大检修开工后水冷器内漏呈现的问题

余 刚肖昀斌

（1.中国石油辽阳石化公司机械厂）

（2.辽阳石化公司生产监测部，辽宁 辽阳 111003）

大检修开工后水冷器内漏呈现的问题

余 刚1肖昀斌2

（1.中国石油辽阳石化公司机械厂）

（2.辽阳石化公司生产监测部，辽宁 辽阳 111003）

为确保水冷器的服役周期，针对大检修开工后水冷器内漏的问题，从设计寿命、使用检修以及定期检验等方面进行了讨论，在设计者根据工况特点合理确定水冷器设计寿命的基础上，使用单位和检验机构还应根据水冷器潜在失效模式有针对性地加强日常管理。建议水冷器的停工检修与定期检验应关注管束的使用寿命，以保证检修后水冷器能运行到下一检修周期。

水冷器安全 内漏 设计寿命 使用检修 定期检验

一台塔顶冷凝冷却器（简称水冷器)，大检修后开工运行3个多月发生内漏。被迫停工抢修（未抽出管束）发现：管板及管接头轻微腐蚀，而壳程水压试验则发现有6根换热管泄漏，作堵管处理。查设备档案显示：这台水冷器为卧式BES800-2.5-170-6/25-2I型[1]，其技术特性见表1；于2009年制造并投用，2013年5月修理堵管5根后继续使用，随去年装置大检修后开工运行。未见到检修记录及检验报告。

表 1 技术特性

1 设计寿命

水冷器内漏的风险一直困扰着炼油与化工装置的“安稳长满优”运行，已成为炼油装置“4年一修”的瓶颈。规避水冷器在设计使用年限（设计寿命）期的内漏风险，首先取决于工艺流程、设计结构及材料等的合理选择，而设计寿命的合理确定更为重要。

1）竣工图上注明水冷器的设计寿命为：壳体15年，管束3年。而管程和壳程的腐蚀裕度均为3mm，对应的主要受压元件材料如管箱圆筒等为16MnR、壳体圆筒等为16MnR、而管板为16MnⅢ、换热管为10#钢。从水冷器投用到第一次修理堵管的时间上看，原设计的管束寿命较为合理。但值得探讨的是影响设计寿命的工艺流程和设计结构及材料等选择的合理性。

2）工艺选择的介质流程不仅影响水冷器的结构选型，而且更关乎水冷器的使用防腐[2、3]。该水冷器选择BES型，而管程介质虽为液化石油气，但竣工图上即未注明液化石油气为湿H2S腐蚀环境，也未有针对湿H2S应力腐蚀提出相应的制造与检验要求，这一点也可从管箱圆筒等选择16MnR材料上体现。并且，抢修时发现管程内表面包括管端腐蚀轻微，所以，相对循环水的腐蚀与防护，理应将液化石油气选为走壳程，而让循环水走管程，这样利于防腐延长管束的使用寿命。倘若液化石油气为湿H2S腐蚀环境，则水冷器应选择BIU型，并沿用原工艺流程，这样可避免BES型的浮头螺柱紧固件选择的难题，当然，此时应考虑材料的升级。

3）成功使用案例表明[4]，对于有H2S应力腐蚀的热流体走管程的BIU型水冷器，以选用双相钢2205换热管为合理，因为，2205型双相钢较18-8型不锈钢更耐壳程循环水的Cl-腐蚀，此时管板为16MnⅣ+堆焊2205。而对于热流体腐蚀轻微的碳钢BES型水冷器，则以循环水走管程为宜。

可见，水冷器的工艺流程、设计结构及材料等选择的合理性，直接影响设计寿命确定的合理性。尽管水冷器的设计寿命是设计者为满足用户所要求的预期使用年限而确定的目标值，并非是实际使用的保证值，更不是水冷器报废的时间限度[5]。但是，容器的设计寿命确定并在施工图中给出则是设计者的职责，这不仅体现容器设计的权威性，更有利于容器的使用管理、定期检验及安全监察，避免发生超期使用的不安全隐患，而且也有助于容器设计水平的提高。因为，合理确定容器的设计寿命需要综合考虑诸如失效模式、容器的重要性与经济性、所在装置的寿命以及使用经验等因素。所以，这需要使用管理的配合。

2 使用检修

水冷器的使用管理不仅要注重日常运行的工艺纪律，认真执行安全操作规程，有的放矢进行巡检，正确使用水冷器，做好循环水温度和流速的控制，探索应用超声波防除垢技术，掌握长周期运行规律；而且，尚应保持循环水（尤其是中水回用）系统监测考核的常态化，通过监测循环水场的水质污染，排查水冷器的泄漏，及时修理堵漏并恢复水质，保证循环水达标[6]；并且更值得探讨的是停工时如何科学检修，使水冷器处于完好状态。

1）装置停工检修的目的是消除系统（设备与管道等）运行中存在的问题以及检修发现的问题，装置停工检修的目的是消除系统（设备与管道等）运行中存在的问题以及检修发现的问题，使系统重新达到完好状态，实现开工后平稳运行到下一个检修周期。这就需要设备管理人员（或持有在役压力容器定期检验资格证书）根据水冷器竣工图规定的设计寿命，结合使用中的运行记录等设备档案资料，合理制定检修方案，实现科学检修。

2）这台BES型水冷器的检修，不仅要拆卸管箱、外头盖及浮头盖，查看管程内表面（管箱与浮头盖）、管端（管板与管接头）及换热管内壁的腐蚀情况；而且尚要抽出管束，既要对壳程内表面（壳体、外头盖）、浮头盖外表面及钩圈、浮头螺柱紧固件等检查腐蚀情况，又要对管束进行全面检验，并作除垢清洗；同时还要配合定期检验人员的全面检验，根据检验情况商定管束的修理使用价值。因为，这台水冷器已连续使用运行3年有余，并在后期发生过泄漏堵管，而设计寿命为3年。切不可省略管束的抽出工序而直接进行壳程水压试验来“考证管束的完好”，倘若发生泄漏则进行简单的堵管了事。

3）设备管理员会同定期检验员对管束检验后，作出管束经检修后继续使用或监护使用或报废的结论。若允许管束继续使用，则方可回装管束，进行壳程水压试验考证管束是否泄漏以及后续工作，并将检修记录装入设备档案。不可在没有得到定期检验员许可的情况下，贪图省事而草率回装管束，即使水压试验不泄漏，也很难保证开工后长时间运行。否则，一旦开工后运行中泄漏，不仅影响整个装置，而且抢修堵漏的过程相当麻烦，尤其是BES型水冷器，需要重复操作。

由此可见，水冷器的检修是使用管理中的重要一环，不仅能体现管理水平，更能展现定期检验的效用。

3 定期检验

压力容器的定期检验[7]尤其是使用后的首次检验至关重要，不仅关系水冷器开工后运行下一检验周期的实现，而且尚能验证设计寿命确定的合理性。

1）首先，检验人员应根据竣工图的设计寿命、制造检验资料、使用运行记录等信息合理制定检验方案。鉴于水冷器已经连续运行超过管束的设计寿命期限，并且是使用后的首次检验，所以，检验不仅要关注管程液化石油气是否存在湿H2S腐蚀，而且更应注意壳程循环水的垢下腐蚀。应要求检修时抽出管束进行检验，并告知用户与设备管理人员商定检验时机。

2）水冷器全面检验时，在管/壳内表面腐蚀情况检查后，应重点对管束的管端、换热管内外表面的检查，关注结垢（水垢和锈垢）情况以及垢下腐蚀的形貌（凹坑或穿孔）等，对腐蚀严重的做出标记并记录，待回装水压试验时验证，为评定安全状况等级提供依据。

3）若管束腐蚀严重如蚀坑较深或穿孔的换热管较多并已无修理价值，应提出报废报告；若腐蚀轻微，根据使用情况与用户商定，方可允许回装检修继续使用。

水冷器定期检验的重点与难点是管束的检验与评定，应引起定期检验的关注。

4 结束语

大检修开工后水冷器内漏所呈现的问题表明，水冷器的设计寿命不仅需要设计者的合理确定，更需要使用管理与定期检验的精心呵护，应引起相关各方的关注。

1）水冷器的设计单位在确定设计寿命时，应考虑管束使用寿命的合理确定，以指导用户使用管理时的正确应用。而备台设计时可根据管束的实际使用情况修正设计寿命。

2）水冷器的使用管理在装置停工检修时，应注重管束检修方案的科学制定，配合定期检验进行，以保证检修后水冷器的完好状态。

3）水冷器的定期检验在进行全面检验时，应关注管束换热管与管头的现状，合理确定安全状况等级，以实现检验后所结论的使用期限。

1 GB151－1999管壳式换热器[S].

2 张光,等.关于压缩机后冷却器管束材料选择的讨论[J].石油化工设备技术, 2010,31(2) :58~60.

3 王巍.炼油厂水冷器泄漏原因分析及解决办法[J].石油化工设备技术, 2012,33(1) :45~49.

4 张国信,等.双相不锈钢的性能及其在石化行业的应用[J].石油化工设备技术, 2007,28(4) :55~59.

5 TSG R0004－2009 固定式压力容器安全技术监察规程及释义[S].

6 张光,等.管壳式循环水冷却器管束内漏的控制[J].中国特种设备安全, 2013,29(12) :20~21.

7 TSG R7001－2013 压力容器定期检验规则[S].

Problems about Internal Leaking of Water Cooler after Starting Overhaul

Yu Gang1Xiao Yunbin2
（1. Petrochina Liaoyang Petrochemical Company Machinery Factory Liaoyang 111003 ）
（2. Petrochina Liaoyang Petrochemical Company Product monitoring department Liaoyang 111003 ）

The paper has discussed the problems about internal leaking of water cooler after starting overhaul in aspects from designed life， use overhauling to periodical survey， etc.， concluding that the designed life of water cooler needs not only rational decision-making by designer but also the care of using management and periodical survey. It is suggested that the shutdown overhaul and periodical survey should attend to the service life of tubes so that the water cooler after overhauling can keep operating till to the next overhaul cycle.

Water cooler Internal leaking Designed life Use overhauling Periodical survey图书分类号：X928.3

B

1673－257X(2014)06－58－03

余刚（1981-)，男，工程师，工艺设计工程师，主要工作方向压力容器制造研究。

2014－01－09）