Применение бывших в употреблении трубок допускается, если они потеряли вследствие износа не более 30% первоначального веса.

При замене завальцованные трубки, не выступающие над решёткой, отрезают специальным приспособлением за трубной решёткой. Трубки, выступающие над трубной решёткой, отрезают головкой с резцом. Оставшиеся в гнёздах решёток концы трубок сплющивают и выбивают.

Удаление дефективных приваренных труб проводится вырубкой сварного кольцевого шва или срезанием торца трубы и валикового шва специальной фрезкой с приводом от гибкого вала или переносной дрели.

Вставляемые новые трубки отрезают по длине трубного пучка с прибавкой 8-10 мм длины. Концы трубок зачищают до металлического блеска на длину, равную толщине решётки с прибавкой 10 мм на сторону. В трубной решётке все отверстия зачищают от заусенцев, ржавчины и грязи. Наличие продольных рисок в отверстиях трубной решётки не допускается. Перед установкой трубок отверстия в решётке продувают воздухом и насухо протирают.

Зазор между наружным диаметром трубки и отверстием в решётке должен быть не более 1,5% диаметра трубки.

Крепление труб в трубных решётках производится:

1) развальцовкой;

2) обваркой;

3) комбинированным способом (обварка + развальцовка, развальцовка + обварка ) и др.

Отверстия под развальцовку обрабатываются не ниже седьмого класса шероховатости. Концы трубок должны выступать на 3-5 мм у наружного торца каждой решётки и быть отбортованными. Ввиду того, что трубки при развальцовке удлиняются, сначала развальцовывают все концы трубок в одной решётке, а потом в другой. При этом вальцуют четыре трубки крест-накрест, затем все трубки по периметру и далее остальные.

В теплообменных аппаратах жёсткой конструкции применяется также сварное крепление трубок в трубной решетке. При этом трубки и решётки должны быть изготовлены из хорошо свариваемых металлов. (9)

7. Ремонт корпуса аппарата

Корпус аппарата, имеющий различные выпучины и вмятины, выправляется ударами кувалды по медной подкладке. Устранение небольших вмятин при толщине стенки корпуса или крышки, выполненных из углеродистой стали, не более 3-4 мм осуществляется нагревом. Если невозможно устранить указанные выше дефекты ударами и нагревом, то повреждённые части либо удаляются, либо на них ставятся накладки.

Свищи и трещины удаляются путём заварки или постановки накладок с предварительным удалением дефектного участка.

При помощи цветной дефектоскопии определяют протяжённость и положение концов трещин, обнаруженных в корпусе. Эти концы до заварки засверливаются свёрлами диаметром 3-4 мм. Несквозные трещины глубиной не более 0,4 толщины стенки разделываются под заварку односторонней вырубкой на максимальную глубину трещины со снятием кромок под углом 50 - 60°. При толщине более 100 мм сварку ведут обратноступенчатым методом. Сквозные и несквозные трещины глубиной более 0,4 толщины стенки разделывают на всю толщину вырубкой зубилом или газорезкой. При появлении гнездообразных трещин повреждённые места вырезаются и закрываются заплатами, которые не должны иметь острых углов. Заплаты ввариваются заподлицо с основным металлом. Площадь заплаты не должна превышать 1/3 площади листа аппарата.

Дефектные штуцеры и трубные решётки при достижении максимальных величин износа и прогиба подлежат замене.

8. Испытание теплообменника

Опрессовка теплообменников жёсткой конструкции и с линзовым компенсатором на корпусе проводится при снятых крышках. Вода при гидравлическом испытании подаётся в межтрубное пространство. Появление воды в любой из трубок или в месте вальцовки трубки в трубной решётке указывает на дефекты в ремонте. (10)

Заключение

После ремонта аппарат испытывают на герметичность, размещают теплоизоляцию, облицовку, крепят ее крепежными винтами, присоединяют трубопроводы, монтируют приборы и средства автоматизации и готовят аппарат к пуску.

Список литературы

1. Лебедев П.Д., Щукин А.А. «Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. (Курсовое проектирование). Учеб. пособие для энергетических вузов. «Энергия», Москва, 2007г.

2. Лебедев П.Д. «Теплообменные сушильные и холодильные установки». Учебник для студентов технических вузов. 2-е издание. «Энергия», Москва, 2007г.

3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С.Борисов, В.П.Брыков, Ю.И.Дытнерский и др. Под. ред. Ю.И.Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 2009. - 496 с.

4. Ульянов Б.А., Бадеников В.Я., Ликучёв В.Г. Процессы и аппараты химической технологии. Учебное пособие - Ангарск: Издательство Ангарской государственной технической академии, 2010 г. - 903 с.

Размещено на Allbest.ru