大型冷却排管改造修复工艺及室外施工技术

唐秀英　陆博福

(1.大庆榆树林油田开发有限责任公司，黑龙江151100；2.中国第一重型机械股份公司，黑龙江161042)



大型冷却排管改造修复工艺及室外施工技术

唐秀英1陆博福2

(1.大庆榆树林油田开发有限责任公司，黑龙江151100；2.中国第一重型机械股份公司，黑龙江161042)

大型冷却排管是化肥生产装置的大型设备。从工厂化肥生产装置建成投产以来，该设备已连续运行了十年，由于外套管锈蚀严重而造成泄漏，严重影响了生产。在设备大修时公司决定对其进行修复改造，并要求在8天～10天内完成。该设备庞大，长达8 m、高4.5 m(包括基础)、宽1 m多，重50 t。经研究，在工艺上采用预制排管外套管组，分部组成排片，待停机后即可投入组装、修理、试压等项工作。

1设备改制修复原始条件

该设备管程(气腔)压力32 MPa，壳程水套压力P=0.8 MPa，管程气腔以Ps=32 MPa进行水压试验，水套要重新制造。

图1是大型冷却排管正面图，图2是侧视图。

1—冷却水U型管箱　2—冷却水管　3—钢架　4—气管图1　大型冷却排管正面图Figure 1　Front view of heavy cooling row tube

5—冷却水进口管箱　6—气路出口联箱　7—气路进口联箱　8—冷却水出口管箱图2　大型冷却排管侧面图Figure 2　Side view of heavy cooling row tube

2结构分析与方案制定

该设备由6排48根管组成，长8 m、高4.5 m(包括基础)、外套管直径(∅133×5)mm。此设备应整体卸下后运往压力容器厂车间内进行修复。但是由于该设备外形庞大、重达50t以上，受工厂的厂房大门及吊车能力限制而不能整体运送。考虑到修复后的组装，为此采用切割钢架分体运送到车间修复制做。工艺方案如下：

(1)设备必须分上下各三部分将架体切割运送到容器厂车间修理改造。

(2)考虑到修制工期而采取先预制冷却排管外套，分片组焊排片组。

(3)考虑到外壳制造工艺性，将原设计的外壳端部柱筒相贯面改成平钢板角接、对接的圆柱管箱结构，大大提高了制造工艺性，降低了制造难度，也降低了材料成本费用。

(4)为了便于修复设备，将本设备分成上下大小各6片、12部组，单体修复后组装在6个钢架上再进行水压试验。

(5)因外套结构决定了必须是将气管装于套管内，封闭箱盖板，焊后，方能进行水管水压试验，经分片进行组装焊接后水压试验合格。

(6)管箱壳板采用模具冲压成U型板，组焊成长圆筒体。

(7)按气管接口设计高压水压试验装置，封闭连凸盘等部件。

(8)组装前应必须有设备改造修制后的组装设备图纸和必要的相关尺寸。如气管伸出长度、与箱体相关尺寸。

(9)为保证管间距尺寸公差(250±1.5)mm，应用定位装焊夹具组焊填料盒于直径(∅133×5)mm管子上。

3设备修复改制实施过程

3.1　水外套管预制

(1)外套管(∅133×5×8 000)mm下料，∅108 mm管下料，支板放样下料。

(2)管箱放样下料，长形圆筒U型板冲压模具制做、冲压U型板，而后组对焊接成型箱壳。

(3)管箱双孔板下料，转镗床加工孔∅136 mm/45°坡口转铆焊。

(4)管箱与管(∅133×5)mm组焊，用夹具组装焊接，控制(250±1.5)mm间距尺寸。

(5)填料盒组焊在(∅133×5)mm管的另一头，用定位夹具装配焊接，保证(250±1.5)mm间距尺寸。

(6)外套管除锈，除联接外部接头以外，均刷油漆。

3.2　冷却排管拆装修制工艺

(1)对现场设备冷却排管切割钢架，取回6部冷却排管进行拆卸气管，弯头、螺栓、垫片等部件，联箱体全部解体，卸下填料压盖。

(2)切割外壳套管管箱盲板，用吊车滑轮反向装置抽出(∅83×15×8 000)mm气管，切割旧填料盒转车床修复加工。

(3)车床修车旧填料盒再用。

(4)将气管进行单根水压试验检查，安装试验管路、高压阀门、专用高压打压接头等及60 MPa压力表，试压泵压力63 MPa，装水缓慢加压到32 MPa，保压30 min。

(5)对合格气管除锈，刷油漆。

(6)气管安装于水套管中，用吊车配置转向滑轮等装置配合作业安装，而后通过调整气管的插入长度来控制气管的长度。

(7)安装填料油浸石棉绳，装填料压盖。

(8)安装弯头部件，螺栓把固，加透镜垫。

(9)组装焊接管箱盲板盖。

(10) 水套壳程水压试验，用2.5 MPa压力表，试验压力1.0 MPa，保压30 min合格降压放水(分部进行而不能用连通管以防止气体进入)。

(11)气管分部水压试验，用60 MPa压力表，试验压力32 MPa。安装试压泵、管路、专用件接头等，加水分6级升压到32 MPa，保压30 min合格降压放水，清理后运往设备安装现场。

(12)现场组装安装焊接钢架，对正方位，装配焊接接头等。

完成冷却排管改造修复工程。

4气腔高压水压试验装置

高压水压试验专用装置的密封结构不同于中、低压形式，应采用透镜垫密封结构。对于这种试验装置可分为两部分：第一部分为互换通用结构部分，即缓冲压力表接管可与泵连接，三通截止高压阀门等部件可与3D22Ⅱ、Ⅲ级冷却器试验压力装置共用；第二部分则是管路与冷却排管气管连接部分结构设计。该设计应与被试压设备引出接口结构相符合。

4.1　设计条件

该气管引出接口为Dn50，Pn32 MPa、螺纹法兰透镜垫连接密封结构。气管直径为(∅83×15)mm，透镜垫为JB 2776—79 Dn50、Pn32MPa，螺纹法兰为Dn50、Pn32 MPa。

4.2　密封主件结构设计与制造材料

由于气管引出连接口为Dn50、Pn32 MPa，大于角型截止阀门接口直径尺寸，为此采用变径透镜活套压盘、螺纹法兰连接密封结构形式。即变径压盘一端制成透镜垫曲面形状，另一端为螺纹焊接头，可与阀门连接或压力表管头连接。

4.3　主要打压元件结构尺寸确定

对于变径透镜压盘规格尺寸可参照气腔管接

口Dn50、Pn32 MPa。透镜垫、JB 2776—1979、曲面SR的外径Dw尺寸确定透镜垫曲面尺寸，透镜垫厚度25 mm，材质20钢，法兰外径按设备接口与JB 2769—1979 Dn50、Pn32 MPa选取。透镜垫厚度40 mm，接头处按阀门Dn15、Pn32 MPa选取螺纹M33×2、密封锥面20°。

5结论

(1)对大型冷却排管的修复改制完全符合技术要求。

(2)在进行大型设备的修复改造时，必须有完整的改制组装施工图纸，且控制相关组焊安装尺寸。

(3)在组织生产修复施工作业时，必须有统一指挥调度平衡。

编辑傅冬梅

摘要：通过制定科学合理的修复方案，在规定时间内按要求完成了化工企业大型冷却排管修复改造工作。

关键词：化工企业；大冷排管；修复

Reconstructed and Repair Process of Heavy Cooling Row Tube and Outdoor Construction Technique

Tang Xiuying, Lu Bofu

Abstract：By establishing scientific and reasonable repair project, repairing and reconstructed work of heavy cooling row tube for the chemical enterprise has been accomplished in terms of set time.

Key words：chemical enterprise; heavy cooling row tube; repair

收稿日期：2014—02—08

中图分类号：TQ052

文献标志码：A