基于螺纹锁紧环换热器的内漏原因分析及处理

谢向群(中国神华煤化工有限公司鄂尔多斯分公司,内蒙古 017209)

螺纹锁紧环换热器大部分被用在生产汽柴油的过程当中，汽柴油的质量要依靠加氢装置，而加氢装置的核心部件就是螺纹锁紧环换热器，这样既可以保证汽柴油的生产质量，也能够提高汽柴油的生产效率。耐高温和耐高压是螺纹锁紧环换热器最为显著的特点，同时，螺纹锁紧环换热器的密封性能也具有较高的可靠性。

1 螺纹锁紧环换热器的结构特点

1.1 实现了壳体与管箱的一体化设计

在螺纹锁紧环换热器的内部结构中，壳体与管箱已经实现了一体化的设计，这样的设计解决了设备法兰处极易出现内漏的问题，取消了对大法兰的使用，这样一来，就可以充分发挥出管板端的换热面的作用，使螺纹锁紧环换热器整体的换热面积增大，提高换热效率。

在拆卸设备的时候，不必为了拔出管束而挪动壳体和管箱的位置，因为壳体和管箱已经是一个整体，而换热器的接管和管线就可以直接焊接起来，这种方式能够有效控制焊点数量，降低焊点出现泄漏的可能性。

1.2 卡环的实用性较强

卡环是螺纹锁紧环换热器中控制密封性的装置，被安装在管箱的凹槽中，当卡环的内部螺栓被拧动时，就可以使管壳程间达到密封效果。此外，卡环在设备试压时，还可以充当试压环。卡环的设计是根据设备的要求而定的，多般的设计加大了制造的难度，但却能够在一定程度上提高卡环的实用性。

1.3 垫片具有良好的密封性

螺纹锁紧环换热器所采用的垫片同其他设备的垫片不同，其采用的是波齿复合垫。波齿复合垫的制造工艺比较特殊，是由柔性石墨和金属骨架共同构成，这种结构的垫片可以有效提高密封效果，而环形的波齿还具有压缩回弹的性能，为密封提供了多重保护措施。

2 螺纹锁紧环换热器的拆装步骤

2.1 拆卸

（1）拆除内外压紧螺栓，在注油孔和螺纹咬合端面注松动剂;浸透一段时间，将拆装工具的联接板用螺栓与承压环螺孔把紧，用加长螺栓将压盖与联接板把好锁紧。

（2）将配重物置于适当位置，使吊点两端力矩相同。开始搬动前后搬手逆时针转动，一般刚刚起动时力量很大可借助其它助力机构起动。

（3）刚起动时，应进行几次往复试转动在注油孔及时注油，待螺纹面完全形成润滑膜后再做整圈转动，拆卸下承压环。

（4）用拆装工具上支承钢管和螺纹头，联接板，取出密封盘等内件，拆除分合环上的螺栓取出分合环及分程箱，和垫片。

（5）用拆装工具上支承钢管和联接板，利用管板上的螺孔将其把紧，调整配重位置，用吊车吊钢管托起管板，使管板端面离开壳体内壁，用卷扬机的钢丝绳与拆装工具后面拉耳相接开动卷扬机将管束拖出。完成全部拆卸工作。

2.2 装配

（1）装管束将螺纹保护好，防止重物磕碰划伤螺纹,造成总装时旋合困难。该过程的安装步骤为：把拆卸工具的联接板1与管板上的工艺螺孔用螺栓把好，然后联接支承钢管，把壳体固定，以防止壳体与管束一起窜动。确定重心位置后吊起与拆卸工具联接好的管束，并在管板密封面上粘好垫片，送入管壳体内，并沿壳体中心轴线移动吊车，使管束进入壳程壳体，当吊绳碰到保护筒时，可以放松吊绳并将其向后移动，让吊绳处于露在壳体外侧管束的重心上，当管束装入壳体后，靠拆卸工具上的配重及起吊位置的变化来托起露在壳体外侧管束剩余部分。在支承钢管后面施加推力.并逐渐移动吊绳的位置。加大支承钢管后边的推力，平稳的将管束推至预定位置位。

（2）安装内件和分程箱，将弹性石墨垫圈装好。把拆卸工装的连接板1与分程箱上的螺孔用螺栓把好。由于分程箱的重量小，重心较容易找到。在支承钢管后面施加推力将分程箱推到预定位置，上好分合环和顶压螺栓，把顶压螺栓对称把紧，渐渐增大扭矩。上紧后对壳程进行水压试验。

（3）安装内件和密封盘，待壳程试压合格后，用拆卸工具的螺纹头将分程盖板及垫片上好，把紧螺栓。将压环放在预定位置。卸下壳体上的螺纹保护筒，装好垫片，借用密封盘上工艺拆装孔螺纹将拆卸工具固定在密封盘上，吊起连接好的组件，找好中心后缓慢的将其送到预置的位置，在这一环节应检测各零部件与壳体的对应尺寸，为下步安装螺纹承压环做准备。

（4）旋合螺纹承压环，在拆卸工具前端联上好联接架，将联接板1拆下，换上联接板2，将螺纹承压环、内外压杆、内外压环、压盖组装到一起后，用工具的加长螺栓把联接板2与压盖把紧，利用螺纹承压环上的螺孔及匹配相对应的螺栓，将联接板2把紧，彻底清洗内外螺纹（并涂抗高温咬死剂）。由吊车吊起组装件，配合使用手动葫芦找正螺纹承压环与设备中心轴线的同轴度，慢慢靠近螺纹端口此时轴向推力不要过大，搬动前面的搬手让螺纹承压环能顺利旋入壳体的内螺纹，并在此时要经常调整吊车和手动葫芦位置以保持设备中心轴线与螺纹承压环的同心度，当旋合进几周后再一起搬动前后搬手加大旋合螺纹承压环力量，但不可强行旋合研伤螺纹表面，当旋合到预定位置后，松开加长螺栓的螺母，去除把持在螺纹承压环上的螺栓，卸下拆卸工具。完成全部装配。

3 螺纹锁紧环换热器内漏原因探讨及其对策

3.1 内漏原因

3.1.1 设备内部垫片受力不均

作用在设备内部垫片上的力是通过管板施加的，而管板所承受的压紧力来自于螺栓对内合环的作用力。在这种情况下，螺栓的深度就会加大，超出规定的范围，造成垫片的受力不均匀，不能很好地对设备形成密封层，导致内漏现象出现。

3.1.2 设备内部垫片受力过大

过大的压紧力很容易使设备内部的垫片发生变形，同时，这种过大的作用力还会影响到垫片的回弹效果，一旦垫片回弹作用失效，在温度和压力变化较大的时候，垫片就不会起到密封的作用，很难回弹至原有形态，导致设备内漏。

3.1.3 内法兰螺栓耐高温性能较差

由于内法兰螺栓较差的耐高温性能，很容易在高温情况下发生变形，这种变形程度也会随时间而加大，其回弹性与时间恰好又成反比例关系，垫片在温差较大的环境下，由于密封不严导致设备内漏，而将内圈压紧螺栓固定后，内法兰螺栓的变形程度仍然会加大，并且应力松弛的发生频率会越来越高，内漏也就越来越严重。

3.2 解决方案

3.2.1 运用科学手段，确保安装时的精度

螺纹锁紧环换热器检修难度较大的原因主要是，设备的构成比较复杂，其中包括大量的零部件，并且对于安装的精度要求比较高。在设备组装以前，要通过过丝的方式对每个螺孔进行检查，并将耐高温咬合剂涂抹在螺孔上，同时做到预紧力相当，为保证安装精度，要对螺纹锁紧环进行适时调整，使安装顺利进行。

3.2.2 调整密封性能

垫片在高温情况下很容易出现变形现象，失去回弹力的垫片就等于失效，导致设备内漏。因此，垫片的基础性能是设备密封性能的基本保证，如果垫片失去回弹力，设备的密封性也就无从谈起了，在选择垫片的时候，一定要选择密封性能和回弹力都好的垫片。

3.2.3 利用工具进行专业拆装

专业的拆装工具更有利于管束与管箱螺纹的拆装效率，专业的拆装工具可以通过固定设备内部各个零部件来实现零部件重心的稳定，避免给螺纹锁紧环以及密封垫片带来负面作用，

4 螺纹锁紧环换热器使用中应该注意的问题

（1）螺纹环上的内圈螺栓的使用时机非常重要，只有当温度达到最高同时发现有内漏时才能上紧它。

（2）开工时需要将管程部位的观察孔丝堵打开，以观察是否有外漏。

（3）检修拆卸换热器时，要注意不要损伤到大螺纹，紧固内外螺栓时严格按图纸要求的上紧力进行，为防止上紧不到位可参照定位来增加力矩。

（4）拆卸换热器前，要对螺纹环处的加油孔内注油，以保护螺纹环不受损伤。

5 结语

螺纹锁紧环换热器是一个内部构造复杂，零部件繁多，且安装精度要求较高的设备，所以就要求在使用和检修过程中，一定要按照科学的流程进行操作，避免因为不规范操作给设备带来不利影响。