列管式换热器泄漏处理方式及技术改进

2018-03-12潘绪磊

设备管理与维修 2018年17期

潘绪磊

（重庆建峰化肥有限公司，重庆 408601）

0 引言

换热器是工业生产中必备的设备，其运行情况严重影响系统的运行，泄漏时有发生且无法避免。目前，应用最广泛的列管式换热器主要由壳体、管板、管束、封头、折流挡板等组成，通过间壁进行热交换，既保证了热量的交换，也隔绝了介质间的接触。但是，泄漏不仅会污染工艺系统，影响生产的经济性，还直接威胁其他设备的安全稳定运行，所以快速有效处理泄漏问题至关重要。

1 泄漏原因

列管泄漏和管板泄漏是列管换热器泄漏主要表现形式，其中列管泄漏发生频率较高。泄漏原因：①介质冲刷；②应力腐蚀；③管子周期性振动；④结垢或介质腐蚀；⑤管道材料不良等，统一表现就是列管破裂，失去换热能力。

2 处理方式及改进措施

列管泄漏发生以后必须尽快处理，以保证生产的连续性、系统的稳定性及设备的安全性。

2.1 坚持运行或停车检修

列管换热器由于其结构稳定性、制作工艺及造价、使用介质等原因，在工业生产中一般是单台使用，没有备用设备。所以根据泄漏情况及工艺生产要求：轻微泄漏且生产紧张，坚持运行直至装置消缺或大修期间处理，期间应密切监控泄漏情况，并作出应急预案；如果是严重泄漏，应立即停车检修处理。如果有备用设备可以切换检修。

2.2 查找泄漏列管

根据现有技术手段有3个方法。

（1）目视或内窥镜检查。列管破损部位可以通过肉眼或仪器直观检查到，但有明显局限性，不能观察到足够的距离，不能对管束内列管外壁进行有效检查，且需要足够的时间和耐心，所以更适合于对已知的泄漏点进行定点观察，帮助分析泄漏原因。

（2）涡流检测。涡流检测是指利用电磁感应原理，检测评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法，现在已成为列管检测的主要手段之一。通过检测数据可以确实列管泄漏部位及数量，准确率高且时间较短，但是需要专业仪器及人员，费用较高。

（3）气密性试验。主要有氨渗透和充水试漏：在壳侧加入气氨或脱盐水，并保持一定压力，观察列管口覆盖的浸有酚酞指示剂的纸张颜色变化或是否有水流出，以确定泄漏列管部位及数量。该方法能快速有效地确定泄漏情况，但对十分轻微的泄漏点的查找效果并不理想。

2.3 泄漏列管处理方法

（1）堵管。加工堵头将泄漏列管两端进行封堵，也可以根据检测数据及泄漏原因进行预防性堵管，即对壁厚减薄或容易发生泄漏的列管进行堵管，操作简便实用性强，适用于所有类型性的列管换热器。但同时换热面积及效率降低，根据设备设计及生产负荷情况堵管比例（一般达到10%以上）更换列管或设备。

（2）换管。采购同一规格的列管，对泄漏列管进行更换，以保证设备的性能。这个方法有较强的技术要求且费用较高，而且不适用于U形管式换热器。

（3）更新。根据换热面积、泄漏原因、设计制作等问题，有针对性地对设备进行局部或整体更新。

2.4 技术改进及效果

为了尽快恢复生产，经常采用的处理方式有：焊接锲形堵头、非焊接式锲形堵头、快速堵头。其中非焊接式锲形堵头使用软硬适中有一定锥度的楔形金属材料，用手枪式射堵头工具将其打入泄漏列管，最大可产生10 MPa压力，能够快速有效进行堵管[1]。但该方法使列管有一定的损伤变形，对需要进行下一步换管或需要恢复预防性堵管的工作是很大阻碍，因此根据检修经验及理论计算，对该方式进行了改进。

采用防腐性好、硬度适中、耐温且有自润滑性的聚四氟乙烯棒料，加工成小端0.7D、大端1.2D，锥度1∶7的锥形堵头。用榔头将堵头垂直打入列管内部。进入过程中，堵头受到挤压，由于锥度较小，达到一定压缩量的情况下，堵头后端多余部分会被剪掉。由于自润滑及弹性作用，堵头能很好地与列管内壁贴合，保证密封性（图1）。

经过简单计算，摩擦力公式为F=μ×FN。其中，F 为静摩擦力，单位N；μ为摩擦因数，查相关资料聚四氟乙烯与钢的摩擦因数为0.04；FN为压力，根据受力过程，可看作单位面积上的抗压强度，查相关资料聚四氟乙烯在（-50～200）℃压缩量5%的情况下，最小抗压强度为3.3 MPa。