对热电厂硫铵车间二效加热器管束泄漏问题原因分析及解决办法

杨小宁

（中国国石油乌鲁木齐石油化工总厂设备安装公司，新疆乌鲁木齐 830000）

对热电厂硫铵车间二效加热器管束泄漏问题原因分析及解决办法

杨小宁

（中国国石油乌鲁木齐石油化工总厂设备安装公司，新疆乌鲁木齐 830000）

目前钛金属材料换热器管束发生泄漏，在无备品的情况下，装置要运行，企业要效益，现场抢修迫在眉睫，然而在现场环境下采取焊接修复已然是行不通的。因为钛金属焊接对环境的要求极为苛刻，实践证明此方法是行不通的，那么到底有没有一种快捷的修复方法呢，因此研究了一种比较新颖的方法-四氟堵漏法。

钛材；换热器；管束；泄漏；分析；四氟垫；堵漏；方案

热电厂硫铵车间二效加热器，属于固定管板式换热器，壳程介质：蒸汽；管程介质：硫酸氨浆液。加热器换热管材质：TA2；规格：Φ35×3；数量：500根；管板材质：316L+TA2。该设备运行时间两年半，目前两件管板均发生不同程度的泄漏，严重影响到生产的正常运行。为此，本文将从泄漏问题的原因分析入手，进而阐述一种新颖的解决处理办法。

1 原因分析

该设备在运行过程中，因硫酸铵溶液长期冲刷、腐蚀，导致换热管与管板接头角焊缝及换热管因冲刷减薄，从而出现泄露现象。见图1-1，图1-2。

图1 -1

图1-2

原管束在制作时，管头外伸出管板长度为4～5mm，管子与管板间焊脚高度3mm，而从现场实际测量结果管头外伸长度及焊脚高度为1mm，见图1-1和图1-2，经过硫酸铵溶液的长期冲刷腐蚀，造成管头及焊脚高度腐蚀减薄，致使部分管头与管板间焊缝出现较为明显的穿透式裂纹及分层（见图1-1），可见介质冲刷腐蚀是造成此次泄漏的主要原因。

2 制定解决方案

对于钢制压力容器热交换器管头泄漏，最常用的解决办法就是找出缺陷，打磨消除缺陷，进而对经过打磨处理过后的部位施焊修补，然而对于此台设备采取焊接修复是行不通的。原因分析：因钛材设备较为特殊，焊接是设备质量控制的关键，且钛材设备在焊接过程中，对施焊环境、施焊温度、施焊过程气体保护及材料表面洁净度均有苛刻要求，若无法达到焊接环境、材料表面洁净度等要求，钛材会发生不可逆氧化反应，引起材料质变，直接影响设备整体质量。现场发现焊缝裂纹及分层间隙内充满了介质硫酸铵结晶体，无法清理干净，影响焊接质量。因设备为立式安置，壳程内残留的水无法清理干净，管板内部管头与管板连接部位的间隙内的残留水无法处理干净，遇热形成水蒸气，影响焊接质量。根据以往经验及其他单位处理同类工况设备反映的情况，在不具备焊接的条件下，焊接修复只能越修越糟。

该立式设备工艺要求介质由下而上，因此下管板腐蚀最为严重，解决目的：使设备再坚持运行四个月，为新设备的采购制作更换赢得时间。结合现场实地勘察结果，决定采用一种耐酸碱的材料去堵漏。

3 方案实施

该方案选材是关键，金属的直接淘汰，要求耐高温耐腐蚀，决定选用被称为“塑料王”的聚四氟乙烯简称四氟的材料，该材料在石油化工领域内使用较为广泛。为满足工艺性能，必须采用空心形状，而且要将焊口泄露的位置堵住，确定采用以图2所示形状。密封机理：端部沟槽内缠满生料带，小锥段打入管头内，生料带被压紧用以密封管头焊缝，现场试验选取最合适的密封效果最好形式尺寸，见表1。大径尺寸满足两相邻堵锥顺利进入，而且有一定的挤压力，堵锥进入后达到最紧，密封好，敲击完整进入后，锥端部不出现裂纹，最终选取与样品三接近的尺寸。

表1

锥形四氟垫示意图见图2。

图2

图2 中其他尺寸数据：C=48.5mm，D=44.2mm，E= 42.5mm。

加工成品件见图3，施工后效果图见图4。

图3

图4

4 实施效果

施工完成后充水试漏，起到了预想的密封效果，泄漏点由原来的柱状泄漏，变为改造后的个别密封点微弱渗水，运行介质压力向上，密封会更好。现已运行一个月，现场反馈效果良好，运行正常。

5 结束语

四氟锥形密封垫在短期内针对解决类如钛材这种特殊材料的泄漏，不失为一种好的办法。对待压力容器用热交换器管束的泄漏问题，有多种思路，也有多种解决的方式，但是，在极为苛刻的运行工况面前，修复不能解决根本问题，修的地方只能是越来越多。为了能从本质上解决问题，还是要回到设计制造方面，同样的装置，按照地域不同，不仅要考虑地域环境差异、介质本身的腐蚀性、还要考虑介质内所含杂质的比例和腐蚀性，因地制宜，更好地解决问题。

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[1] 吴迪，刘振刚.高压加热器漏泄原因及运行中防止高加漏泄的措施[J].黑龙江科技信息，2013，（10）.

The Cause of the Problem of Leakage of Power Plant Workshop Two Ammonium Sulfate Heater Tubes Effect Analysis and Solutions

Yang Xiao-ning

At present，titanium heat exchanger leakage，no spare parts under the condition that the device to run enterprises，on-site repair imminent，but has not taken the welding repair in the field，because the titanium metal welding requirements on the environment is extremely harsh，practice has proved that this method is feasible so，in the end there is not a quick repair method，then introduces a new method-PTFE plugging method.

titanium；heat exchanger；tube；leakage；analysis；PTFE pad；plugging；scheme

X773

A

1003-6490（2017）01-0182-02

2017-01-16

杨小宁（1976—），男，陕西西安人，工程师，主要研究方向为炼化用压力容器静设备的制造技术及炼化装置现场检维修技术方案、新型工法的研究与探索。