换热器管束泄漏原因分析及对策.doc

换热器管束泄漏原因分析及对策河南化工21年第l0期换热器管束泄漏原因分析及对策刊直祥洛阳隆惠化设备制造安装公?47Ioi2摘要分析了化纤厂芳烃抽提装置多台换热器在短期内多次发生泄漏的原目.采取了增加tr-角高度等相应措施并制定了新营束制造工艺,取得良好效果.关键词换热器管束泄漏焊接胀接1前言化纤厂芳烃抽提装置投产后不久,编号为l4一E一14的甲苯塔重沸器管求及T艺状况相近的四台(重整油分离塔重沸器l3一E一07.芳烃白土塔进料加热器l4一E一11,溶剂油分离塔重沸器14一一26,非芳烃白土塔进料加热器l4一E一24)管束相继发生不同程度的泄漏,经检修单位拆卸检查,发现泄漏部位均集中在换热管与管板间的焊缝上,固定管板侧和浮动管板侧都有泄漏.其缺陷蔓J焊缝穿孔检修单位对泄漏部位进行补焊处理.试压合格后交付生产使用,但投人运行后不久又发牛了类似情况一这样在短短个多里.14一E一14换热器发牛了四次泄漏,其他几台设备也先后泄漏了两三次.给常的装置生产带来了很大困难2设计现状换热管与管板焊接的连接形式见下页图l我们对模具进行J,改进,在水胎模具下模的嘴子座上焊了一个爪子,在硫化水胎的插杆上焊了一个直杆,这样在合模时爪子固定了嘴子杆,杜绝了压坏嘴子,压坏模具的现象.另外,外胎模具加工时由于内口边缘宽度不一致,导致外胎硫化时插嘴插人水胎嘴子的深度不一样导致水胎嘴子眼膨胀过度而早期损坏,影响水胎的使用寿命,为此,我们在外胎模具加工时要求内J边缘宽度保持一致,以保证插嘴插入水胎嘴子的深度,防止水胎嘴子的早期损坏3嘴子杆3,1存在问题我公司硫化水胎时内压为2.3MPa-i-01MPa,内压很高,这样大的压力在水胎制造时很容易把水胎进水口对面的胎体冲薄,导致水胎不耐用且易造成外胎缺陷,3.2改进措施我们在插嘴杆上钻,很多小孔,分散内压,使水胎的均匀性有了很大改善,提高了水胎的使用次数.又避免了外胎硫化时水胎各部位伸展不均所造成的外胎的缺陷.4硫化水胎温度4.1存在问题装模前,温度过高.合模前水胎最先接触下模.导致紧挨下模一侧变软这样打人内后导致两侧厚薄不均4.2改进措施水胎装模时模具温度应在50以r.合模后再打压升温,保证水胎厚薄均匀致.以提高水胎的耐用性.5隔离剂硅胶与汽油的配比保证隔离剂硅胶与汽油配比为I:l0这样首先能有效防止外胎的硫黄向水胎迁移而导致水胎变硬变脆,降低水胎的使用次数;第一.好定型.使水胎能够舒展地定在外胎里,减少r压坏水胎的现象发生;第=.杜绝水胎粘在外胎【拔不掉,拔水胎.使水胎不能使用6其它措施外胎硫化时水胎必须备足三排.一排人模,一排定型,一排停放备用,这样能使水胎有敏地恢复疲劳,有利于水胎使用寿命的提高7效果通过采取以【:措施.水胎的平均使用次数从6o7l1次上升到T130140次,极大地提高r水胎的使用效率,也降低了轮胎制造的成年,提高了效益据计算.按我公可现在年c:36万套轮胎计算.按成本价每年符约水胎胶价值264l力元.外胎少出废次品所产生的效益约在6O万元以J24图I换热管管板的连接形式3制造情况3.1用水平固定手工钨极氩弧焊,焊接层数为一层,焊缝余高1.52Omm(满足设计要求)3.2焊后进行表面着色检查.对发现的问题进行处理,消除了表面及浅表缺陷.3.3按设计要求进行壳程,管程水压试验4泄漏原因分析由于这五台换热器管束先后泄漏的部位和泄漏的缺陷相同,其设计参数相近,所以下面以14一E一14换热器为代表对其泄漏原因进行分析.4.1设计从泄漏部位均在焊缝上且泄漏缺陷都是焊缝穿孔可以看出,换热管与管板仅采用强度焊的连接方式不能很好地满足其工艺要求因为强度焊只保证换热管与管板之间连接的密封性能及抗拉脱强度显而易见,设计未考虑操作压力大,温度高,管壳程温差大,易引起振动等因素.本人认为泄漏的主要原因正是由于振动引起的换热器在操作过程中,管束振动引起管板与管子间熔敷金属中存在的某些缺陷扩大(扩展),从而导致泄漏从图1可知,换热管端头伸出管板1.52Omm,这样,在焊接时一遍就能达到设计的焊角高度,但在实际工况下明显不能满足要求.设计应该明确提出至少两个方面的具体要求:消除管子与管板间的缝隙,使振动产生的应力不直接作用在焊缝上;强度焊接至少要焊两遍4.2制造.焊缝内部存在焊接缺陷客观上不可避免,尽管在制造中进行着色检查,但只能消除表面及浅表缺陷.另外壳程试验压力仅有0.3806NPa,在短时承压下可能不会泄漏;既使管程试验压力为11.19MPa,短时承压下仍可能II=会泄漏,且该试验是在常温完全静态条件下进f的,焊接缺陷不会立即暴露出来但在高温蒸汽长时问冲击下引起管子振动,而振动又会引起焊缝内气L及其它缺陷的扩展,当扩展到一定程度就会被高温高压蒸汽击穿,一旦击穿就形成了气流通道,蒸汽强大的冲刷力很快河南化工2001年第l0期使气孔扩大,导致管束严重泄漏4.3工艺操作.该换热器管壳程介质不但压差大而且温差也大,给投用时的操作提出更高的要求.尤其是管程的3.5MPa蒸汽易产牛水击现象,造成管子强烈振动,由于管板与管子问存在缝隙,震动产牛的应力直接作用在焊缝上.对焊缝造成破坏性影响因此操作不当引起介质压力不平稳,温度骤变是造成泄漏的另一重要原因5采取对策从分析可知.浚换热器管束只有从完善设计人手,提高制造标准并做好生产的平稳操作,才能更好地要满足使用要求.综上所述应采用以下具体措施:5.1加强焊缝强度,增加焊角高度和焊接层数首先,要增加原设计中换热管伸出管板的长度.使其保证在34mm,这样,焊角高度才能增加至3rnm以上.同时在焊接时管口不能熔掉;其次,要采取多遍焊接的方法减少气孔等焊接缺陷的产生因为一层焊道表面或内部气孔可能很深,甚至几乎穿透熔敷金属,但采取多遍焊接就能大大减少焊接缺陷产生的机率,同时也增加了熔敷金属厚度为此,应采用水平固定手工钨极氩弧焊或垂直俯位手工电弧焊.焊接层数至少保证两层.这样就使焊缝的强度得到充分地保证另外,要彻底清除焊接区的油,锈,垢等杂物并有良好的氩气保护,减少焊接缺陷的产生,进一步提高焊接质量.5.2采用强度焊接加贴胀的制造工芝,起到双重保险的作用贴胀的重要作用是消除管板与管子间存在缝隙,减缓或消除管子振动对管板与管子问熔敷金属中存在的缺陷的影响,大大增加了焊缝抗拉脱强度同时又起到双重保险的作用:如果焊缝被击穿,有贴胀作后盾,不可能形成气流通道,击穿的气孔也不会很快扩大5.3工艺操作要平稳尤其是管程的中压蒸