Ремонт теплообменников

Неисправности теплообменника возникают в результате дефектов изготовления и монтажа, неправильной эксплуатации, особенно в процессах пуска и остановки аппаратов.

Общие неисправности:

1) загрязнение поверхности труб и внутренней поверхности корпуса накипью, маслом, отложениями солей и смол, окислителя;

2) пропуски во фланцевых соединениях, в местах развальцовки труб в трубных решетках, в стенках труб, пропуск в плавающей головке;

3) деформации трубок, заклинивание плавающих головок и повреждение их струбцин, повреждение линзовых компенсаторов, разрушение теплоизоляции, образование газовых мешков и др.

4) уменьшение толщины стенки корпуса, днища, трубных решеток в результате коррозии; образование выпучен и вмятин на корпусе и днищах;

5) образование трещин, свищей, прогары в корпусе, трубках и фланцах, увеличение диаметра отверстий для труб в трубных решетках.

Подготовка к ремонту включает выполнение следующих мероприятий: 1) снижение избыточного давления до атмосферного и освобождение аппарата от продукта; 2) отключается арматура и ставятся заглушки на всех подводящих и отводящих трубопроводах; 3) проводится продувка аппарата азотом или водяным паром с последующей промывкой водой и продувкой воздухом; 4) выполняется анализ на наличие ядовитых и взрывоопасных продуктов; 5)оформляется нарад-допуск и получается разрешение на огневые работы, если они необходимы в процессе ремонта; 6) составляется акт сдачи аппарата в ремонт.

Наличие внутренних пропусков определяют при отборе проб из той части теплообменника, где ниже давление, а внешние неисправности можно обнаружить во время осмотров.

Ремонт теплообменников организуется примерно так же, как и других аппаратов: чистка, смена прокладок в разъемных соединениях, замена сальниковой набивки в запорной арматуре.

Для проведения чистки трубок снимаются крышки и распределительные коробки аппаратов при помощи крана или кронштейнов. Для чистки наружной поверхности трубок трубные пучки с плавающей головкой или с У-образными трубками извлекают из горизонтального корпуса с помощью монтажной лебедки или трактором с использованием специального приспособления и перевозят к месту ремонта.

Извлечение трубного пучка из вертикальных аппаратов или установленных на некоторой высоте осуществляется принципиально теми же способами с помощью автомобильного крана.

В зависимости от типа и характера отложений применяют физико-химические, механические, гидропневматические, гидромеханические (струей воды высокого давления) и пескоструйный.

Физико-химическую чистку (горячая или холодная промывка, растворение, химическое разложение, кипячение и выплавление загрязнений) выполняют без вскрытия и разборки аппарата, и это является менее трудоемким и быстрым способом.

Для чистки от накипи применяют 5 - 15% раствор соляной или серной кислоты с добавками ингибиторов коррозии (обычно жидкое стекло).

Отложения солей и смол удаляют промывкой керосином, а затем горячей водой.

Способ кипячения используют для очистки межтрубного пространства без вскрытия аппарата, для этого межтрубное пространство заполняют смесью воды с керосином, а трубное пространство подают пар в течение 8 - 10 час. Иногда вместо керосина используют подогретое до 110 - 120 оС соляровое масло.

Механическую чистку используют для очистки от твердых отложений (кокса) с помощью вращающихся металлических щеток, резцов, сверл, устанавливаемых в полых валах. Вал приводится во вращение с помощью пнево-мотора или электродвигателя. К валу подводится вода или воздух, которые уносят механическую пыль и твердые частицы.

Гидро-пнематический способ чистки заключается в пропускании через теплообменник воды и сжатого воздуха. Воздух, попадая в воду, расширяется, при этом скорость движения воды возрастает. Пузырьки воздуха и струи воды ударяются о стенки трубок, разрушая отложения. Загрязнения, продукты коррозии и другие неплотные отложения выносятся из теплообменника водой в канализацию. Данный способ позволяет сократить время очистки по сравнению с механической в 8 - 10 раз.

Гидромеханическую очистку производят водой под высоким давлением в зависимости от характера отложений. Воду насосом подают в полую штангу, на конец которой закреплено сопло с одним или несколькими отверстиями. Струя воды, направленная на отложения, выходят из сопла с большой скоростью и очищает поверхность трубок. Данный способ широко используют для чистки трубок от кокса, ила и полимерных отложений, так как широкий диапазон изменения давления (от 15 до 70 Мпа) дает возможность удалить отложения практически любой твердости.

Пескоструйная очистка позволяет добиться наиболее полной очистки труб. Сущность пескоструйной очистки заключается в обработке очищаемой поверхности взвесью песка в воздухе или воде, подаваемой с большой скоростью.

Находит применение метод очистки с использованием ультразвука. Принцип действия основан на свойстве звуковых колебаний высокой частоты разрушать препятствия на пути их распространения. Препятствие подвергается как бы ударам многих тысяч пнемотических молотков большой мощности. Установка состоит из электрического генератора колебаний и жидкого проводника. Данным методом разрушаются загрязнения толщиной в несколько миллиметров за несколько секунд.

Наиболее часто ремонт теплообменной аппаратуры заключается в частичной или полной замене дефектных трубок. Дефекты в трубках и неплотности в их вальцовочном соединении выявляют прессовкой пучка трубок в корпусе со снятыми крышками.

Если число дефектных трубок после испытания не превышает 15% от общего числа, их заглушают коническими металлическими пробками, если же число дефектных трубок более 15%, их заменяют полностью.

Большое внимание при ремонте теплообменных аппаратов уделяется состоянию отверстий в трубных решетках и самим трубным решеткам. Основными дефектами трубных решеток являются; коррозионное разрушение поверхности вследствие контакта с рабочей средой, наличие забоин на поверхности уплотнений, износ отверстий под трубки.

Стенки отверстий под трубки зачищают щетками с пневоприводом, не должны иметь продольных рисок, забоин, пор, раковин.

При ремонте теплообменника развальцовка трубок является наиболее ответственной операцией. Развальцовка заключается в том, что под действием усилий, превышающих предел текучести металла. трубка приобретает остаточную деформацию, в результате чего достигается плотное соединение трубок с трубной решеткой. Необходимая плотность достигается при увеличении внутреннего диаметра трубки на 1,5%.

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

Ремонт обечайки теплообменника заключается в вырезке дефектных участков и постановке заплат по той же технологии, что и ремонт корпусов массообменных аппаратов.

Свищи и трещины устраняются путем заварки или постановкой накладок с предварительным удалением дефектного участка.

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

Небольшие трещины в корпусе или сварном шве заваривают электросваркой, предварительно вырубив зубилом на поврежденном месте У- образную бороздку. Если трещина длиной более 150 мм или много рядом трещин, то на поврежденное место накладывают заплату, на 100 - 150 мм больше размеров поврежденного участка. Материал и толщина стенки заплаты должны быть одинаковыми с корпусом.

Трещины аппаратов из меди, алюминия и других цветных металлов, устраняют электросваркой, применяя специальные электроды и флюсы.

Трещины из чугуна заделывают шпаклевкой из эпоксидного клея и отвердителя с чугунной стружкой после тщательной подготовки дефектного участка (очистка, обезжиривание ацетоном, бензином) и подогревом до 70 - 80 ^оС

Патрубки могут иметь трещины в сварных швах, искривления, нарушения герметичности во фланцевых соединениях. Трещины исправляют переваркой сварных швов, искривления штуцеров исправляют или переваривают. Рабочие поверхности фланцев исправляют проточкой или заменой. Неисправные болты, шпильки, гайки заменяют.

После ремонта трубные пучки и корпус аппарата испытывают на прочность и герметичность согласно правилам Госгортехнадзора.

В аппаратах воздушного охлаждениянаибольшему износу подвергаются трубные секции и редуктор. Ремонт трубных секций проводится теми же способами, которые применяются для теплообменников. Подвальцовка трубок или забивка дефектных трубок проводится без выемки секции из аппарата, т. е . на рабочем месте.

Распространенное повреждение редуктора - поломка зубьев конической пары и шлицев ведущей шестерни из-за неправильного регулирования зацепления конической пары и возникновения мгновенных перегрузок при пуске вентилятора с максимальным углом установки лопастей.