周利華 杜 亮 馬興國(guó) 榮維海 王詩(shī)林

（1. 新疆煉化建設(shè)集團(tuán)有限公司，新疆 獨(dú)山子 833699；2. 新疆獨(dú)山子石化職工職業(yè)培訓(xùn)中心, 新疆 獨(dú)山子 833699）

0 引言

化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中，采用了較多的管殼式換熱器，在換熱器運(yùn)行程中因?yàn)楦g、結(jié)垢、堵塞等原因，在很大程度上降低了換熱的效果，無法充分實(shí)現(xiàn)換熱作用，影響了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，如何提高改善管殼式換熱器的檢修施工方法，能夠有效提升換熱器管程更換的質(zhì)量和效率，從而有效保證設(shè)施的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，是化工企業(yè)中亟需要解決的檢修施工難題。

1 概述

本換熱器直徑為1400mm，長(zhǎng)度為2400mm,重為6410KG，共有904根材質(zhì)為304，換熱管直徑為32×2.5mm，管板材質(zhì)為16Mn，直徑1400×60mm，焊縫為鎳基異種鋼，管程最高工作壓力為1.1MPa，更換的新管材質(zhì)為16Mn，長(zhǎng)度為32×2400×2.5mm。按既定的施工計(jì)劃進(jìn)行抽取、更換、焊接安裝。

2 更換作業(yè)

（1）管板用高壓水槍將油污、鐵銹清除干凈；

（2）采用氣割或機(jī)械切割方法，切除原有管子及焊縫余高，焊角度為2mm，熔深為1.5mm，換熱管904×2=1808個(gè)管頭切削磨平，采用磁力鉆加工，將原有高異種鋼焊縫削除，使管子徹底脫離管板連接，同時(shí)加工了內(nèi)邊坡口30度×2mm（深）；

（3）所有管子徹底脫離管板后，用外徑32的銅棒，按順序?qū)⑴f管子沖出管板，沖出長(zhǎng)度為能使專用夾具有效夾穩(wěn)為止；

（4）將本公司發(fā)明的實(shí)用新型專利夾具，一次夾持舊管2～4根，利用電動(dòng)卷繩機(jī)械，將舊管線整體拉出，在密封管殼式換熱器作業(yè)中，不能歪拉斜攥，將管子造成變型，給造成施工障礙。

3 穿管作業(yè)

（1）在穿管作業(yè)前，舊管板必須將原有焊縫殘余清除干凈，需PT探傷合格，必須將管板內(nèi)孔壁60mm內(nèi)，用磨頭機(jī)械，打磨清理干凈毛刺、油污、鐵銹等污物，新管兩頭100mm內(nèi)，打磨出金屬光澤，外徑允許偏差Ⅰ級(jí)Φ32±0.15，Ⅱ級(jí)Φ32±0.2，長(zhǎng)度小于6000mm不允許有接頭。下料應(yīng)留有足夠的余量；

（2）穿管作業(yè)時(shí)，應(yīng)輕放、輕推，不能造成變形，精準(zhǔn)穿過每一片折流板，管板接頭伸出長(zhǎng)度為4±1mm。

4 點(diǎn)固焊接

（1）考慮原有焊縫為異種鋼材質(zhì)，有一定的殘留對(duì)焊縫拉應(yīng)力、強(qiáng)度沒有影響，選擇J507焊材能滿足焊縫的化學(xué)成分和抗拉強(qiáng)度要求；

（2）在點(diǎn)固焊前，用氣焊將管板進(jìn)行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度不小于80o，點(diǎn)固焊點(diǎn)按管徑周長(zhǎng)均勻分布兩至三點(diǎn)，焊點(diǎn)長(zhǎng)度不小于10～15mm。

5 管板焊接

（1）換熱器管板點(diǎn)固焊接完成后，用吊車或起重行車，將換熱器自立，使管板焊接位置為平角焊縫，更加有利于焊接操作，保證焊縫質(zhì)量。一個(gè)端面焊接完成后翻轉(zhuǎn)焊接另一個(gè)端面；

（2）焊接前應(yīng)對(duì)管板進(jìn)行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度不小于80o，應(yīng)采用跳焊方法的焊接順序，避免管板產(chǎn)生焊接變型。整體焊接完成后，必需經(jīng)過PT探傷檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行下一道試壓工序。管板整體焊接后，將焊縫清理干凈，如圖1所示。管板焊后效果，如圖2所示；

圖1 管板焊縫PT試驗(yàn)

圖2 管板焊后效果

（3）焊接工藝參數(shù) （如表1所示）。

表1 焊接工藝參數(shù)表

6 焊接缺陷

（1）管壁燒塌 ：管壁燒塌會(huì)減小焊縫的截面積，使焊縫的機(jī)械性能下降，原因分析有：①焊接電流過大；②焊接時(shí)焊條角度不當(dāng)；③焊接速度過慢造成。防止措施：①調(diào)整焊接電流；②調(diào)整焊條角度，盡量將電弧偏向管板一側(cè)，降低到達(dá)管子上溫度；③采用合適的焊接速度，保證焊腳高度的情況下，焊速盡量保持一致；

（2）氣孔：管板焊接時(shí)產(chǎn)生的氣孔，不僅會(huì)使焊縫的機(jī)械性能下降，而且還破壞焊縫的致密性。主要原因：①焊縫接頭中或手套上存在油、銹等污物，抓取焊條時(shí)沾染在焊條上引起；②低氫型焊條起弧時(shí)，劃擦電弧過長(zhǎng)、電弧過高都會(huì)引起氣孔的產(chǎn)生；③管板焊接時(shí)易產(chǎn)生磁偏吹，破壞焊條渣氣聯(lián)合保護(hù)的效果。防止措施：①焊前應(yīng)徹底清除管板孔及換熱管兩端的油銹，打磨好的管件應(yīng)放置在潔凈的地方，帶用潔凈手套抓取管材和焊條；②焊接引弧時(shí)應(yīng)采用壓低焊條短弧起弧，電弧不應(yīng)拖拉長(zhǎng)度不超過10～15mm；③當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊條有偏吹現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)焊條或傾斜焊條，同時(shí)采用焊前預(yù)熱，溫度150～200°時(shí)可降低磁偏吹現(xiàn)象；

（3）夾渣：管板焊接產(chǎn)生的夾渣，會(huì)減低焊接接頭的塑性和韌性，會(huì)造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。管板焊接中主要產(chǎn)生原因是焊接時(shí)，焊條的角度和運(yùn)條的方法不當(dāng)，對(duì)熔渣和鐵水辨認(rèn)不清，把熔化金屬和熔渣混雜在一起。解決方法：根據(jù)熔化情況，隨時(shí)調(diào)整焊條角度和運(yùn)條方法。在焊接過程中始終看清熔池，并保持熔池輪廓清晰，盡量避免熔渣流到鐵水前面。

7 結(jié)語(yǔ)

本次檢修的管殼式換熱器，采用了合理的施工順序，采用了專用工裝卡具和電動(dòng)卷繩機(jī)械，較快完成抽取更換舊管作業(yè)。采用了合理的焊接材料和焊接工藝，PT一次探傷100%合格，一次管程試壓試驗(yàn)合格，經(jīng)過每天6人組合施工，在十個(gè)工作日內(nèi)，即完成設(shè)備交付安裝投用，檢修周期相比原來的6個(gè)月，延長(zhǎng)至1年。