章棋峰

摘 要：現(xiàn)階段，我國的石油化工行業(yè)已經(jīng)具備較大的規(guī)模，機械化的應用程度也較高，在石油化工企業(yè)的日常運行過程中，對相關(guān)設(shè)備進行維修能夠在排除一些隱患的過程中延長設(shè)備的使用壽命，這種維修是一種具有技術(shù)含量的工作，面對石油化工產(chǎn)業(yè)中數(shù)量較大、種類較多的機械項目，如何進行有效的設(shè)備維修，提高維修技術(shù)，保障設(shè)備的正常運行是石油化工企業(yè)需要考慮的問題。本文以管殼式換熱器維修改造為例。

關(guān)鍵詞：石油化工;設(shè)備維修;技術(shù)問題

1管殼式換熱器

據(jù)統(tǒng)計，對于管殼式換熱器的投資占到化工總投資的四分之一，在煉油廠中的占比更高達三分之一。更突出的是，在整個換熱器市場中，換熱器種類繁多，主要包括管殼式換熱器、螺旋折流板換熱器、螺旋槽紋管換熱器、波紋管換熱器、螺旋扁管換熱器和不連續(xù)雙斜向內(nèi)肋管換熱器，但保守估計管殼式換熱器占比也會達到三分之二。換熱器市場目前在不斷推廣和優(yōu)化管殼式換熱器（殼程），同時也注意到了后期的維修與改造。

在現(xiàn)代化學工業(yè)生產(chǎn)中，面對管殼式換熱器維修和改造問題，我們可以更換換熱器的管箱、殼體、外頭蓋等，但大部分情況都會對管束進行更換。根據(jù)維修和改造的現(xiàn)實情況，更換的管束，主要關(guān)注的是管束的材料和結(jié)構(gòu)，更換的管束有的兩方面都與原設(shè)備保持一致，有的只在材料方面做出改變、結(jié)構(gòu)不變，還有的兩方面都做出改變。

2常見故障簡述及原因分析

某煉油廠使用的39臺管殼式換熱器中，有17臺管殼式換熱器是因為長期使用腐蝕了管束外壁，造成了泄露需要進行維修。進行維修的管殼式換熱器，根據(jù)具體損壞情況，更換管束材料的有六臺，在更換管束材料后沒別腐蝕狀況明顯得到了緩解。剩下的十一臺管殼式換熱器的結(jié)垢情況更為嚴重，甚至出現(xiàn)了升溫和加熱效果均不符合標準的現(xiàn)象，當務之急是對積垢進行處理，一般常使用機械清洗，且為了延長管殼式換熱器使用年限，保障其正常運行，大致2-3個月就需要進行一次清洗。在實際生產(chǎn)中，管殼式換熱器經(jīng)常出現(xiàn)的問題可分為三大方面，一是熱交換效率降低，二是出現(xiàn)泄露問題，三是流體介質(zhì)流程或流速變小。大數(shù)據(jù)顯示，熱交換效率逐漸降低的最重要原因是結(jié)垢，結(jié)垢現(xiàn)象出現(xiàn)后，形成的污垢的導熱系數(shù)遠低于管束，嚴重阻礙了正常散熱。且結(jié)垢現(xiàn)象在實際生產(chǎn)中是普遍存在的，甚至高達百分之九十的管殼式換熱器都存在著污垢覆蓋換熱管束的情況。管殼式換熱器的泄露問題主要的原因有：腐蝕換熱管或管板、螺栓松動或靜密封面的泄漏、流體介質(zhì)不斷充數(shù)造成的磨損以及溫差引起的漲裂。管殼式換熱器中流體介質(zhì)流程或流速變小的形成原因主要有折流板被腐蝕，失去折流作用，流體介質(zhì)流速下降;在長期使用過程中，分程隔板被腐蝕或隔板槽內(nèi)用于密封的墊片磨損，出現(xiàn)隔板短路現(xiàn)象，即流體介質(zhì)流程減小。

3管殼式換熱器故障處理和改造

針對上述管殼式換熱器的常見問題，在實際維修改造中，主要需要解決結(jié)垢和腐蝕問題。對于積垢的清洗方法主要有機械清洗法、高壓水泵清洗法、化學試劑清洗法以及使用綜合方法清洗。

3.1機械清洗法

適用于管殼式換熱器殼程和殼體內(nèi)壁出現(xiàn)結(jié)垢需要清洗的狀況，主要是使用鉆頭手動清洗，但鉆頭手動清洗一方面清洗效率低，另一方面清洗過程會對設(shè)備造成磨損。3.2高壓水泵清洗法

通過剛性槍和柔性槍噴射高壓水來進行清洗，適用于清洗存在致密污垢的殼體內(nèi)壁和管束外壁，同樣的這種方法也存在著缺陷，使用的高壓水槍存在較大危險性，使用人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓，小心操作。

3.3化學試劑清洗法

通過向換熱器需要清洗部位，浸泡或噴淋化學試劑，發(fā)生化學反應消融和去除污垢。這種方法對于不易拆卸，無法輕易接觸的部位特別有效，但還是要注意盡量選用腐蝕性小的化學試劑，防治設(shè)備出現(xiàn)損害。

3.4綜合方法清洗

在實際應用中發(fā)現(xiàn)，有些污垢通過使用一種除垢方法，無法達到完全去除污垢的效果，隨著超聲波除垢技術(shù)的應用，開始采用多種清洗方法，達到換熱器清洗的理想效果。對于管殼式換熱器腐蝕問題，被腐蝕的部分若已經(jīng)穿孔，首先要對被腐蝕情況進行科學合理的評估，若還能繼續(xù)使用，可以進行焊接修補，若無法再使用，則進行更換。

管殼式換熱器，可以細分為固定管板式、U形管式以及浮頭式換熱器。對于固定管板式換熱器的維修基本原則是材料不變時，在監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境的基礎(chǔ)上，盡量保持原尺寸;當材料發(fā)生變化時，就需要注意保持管板密封面之間的距離、密封面與管口和支座的距離與原來一致。U形管板式換熱器的維修相對簡單，可根據(jù)材料進行維修，也可以換用更加耐腐蝕的材料制作新的管版、殼體以及管束。因為浮頭式換熱器的復雜構(gòu)造其維修是最為復雜的。浮頭式換熱器更換管束會盡可能按原版設(shè)計進行更換;若不行則進一步考慮，管板、換熱管材質(zhì)使用更耐腐蝕的材料;還可以考慮將浮頭式換熱器進行為改造，變成類似于U形管式的換熱器。

4結(jié)論

上文詳細闡述了管殼式換熱器維修和改造是目前煉化和制造企業(yè)困擾的問題，也是壓力容器設(shè)計的重點，并進一步分析了管殼式換熱器在實際生產(chǎn)操作巾會出現(xiàn)的故障以及原因分析。對于容易出現(xiàn)的問題，我們要吸取經(jīng)驗教訓，盡快準確的找到故障點，有計劃地采取科學合理的處理方案。在維修改造中不能松懈，要時刻保障工作高效、檢修規(guī)范。今后將在理論支持下，進一步優(yōu)化維修程序，做到更有效的維修改造。

參考文獻：

[1]武文仲，淺談石油化工機械設(shè)備的維修[J].中國科技財富，2018（11）.