高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器檢修中常見故障分析及對策

薛子文 張釗

【摘 要】高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器是目前生產(chǎn)實(shí)踐中利用的一種重要花熱氣類型，其故障會嚴(yán)重的影響具體的生產(chǎn)，所以對設(shè)備的故障進(jìn)行檢修非常必要?？偨Y(jié)高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器在運(yùn)行實(shí)踐中的常見故障，并基于故障討論針對性的解決策略，這于恢復(fù)高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器的應(yīng)用實(shí)效，保證生產(chǎn)效益有顯著的作用，所以文章分析研究高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器檢修中的常見故障和故障解決對策，旨在為實(shí)踐提供給幫助。

【關(guān)鍵詞】高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器;故障;對策

換熱器在目前的生產(chǎn)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用，其中的一種重要類型是高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器，就此類型的換熱器具體使用分析來看，其可以為生產(chǎn)實(shí)踐提供幫助，但是在運(yùn)用的過程中，其故障會影響到具體的設(shè)備使用效果和安全性。出于生產(chǎn)穩(wěn)定和安全的考慮，積極的對設(shè)備的故障做檢修分析有突出的現(xiàn)實(shí)意義。基于此，總結(jié)實(shí)踐應(yīng)用中高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器的具體檢修故障，并基于故障討論解決對策有顯著的現(xiàn)實(shí)價值。

一、內(nèi)、外圈緊固螺栓咬死

此問題在煉油廠檢修中屬于共性問題，也是在設(shè)備檢修過程中遇到的第一個問題，從此類設(shè) 備結(jié)構(gòu)上分析，該螺栓僅提供密封比壓，并不承受介質(zhì)壓力，不應(yīng)發(fā)生咬死現(xiàn)象，主要原因是：1）未嚴(yán)格按技術(shù)要求的力矩上緊螺栓，螺 栓預(yù)緊力過大;2）裝置運(yùn)行過程中，發(fā)生泄漏后多次緊固;3）未按要求涂抹防高溫咬死劑，或咬死劑質(zhì)量差;4）原設(shè)計(jì)存在問題，該螺栓長期在高溫下 工作，設(shè)計(jì)時應(yīng)使螺紋中徑拉開一定差值成松動配合，可以有效減少螺紋咬死現(xiàn)象。

二、外部密封泄漏

從外部密封結(jié)構(gòu)分析來看，介質(zhì)壓力通過盲板、鎖緊環(huán)螺紋傳至管箱殼體端部，壓力、溫度變化時對此處密封影響甚小，但在使用中也時常發(fā)生泄漏。綜合分析產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：1）外圈螺紋上緊力掌握不好。要么上緊力矩不 夠，要么未采用力矩扳手，螺栓預(yù)緊力不均勻。2）密封墊問題。此處密封墊常用的有纏繞 墊片、復(fù)合波齒墊及金屬墊，每一種形式墊片選擇，除應(yīng)注意墊片采購質(zhì)量外，還應(yīng)注意其對應(yīng)適宜的密封面結(jié)構(gòu)形式。

復(fù)合波齒墊與金屬墊采用平面密封形式，當(dāng)采用 0Cr13金屬墊時，一般在密封面一側(cè)加工出0.4mm高小凸臺，形成線密封結(jié)構(gòu)，可大大提高密封的可靠性。如采用纏繞墊片，應(yīng)選擇榫槽面結(jié)構(gòu)形式，這 樣可克服密封面寬度窄的問題。榫槽面可選擇在殼體的一側(cè)密封面上，也可選擇在密封蓋板一側(cè)。需要特別指出，無論此處選用什么類型的墊片及密封面形式，都應(yīng)注意墊片質(zhì)量，特別是對大直徑換熱器。

三、管、殼程內(nèi)部串漏

內(nèi)部串漏在兩種情況下發(fā)生：1）換熱管與管板連接處泄漏或 U形管 R部

位破裂造成;2）當(dāng)裝置壓力、溫度發(fā)生較大波動時，或遇到緊急情況停車后再上壓出現(xiàn)內(nèi)部串漏。上述兩種情況都是煉油廠裝置運(yùn)行中常遇到問題。當(dāng)遇到管、殼程內(nèi)部串漏時，應(yīng)仔細(xì)鑒別串漏部位，是換熱管出問題還是管、殼程密封處出問題。首先應(yīng)充分利用該類型換熱器可帶壓緊固的特點(diǎn)，動用內(nèi)圈備用上緊螺栓緊固，同時應(yīng)仔細(xì)觀察泄漏情況。如果泄漏情況發(fā)生明顯變化，基本可排除 U形管本身出問題的可能性。管、殼程串漏一般都屬于情況 b，通過緊固內(nèi)圈螺栓即可解決。

一般來講，在高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器的具體利用中，做好壓差設(shè)計(jì)，并確定標(biāo)準(zhǔn)的使用工況，管、殼程內(nèi)部串漏問題可以避免，但是實(shí)際運(yùn)行中仍然發(fā)現(xiàn)泄漏情況，分析其原因主要有以下2點(diǎn)：1）由于其特殊傳力結(jié)構(gòu)，螺栓壓緊力不是直接作用到管板上，墊片所需壓緊力是由內(nèi)法蘭上螺栓通過內(nèi)隔筒傳遞到管板，再施加到墊片上。2）管箱內(nèi)隔筒與管箱材質(zhì)不同，導(dǎo)致高溫下熱膨脹量存在差異。內(nèi)隔筒一般選用不銹鋼，管箱為 Cr2Mo鋼，兩者線膨脹系數(shù)相差20%;對400℃左右運(yùn)行的該設(shè)備，不銹鋼內(nèi)隔筒有2mm左右大于 Cr2Mo鋼管箱的熱膨脹量。由于兩者變形不協(xié)調(diào)，會對內(nèi)法蘭螺栓、內(nèi)隔筒及殼程側(cè)墊片作用很大的壓縮力，這種外力的作用，可能造成內(nèi)法蘭螺栓彎曲變形、內(nèi)隔筒微量塑性壓縮，一旦操 作溫度發(fā)生大的波動，造成密封墊片因密封比壓不夠而泄漏。煉油廠進(jìn)行檢修時，有時會發(fā)現(xiàn)內(nèi)法蘭螺栓頂端與內(nèi)隔筒之間存在一定縫隙，證明此情況的確存在。故此種情況下產(chǎn)生的泄漏，一般通過上緊內(nèi)圈螺栓，彌補(bǔ)密封墊片作用力不足來解決泄漏問題。

4 水壓試驗(yàn)

在高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器檢修過程中需進(jìn)行兩次水壓試驗(yàn)：1）殼程水壓試驗(yàn)，目的主要在于檢驗(yàn)換熱管、管子與管板連接及殼程密封;2）管、殼程同時升壓，分別升至要求水試壓力，全面檢查管程密封及殼程密封情況。

兩遍試壓過程對按壓差設(shè)計(jì)的換熱器來說并無特殊之處，但在煉油廠檢修過程中，因?qū)Ξa(chǎn)品結(jié)構(gòu)、特性未仔細(xì)研究，也出現(xiàn)一些不應(yīng)有的問題，應(yīng)按下列方法處理：1）殼程試壓過程中，應(yīng)嚴(yán)格按圖樣單獨(dú)標(biāo) 明試驗(yàn)壓力進(jìn)行，不應(yīng)超壓。該設(shè)備一般制造廠出廠時都配有警示牌，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。2）管、殼程水試時，應(yīng)注意壓差問題，事先應(yīng)備好一套試壓裝置。最好一個泵通過三通接頭同時給管、殼程升壓，這樣可保證升壓過程中兩者壓力平衡，當(dāng)一側(cè)壓力升至要求壓力時，用截止閥關(guān)閉這一側(cè)，繼續(xù)升壓，直至另一側(cè)也達(dá)到額定壓力。保壓結(jié)束后泄壓時打開主閥，泄壓應(yīng)緩慢 進(jìn)行，同時應(yīng)嚴(yán)密觀察壓力表數(shù)值的變化，在升壓降壓階段始終保證兩側(cè)壓差不超過額定壓差值。

5 大螺紋拆裝

大螺紋拆裝主要涉及兩種情況：1）拆螺紋。拆螺紋前，應(yīng)完全拆除內(nèi)外圈螺栓。對部分 因咬死不能拆除的螺栓，可采用萬向鉆等設(shè)備鉆削去除螺栓。螺栓全部去除后可借外力，如吊車或千斤頂，對螺紋鎖緊環(huán)施加側(cè)向力直至鎖發(fā)生松動。螺紋面因長期在高溫下運(yùn)行，可能發(fā)生面與面之間粘合現(xiàn)象。對螺紋中段備有注油孔的，應(yīng)使用注射泵，向螺紋間隙中注入機(jī)油，注油 前應(yīng)仔細(xì)清理注油孔，以避免將雜物帶入。2）旋螺紋。其過程與拆卸螺紋環(huán)基本一致，螺紋鎖緊環(huán)能順利旋出就為鎖緊環(huán)順利旋入奠定了良好的基礎(chǔ)，以下幾點(diǎn)在旋合時應(yīng)注意：1）旋出螺紋鎖緊環(huán)后，應(yīng)對螺紋面進(jìn)行仔細(xì)清理，去除殘留防咬死劑，徹底打磨去除毛刺。2）應(yīng)選用質(zhì)量合格的防高溫咬死劑。

結(jié)束語

綜上所述，高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器在具體利用中存在的故障會嚴(yán)重影響其應(yīng)用效果，可能還會引發(fā)安全事故，所以基于檢修實(shí)踐對具體的故障作總結(jié)和分析，并就故障的解決方法做討論，這可以為實(shí)踐提供幫助和指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)高壓螺紋鎖緊環(huán)式換熱器應(yīng)用效果的提升。

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（作者單位：兗礦魯南化工有限公司）