SHS 01009-2019管壳式换热器维护检修规程

PAGEPAGE1管壳式换热器维护检修规程SHS01009-2019目次前言1范围2规范性引用文件3检修周期与内容4检修程序与质量标准5试车与验收6维护与故障处理附录A（资料性附录）管壳式换热器耐压和泄漏试验记录表附录B（资料性附录）管壳式换热器检修质量控制确认表前言本规程按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则修订。本规程代替SHS01009-2004《管壳式换热器维护检修规程》，与SHS01009-2004相比，除了编辑性修改外，主要技术变化如下：——增加了拆卸、安装与试验过程中步骤的具体描述、注意事项和技术要求；——原检修周期与内容章节中，根据装置长周期运行特点，检修周期有所调整；——依据新标准与规范，垫片和螺栓使用范围进行了调整；——删除了螺纹锁紧环换热器检修内容。本规程由中国石油化工集团有限公司、中国石油化工股份有限公司提出。本规程起草单位：中国石油化工股份有限公司安庆分公司。本规程主要起草人：程先步。本规程所代替规程的历次版本发布情况为：——SHS01009-1992、SHS01009-2004。管壳式换热器维护检修规程1范围1.1主题内容本规程规定了管壳式换热器的检修周期与内容、检修程序与质量标准、试验与验收、维护与故障处理。1.2适用范围1.2.1本规程适用于石油化工装置常用管壳式换热器，设计压力在35MPa以下的石油化工钢制固定管板式、浮头式、U形管式等管壳式换热器及釜式重沸器，有特殊要求的换热器应遵循其特殊的维护检修规程。1.2.2除符合本规程外，管壳式换热器维护检修还应符合设计文件的要求。1.2.3受压元件的检修遵照SHS01004《压力容器维护检修规程》。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规程，然而，鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。中华人民共和国特种设备安全法特种设备安全监察条例TSG21固定式压力容器安全技术监察规程TSG08特种设备使用管理规则GB/T150.1～150.4压力容器GB/T151热交换器GB/T29463管壳式热交换器用垫片GB50461石油化工静设备安装工程施工质量验收规范GB50484石油化工建设工程施工安全技术规范GB50645石油化工绝热工程施工质量验收规范GB/T19066.3柔性石墨金属波齿复合垫片技术条件GB/T3098.8紧固件机械性能-200℃～+700℃使用的螺栓连接零件NB/T47015压力容器焊接规程SH/T3074石油化工钢制压力容器NB/T47027压力容器法兰用紧固件HG/T20583钢制化工容器结构设计规定SH/T3536石油化工工程起重施工规范SH/T3555石油化工工程钢脚手架搭设安全技术规范SH/T3430石油化工管壳式换热器用柔性石墨波齿复合垫片SH/T3503石油化工建设工程项目交工技术文件规定SH/T3540钢制换热设备管束复合涂层施工及验收规范JGJ46施工现场临时用电安全技术规范SHS01004压力容器维护检修规程SHS01033设备及管道绝热维护检修规程SHS01034设备及管道涂层检修规程3检修周期与内容3.1检修周期根据TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》的要求，结合装置长周期运行、设备运行状况，统筹考虑，确定管壳式换热器检修周期，一般为36～72个月。3.2检修内容3.2.1压力容器月检查、年度检查、定期检验时确定返修的项目。3.2.2拆除绝热层，安装盲板，拆除进、出口管线和阀门：3.2.3抽芯、清扫管束和壳体、管箱。3.2.4管束焊口、胀口处理及单管修复、堵管或更换。3.2.5检查、修理管箱及内附件、浮头盖、钩圈、外头盖、接管等及其密封面，更换垫片、填料等。3.3.6检查或更换部分螺栓、螺母。3.3.7检查、检修衬里(复合或堆焊层)。3.3.8检查、修理支座、支耳和基础。3.3.9检查、修理、校验安全、仪表附件。3.3.10更换管束或壳体。3.3.11检查接地完好情况。3.3.12拆除盲板，管线阀门安装。3.3.13试压、气密。3.3.14绝热层、防腐层修理或更换。4检修程序与质量标准4.1检修前准备4.1.1掌握设备运行状况，编制、审批、下达检修计划，备齐检修所需的图纸、技术资料和相关检修记录，制定检修方案(含焊接和起重作业方案)或检修作业指导书，产权单位、检修单位按规定进行检修作业的双向交底，并做好交底记录。4.1.2准备好必要的检修工器具及试验胎具、工装、起吊工具等。管束需高压水射流清洗的，准备好射流清洗机械和场地。4.1.3准备好检修所需更换的备品、配件和材料，并检查核实备品、配件材料的尺寸和材质是否满足技术要求。4.1.4从事检修的单位必须具有检修资质和业绩，检修人员必须熟悉检修方案或检修作业指导书。焊工和起重工必须持证，并经业主技能测试合格，方能从事检修工作。4.1.5检修前条件确认。4.1.5.1切断换热器进料并排净，内部介质置换、清扫干净。4.1.5.2检查确认是否按规定办理了各类作业票证。特别注意：动火、防中毒、防窒息分析的取样要具有代表性，必要时，取样人员穿戴长管空气呼吸器进入受限空间取样。4.1.5.3易生成FeS介质的换热器，为防止FeS自燃，应尽量采用化学清洗，也可拆除后尽快进行射流清洗。采取措施，确保环境不受污染。4.1.5.4确认检修、照明用电符合相关标准规范。4.2检查内容4.2.1宏观检查壳体、管束及构件腐蚀、裂纹、变形等，必要时采用表面检测及涡流、超声检测，有机械、腐蚀或冲刷产生的沟槽、划痕、表面腐蚀严重的情况之一者，应进行详细检查和确认。4.2.2对接管、筒体、管束、管箱和封头进行抽查测厚，不符合原设计文件要求的应更换，4.2.3检查防腐层有无老化、脱落。4.2.4检查衬里腐蚀、鼓包、褶折和裂纹。4.2.5检查密封面、密封垫有无划痕、沟槽、腐蚀等情况。4.2.6检查紧固件的损伤情况，对高压螺栓、螺母应逐个清洗检查，必要时进行无损检测，4.2.7检查基础有无下沉、倾斜、破损、裂纹及其地脚螺栓、垫铁等有无松动、损坏。4.3检修质量标准4.3.1换热器管束抽芯、装芯、运输和吊装作业中，不得用裸露的钢丝绳直接捆绑，捆绑位置应加垫板。移动和起吊管束时，应放置在专用的支承结构上，避免损伤管束。4.3.2管束内、外表面结垢应清理干净。4.3.3管箱、浮头有隔板时，其垫片应整体加工，并不得有影响密封的缺陷。4.3.4管束堵漏，在同一管程内，堵管数一般不超过其总数的10%，在工艺指标允许范围内，可以适当增加堵管数。4.3.5更换的零部件应符合有关技术要求，具有材质质量合格证，必要时进行复验。4.3.6更换换热管：4.3.6.1管子表面应无裂纹、折叠、凹瘪、重皮等缺陷，必要时单管应进行压力试验。4.3.6.2U形管弯管段包括至少50mm长直管段内不得有拼接焊缝，对口错边量应不超过管壁厚的15%，且不大于0.5mm。4.3.6.3管子与管板采用胀接时应检验管子的硬度，一般要求管子硬度比管板硬度低30HB，管子硬度高于或接近管板硬度时，应将管子两端进行退火处理，退火长度比管板厚度长80～100mm。4.3.6.4管子两端和管板孔应干净，无油脂等污物，并不得有贯通的纵向或螺旋状刻痕等影响胀接紧密性的缺陷。4.3.6.5管子两端应伸出管板，其长度符合设计要求。4.3.6.6管子与管板的胀接宜采用液压胀，每个胀口重胀不得超过两次。4.3.6.7管子与管板采用焊接时，管子的切口表面应平整，无毛刺、凹凸、裂纹、夹层等，且焊接处不得有熔渣、氧化铁、油垢等影响焊接质量的杂物。4.3.7管束整体更换应按GB/T151《热交换器》或设计图纸要求进行。4.3.8壳体等受压元件修理按SHS01004《压力容器维护检修规程》的要求执行。4.3.9密封垫片的更换按设计要求选用，选用的垫片如与原设计不同，应征得设计单位同意，使用有成功经验的垫片。金属环垫片硬度应低于法兰面硬度15～20HB，加氢装置压力较高，垫片硬度要求低于法兰面硬度30HB。4.3.10换热器的螺栓、螺母需要更换时，应与原设计要求或材质相同，可以参照表1选用。螺栓要对称更换，均匀分布。表1螺栓、螺母选用表螺栓用钢螺母用钢使用温度范围/℃2010、15-20~3503520、250~35040MnB40Mn、450~40040MnVB40Cr30CrMoA40Mn、45-10~40035CrMoA-100~50035CrMoA40Mn、45-10~40030CrMoA、35CrMoA-70~50035CrMoVA35CrMoA、35CrMoVA-20~42525Cr2MoVA30CrMoA、35CrMoA-20~50025Cr2MoVA-20~55040CrNiMoA35CrMoA、40CrNiMoA-50~350S45110(1Cr5Mo)S45110(1Cr5Mo)-20~600S42020S420200~400S30408S30408-253~700S31008S31008-253~800S31608S31608-253~700S32168S32168-253~7004.3.11拆卸螺栓时，第一轮每个螺母松开半圈或更少，以防止少数螺栓应力较大，产生屈服变形失效或残压泄漏伤害。4.3.12拧紧换热器螺栓时，一般应按图1表示的顺序进行，并应涂抹适当的螺纹润滑剂或防咬合剂。4.3.13螺栓首轮加载的载荷不易过高，以不超过最终螺栓预紧载荷的15%为宜，首轮交叉加载后，顺时针紧1圈，到螺栓预紧载荷的40%为宜，再顺时针紧一圈，到螺栓预紧载荷的70%为宜，再顺时针紧一圈，达到100%载荷，最后检查、微调每个螺栓载荷是否均匀。4.3.14紧固螺栓时应使用扭力扳手，直径较大的螺栓紧固时使用液力扳手或液压拉伸器。4.3.15螺栓紧固后，设备升温一定时间，待螺栓温度上升到不再变化时，检查和重新校正螺栓的扭矩，必要时进行热紧。4.3.16采用内防腐涂料的冷换设备，宏观检查换热器涂层，涂层表面应光滑、平整，颜色一致，并无气孔滴坠、流挂、漏涂等缺陷，用5～10倍的放大镜检查，无微孔者为合格；涂层应完全固化；吊运安装、检修清扫时，不得损伤防腐涂层。4.3.17冷换设备绝热层、防腐涂层的维护检修质量标准分别按SHS01033《设备及管道维护检修规程》、SHS01034《设备及管道涂层检修规程》执行。5试验与验收5.1试验5.1.1检修记录齐全、准确，并经施工单位、使用单位双方签字确认。5.1.2施工单位、使用单位确认合格，并具备试验条件。5.1.3压力试验：5.1.3.1试压用压力表为2块，并对压力表预先进行校验，精度不低于1.6级，量程应为试验压力的1.5～3倍，表盘直径不小于100mm。5.1.3.2对于设计文件是按压差设计的，应保证设计文件的试验压差，管程与壳程同步进行试压。5.1.3.3充入试压液体，温度不低于5℃或符合设计文件要求，排净容器内气体，待容器壁温与液体温度相同时，并确认连接部位无泄漏，方可缓慢升压。5.1.3.4试验介质为清洁水或其他液体，奥氏体不锈钢设备试验用水，应限制水中氯离子含量不超过25mg/L。5.1.3.5试压值采用下列中较大值a)液压试压值b)气压试压值式中——耐压试验试压值，MPa；p——管程或壳程最高操作压力，MPa：——试验温度下材料的许用应力，MPa，按GB/T150选取。——操作温度下材料的许用应力，MPa，按GB/T150选取。c)气密查漏试验值，采用设备的最高工作压力值。5.1.3.6试压时压力缓慢上升至规定压力，恒压时间不低于10min，然后降到最高操作压力，保压时间不低于30min，进行详细检查，无破裂、渗漏、残余变形和异常声响为合格。如有泄漏等问题，处理后再试验。5.1.3.7液体试验完毕后，应将液体排尽，必要时用压缩空气将内部吹干。5.1.3.8换热设备进行气压试验时的介质，应为干燥洁净的空气、氮气或其他情性气体，气体温度不低于15℃或符合设计文件要求。5.1.3.9气体试压时，压力缓慢上升至规定压力10%，恒压10min，初次检查合格后，继续缓慢上升至规定压力的50%，检查无问题后，再继续按试验压力的10%的级差逐级升至试验压力，保压10min，将压力降至最高操作压力，保压时间不低于30min，经肥皂液或其他检漏液检查，无渗漏、破裂、残余变形和异常声响为合格。如有泄漏等问题，处理后再试验。5.1.3.10压力试验顺序及要求：a)固定管板式壳体试压：检查壳体、换热管与管板相连接接头及有关部位。管程试压：检查管箱及有关部位。b)U形管式换热器、釜式重沸器(带U形管束)及填料函式换热器。壳程试压(用试验压环)：检查壳体、管板、换热管与管板连接等部位。管程试压：检查管箱的有关部位。c)浮头式换热器、釜式重沸器(带浮头式管束)用试验压环和浮头专用工具进行管与管板相连接接头试压，对釜式重沸器，还应配备管与管板连接接头试压专用壳体，检查换热管与管板连接接头及有关部位。管程试压：检查管箱、浮头盖及有关部位。壳程试压：检查壳体、换热管与管板连接接头及有关部位。d)按压差设计的换热器管头试压：检查管箱的有关部位。管程和壳程步进试压：检查壳体、管箱及有关部位。要有相应控制压差措施，保证试压时升压和降压过程中压差不超。e)当管程的试验压力高于壳程压力时，试验压力值应按图样规定，或按生产和施工单位双方商定的方法进行。5.2验收5.2.1设备投用运行一周，各项指标达到技术要求或能满足生产需要。5.2.2设备防腐、绝热完整无损，达到完好标准。5.2.3提交下列技术资料：5.2.3.1设计变更及材料代用变更单、材料材质质量证明书、零部件合格证；5.2.3.2检修记录；5.2.3.3焊缝质量检验(包括外观检验和无损探伤等)报告；5.2.3.4试验记录，按SH/T3503《石油化工建设工程项目交工技术文件规定》填写热交换设备耐压和泄漏试验记录。6维护与故障处理6.1日常维护6.1.1装置系统蒸汽吹扫时，应尽可能避免对有涂层的冷换设备进行吹扫，工艺上确实避免不了的，应严格控制吹扫蒸汽温度不大于200℃，避免造成涂层破坏。6.1.2装置开停工过程中，换热器应缓慢升温和降温，避免造成压差过大和热冲击，同时应遵循停工时“先热后冷”，即先退热介质，再退冷介质；开工时“先冷后热”，即先进冷介质，后进热介质，特殊情况按具体工艺要求执行。6.1.3换热器在开工前应确认系统通畅，避免管板单面超压。6.1.4认真检查设备运行参数，严禁超温、超压、超液位，对按压差设计的换热器，在运行过程中不得超过规定的压差。6.1.5操作人员应严格遵守设备操作规程，定时对换热设备进行巡回检查，检查基础支座稳固及设备泄漏等。6.1.6应经常对管、壳程介质的温度及压降进行检查，分析换热器的泄漏和结垢情况。在压降增大和传热系数降低超过一定数值时，应根据介质和换热器的结构，选择有效的方法进行清洗。6.1.7应经常检查换热器振动的变化情况。6.1.8有防腐涂层的冷换设备在操作运行时，应严格控制温度，避免涂层损坏。6.1.9保持绝热层完好。6.2常见故障与处理管壳式换热器常见功能故障与处理方法见表2。表2管壳式换热器常见功能故障与处理方法序号功能功能

故障故障模式故障后果故障应对策略与

检修内容检修

周期/月1两种冷热介

质换热，处

理量满足设

计要求且产

品合格两种介

质互串

(内

漏)换热管腐蚀穿

孔、开裂换热效果达不到要求，

介质被污染更换或堵管视情而定换热管与管板

胀口(焊口)

开裂换热效果达不到要求，

介质被污染重胀、补焊或堵

管视情而定浮头式换热器

浮头法兰密封

漏换热效果达不到要求，

介质被污染紧固或更换螺

栓、更换密封垫

片视情而定换热器管板开

裂泄漏换热效果达不到要求，

介质被污染补焊或更换管束视情而定2两种冷热介

质换热，产

品质量合格

且无环境污

染。法兰处

密封

泄漏垫圈承压不

足、腐蚀、变

质换热效果达不到要求，

产品质量不合格，介

质泄漏造成环境污染紧固螺栓，更换

垫片视情而定螺栓强度不

足、松动或腐

蚀换热效果达不到要求，

产品质量不合格，介

质泄漏造成环境污染螺栓材质升级，

紧固螺栓或更换

螺栓视情而定法兰刚性不足

或密封面缺陷换热效果达不到要求，

产品质量不合格，介

质泄漏造成环境污染更换法兰、处理

密封面视情而定法兰不平行或

错位换热效果达不到要求，

产品质量不合格，介

质泄漏造成环境污染重新组焊或更换

法兰视情而定垫片质量不合

格换热效果达不到要求，

产品质量不合格，介

质泄漏造成环境污染更换垫片视情而定3两种冷热介

质换热，处

理量满足设

计要求且产

品合格传热效

果差换热管结垢换热效果差，处理量

达不到设计要求化学清洗或射流

清洗视情而定水质不好、油

污与微生物多换热效果差，处理量

达不到设计要求加强循环水过滤

及净化视情而定隔板短路换热效果差，处理量

达不到设计要求修复或更换隔板视情而定4换热效率、

处理量满足

设计要求阻力降

超过允

许值过滤器失效换热效果差，处理量

达不到设计要求清理或更换过滤

器视情而定壳体和换热管

内、外结垢换热效果差，处理量

达不到设计要求射流清洗、化学

清洗或在线清洗视情而定5换热器提供

两种冷热介

质互换热量振动

严重因介质频率引

起的共振振动严重引起设备失效，造成泄漏环境污染改变流速或改变

管束固有频率视情而定外部管道振动

引发的共振振动严重引起设备失效，造成泄漏环境污染加固管道，减小

振动视情而定附录A(资料性附