絲堵式空冷器管束查漏方法及堵漏技術(shù)分析

周璐璐

摘 要：空冷器由于具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，在各行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，其中石油煉化裝置中使用最多的是絲堵式空冷器，但是由于絲堵式換熱器的管束容易發(fā)生泄露問題，對企業(yè)工藝運(yùn)行具有極大危害?？紤]到絲堵式空冷器結(jié)構(gòu)特殊性，查漏難度較高。本文針對上述問題進(jìn)行了分析，借助新型查漏專用工具作業(yè)，大幅縮減了設(shè)備檢修周期，并提出了相應(yīng)的堵漏技術(shù)。

關(guān)鍵詞：絲堵式空冷器；查漏；堵漏；技術(shù)；專用工具

中圖分類號：TQ051 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

空冷器作為石油煉化行業(yè)中常見設(shè)備，具有換熱系數(shù)高、節(jié)能環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢。當(dāng)下空冷器管束一般是采用錯裂布置的形式，管束包括4層、6層結(jié)構(gòu)。投入運(yùn)行后，一旦某根管子發(fā)生泄露，需要快速及時的查找出故障位置，避免內(nèi)部流體滲漏等造成的危害。由于換熱管間距小，布置方式靈活多變，查漏過程難度相對增加，且后續(xù)堵漏問題有待優(yōu)化。

1 查漏作業(yè)和專用工具的應(yīng)用

結(jié)合石油行業(yè)空冷器使用狀況分析可發(fā)現(xiàn)，部分換熱管束由于常年連續(xù)使用，經(jīng)常發(fā)生泄露問題，高效快速的查找出故障位置并進(jìn)行堵漏處理具有重大價值。

1.1 查漏流程分析

第一，若換熱管束發(fā)生泄露，物料外流狀況，根據(jù)大體位置判斷可能泄露的管子。將管箱端頭處的絲堵寫下，在螺孔位置插入楔子，保證管子兩端密封后，重新裝上絲堵。第二，核查堵管后的換熱器，保證外界工藝條件參數(shù)的合理性，向空冷器內(nèi)部充入水或壓縮空氣等介質(zhì)。不出現(xiàn)泄露問題，表面查漏工作結(jié)束。如果仍存在物料泄露問題，表面堵管位置有誤，需要重復(fù)上述步驟進(jìn)行查漏處理。直到?jīng)]有物料外流后方可確認(rèn)查漏工作結(jié)束。

1.2 查漏難點(diǎn)分析

換熱器管束的查漏作業(yè)具有重復(fù)性高、耗時長的特點(diǎn)。此外，考慮到空冷器結(jié)構(gòu)特殊性，所有管子的端口都位于管箱內(nèi)部，如果查漏環(huán)節(jié)中，誤將沒有泄露的管子堵上，將會減小實(shí)際散熱面積，可能會導(dǎo)致?lián)Q熱量無法滿足負(fù)荷要求，危害極為突出。這也是導(dǎo)致空冷器使用壽命下降速度增加的主要原因，對企業(yè)而言是增加了設(shè)備成本問題，經(jīng)濟(jì)損失狀況較為嚴(yán)重。此外，查漏堵漏的檢驗(yàn)中，堵住管子兩端后便需對整個空冷器進(jìn)行水壓試驗(yàn)，充水、放水時間長，工序復(fù)雜度高，一定程度上還會引起資源浪費(fèi)問題。

1.3 查漏專用工具的應(yīng)用

從上述分析可以得出，換熱器管束的查漏處理難度大、耗時長。為了高效快捷地找到泄漏位置，同時降低試驗(yàn)操作中資源耗費(fèi)量，本文提出專用查漏工具。

該工具從結(jié)構(gòu)上分析：第一，核心部件是空芯可旋轉(zhuǎn)螺栓，該螺栓是中間有通孔的絲堵，且螺栓絲堵規(guī)格與空冷器裝置的相吻合，一般為M30mm。螺栓的有效螺紋長度比空冷器長出幾mm。第二，一般選用無縫鋼管替代主水管，規(guī)格為DN15mm，保證壁厚滿足強(qiáng)度要求。第三，專用工具的制備中，需要將空芯旋轉(zhuǎn)螺栓套在實(shí)心桿、主水管外，然后焊接處理，將擋塊固定在實(shí)心桿位置處。第四，為了保證專用工具的合理性，需要結(jié)合空冷器管箱深度進(jìn)行擋環(huán)和楔形管間距的確定，以空心旋轉(zhuǎn)至2/3處后，恰好到換熱其管口位置為判定原則。第五，楔形頭需要根據(jù)換熱管規(guī)格進(jìn)行更換操作，一般換熱管為DN15mm、DN20mm兩種形式。

專用工具可快速、精確的查找出泄露點(diǎn)，可避免浪費(fèi)試驗(yàn)介質(zhì)、錯誤堵管等常見問題，對絲堵式空冷器的查漏具有極大幫助，專用工具的使用方法分析如下。第一，結(jié)合物料泄露狀況，將疑似泄露位置的絲堵拆開，借助2號專用工具沿螺孔深入管箱，然后擰緊螺栓，推動實(shí)心桿前行，借助楔形材料堵住管口處。第二，采取上述同樣方法處理，借助1號專用工具楔形管頭堵住管子另一端，借助活接頭將水注入換熱管內(nèi)部，升壓至試驗(yàn)要求數(shù)據(jù)，關(guān)閉閥門后檢漏。第三，若空冷器下部出現(xiàn)水滴、升壓后壓力示數(shù)下降，均表明該換熱管出現(xiàn)泄漏問題。第四，將1號、2號專用工具拆除，暫時堵住管子兩端，讓空冷器正常運(yùn)行，若設(shè)備下放沒有再次出現(xiàn)水滴問題，且壓力能維持穩(wěn)定示數(shù)，表面換熱管沒有漏電。第五，重復(fù)第四步，便可查出所有漏點(diǎn)位置，且精度高達(dá)100%。該堵漏技術(shù)易于操作，原理簡單，可避免錯誤堵管的危害，是保證設(shè)備散熱性能的關(guān)鍵步驟，在散熱器管子查漏作業(yè)中具有重大使用價值，可以在業(yè)內(nèi)進(jìn)行廣泛推廣使用，需要引起設(shè)備廠家、企業(yè)的共同關(guān)注。

2 管束堵漏技術(shù)分析

2.1 快速堵漏技術(shù)

如果泄露位置是層疊翅片管的形式，一般不推薦焊接堵漏的方法。結(jié)合空冷器的結(jié)構(gòu)，可采用不動火封堵的方法。將管箱處絲堵拆下，然后加工較長的錐頭絲堵，將管束兩端漏氣位置封上，便可達(dá)到堵漏要求。但是該方法仍存在一定弊端，僅將管子內(nèi)壁堵住，未考慮脫鉚位置的間隙問題，可能無法完成堵漏要求。

結(jié)合管子加工制造等工藝要求分析后，可采用新型堵漏技術(shù)進(jìn)行處理。將堵頭設(shè)計(jì)成分體的形式，然后對頂絲、堵頭分別進(jìn)行加工?？稍诠芟渖隙税惭b頂絲，堵頭位置需要由兩種規(guī)格的圓柱體構(gòu)成，前端需要與管子內(nèi)徑吻合，保證與管子的間隙滿足實(shí)際要求，伸入內(nèi)部后便可完成導(dǎo)向作用，后端需要大于管子外徑，借助堵頭端的階梯面完成與管束的密封。還需要借助銅墊圈等配件安裝在堵頭端口處，這是保證密封壓實(shí)牢固度的基礎(chǔ)，頂絲壓緊后便可完成整個密封處理。

安裝過程中，需要先將管箱絲堵拆開，將工具深入到箱體內(nèi)部后，再進(jìn)行管端面的清潔處理。然后將銅墊圈放置在絲堵孔、翅片管中間，裝上頂絲后進(jìn)行預(yù)壓緊操作，然后對螺母進(jìn)行擰緊處理，旋緊螺母后對管子另一端進(jìn)行同樣操作，最后對管子進(jìn)行加壓、試漏處理。

2.2 密封材料的應(yīng)用

堵漏工藝操作中，需要注重堵頭密封材料的形式和種類，硬度過大的材料具有可塑性差的特點(diǎn)，密封難度高，硬度過小材料在空冷器管束振動作用下，容易發(fā)生變形問題，可能會發(fā)生封堵效果下降。為此，可采用黃銅材料進(jìn)行處理，黃銅是銅、鋅材料構(gòu)成的合金，具有應(yīng)用范圍廣的優(yōu)勢。黃銅種類包括：第一，普通黃銅，由銅、鋅元素構(gòu)成，牌號為H70，也可稱為三七黃銅，具有塑型高、耐腐蝕的優(yōu)勢。第二，含銅量高于63%的材料，可以進(jìn)行冷加工，具有良好的延展性，可進(jìn)行退火操作。第三，含銅量較低，大部分是鋅元素的材料，主要在熱加工時應(yīng)用較多，具有強(qiáng)度高的優(yōu)勢。第四，兩種或多種元素構(gòu)成的合金，也稱為復(fù)雜黃銅。

考慮到空冷器堵漏工藝需求，需要保證密封材料具有硬度適中、密封性良好、耐受性高的優(yōu)勢，其次需要考慮材料成本，通用性等要求。通過對不同材料進(jìn)行綜合比對可分析得出，H70黃銅形式較為合理，硬度較低，價格低廉，首選該材料進(jìn)行銅墊片的加工。如果工藝操作允許的條件，可進(jìn)行結(jié)晶退火處理，可進(jìn)一步降低硬度到55（布氏硬度）。應(yīng)用實(shí)踐表明，本文所采用的不動火堵漏技術(shù)可在空冷器中進(jìn)行應(yīng)用，對設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性具有較大意義，屬于較為實(shí)用的新型堵漏技術(shù)。該方法不會對空冷器外觀造成負(fù)面影響，同時加工難度小，材料成本低，應(yīng)用范圍較為廣泛。分體結(jié)構(gòu)中的堵頭設(shè)置中，需要考慮銅墊片的應(yīng)用，這是提高材料塑性合理性的基礎(chǔ)。

結(jié)語

絲堵式空冷器的查漏工作具有復(fù)雜度高的特點(diǎn)，略有偏差將會導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)。借助專用查漏工具可快速完成查漏工作。將復(fù)雜的查漏工作簡單化，大幅提高了檢修效率。同時查漏中不需進(jìn)行空冷器整體的充水、放水處理，降低了資源浪費(fèi)帶來的負(fù)面作用。此外，本文針對空冷器管子泄露問題進(jìn)行了補(bǔ)漏技術(shù)探討，最大程度地延長了空冷器使用壽命，是提高空冷器利用價值和散熱性能的重要方法，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值和實(shí)用價值。

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