浮頭式換熱器管束泄漏準(zhǔn)確查找新方法

王禮梅，王 歡，宋 駿

（中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣凈化總廠，重慶 401120）

0 引言

石油化工企業(yè)在介質(zhì)交換及傳質(zhì)、傳熱過(guò)程中多數(shù)采用列管式換熱器，而浮頭式換熱器廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程中，浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)如圖1 所示。其使用工況多為高溫、高壓、易燃、易爆、酸堿性環(huán)境。方式為間壁式換熱。即使在循環(huán)水環(huán)境，換熱管內(nèi)、外表面也易形成水垢而產(chǎn)生垢下腐蝕，使設(shè)備在服役期出現(xiàn)點(diǎn)、面折損直至穿孔而失能。破壞產(chǎn)品造成安全隱患。停產(chǎn)處理將影響下游相關(guān)單位，且設(shè)備規(guī)格不同，難于事前準(zhǔn)備相關(guān)配套設(shè)施。修復(fù)時(shí)間難于保證，極大影響單位經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合多年現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出列管式換熱器現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確快速找漏方法，可一次完成所有泄漏管束查找。該方法可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)格列管式換熱器處理。

圖1 浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)

1 傳統(tǒng)找漏方法

目前國(guó)內(nèi)普遍采用的假帽試壓法（填料函密封試壓）。制作專用假帽，拆除內(nèi)、外浮頭及管箱盲板，將假帽裝配至浮頭端設(shè)立封閉空間。從殼程低端進(jìn)水、高點(diǎn)排空，加壓至試驗(yàn)壓力查找泄漏點(diǎn)，然后堵管。該方法的弊端：一是需制作連接法蘭、變徑法蘭、壓蓋等，機(jī)加工及焊接工作量大，不利于設(shè)備快速恢復(fù)使用功能，然而該試壓工裝使用率較低，處于長(zhǎng)期閑置狀態(tài)，成本很高；二是由于浮頭端管板密封面太窄，密封范圍受限，因此不能有效密封。水會(huì)沿著密封處流出，因此不能準(zhǔn)確判斷具體是哪根管子漏了，需要多次重復(fù)才能找出泄漏管子，因此工作效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重制約檢修工期。填料函試壓工裝如圖2 所示。

圖2 填料函試壓工裝

2 新查漏方法介紹

現(xiàn)介紹一種新的管束泄漏查找方法，該方法能夠準(zhǔn)確判斷出泄漏管線，一次性解決泄漏問(wèn)題，而且成本低，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短施工工期，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用，效果很好。

該方法的具體施工步驟如下：

（1）拆除設(shè)備內(nèi)、外浮頭。用工廠風(fēng)吹干管內(nèi)余水并達(dá)到干燥。用橡皮泥壓入列管內(nèi)，保證封堵嚴(yán)密，外露橡皮泥揉連為一整體[2]。浮頭端管束的封堵如圖3 所示。

圖3 浮頭端管束的封堵

（2）將內(nèi)、外浮頭復(fù)位，拆開(kāi)管箱盲板。此時(shí)管箱端形成開(kāi)放空間，殼程為封閉流程。在殼程低端進(jìn)水，高處設(shè)置排氣口，灌水（不銹鋼應(yīng)嚴(yán)格控制氯離子含量≤25×10-6加壓至試驗(yàn)壓力。穿孔泄漏管束由于一端封堵，自流水液將從管箱端流出。換熱器制作規(guī)范要求換熱管與花板外伸長(zhǎng)度為2～3 mm，若上部管束泄漏，自流水將在花板上形成掛壁水流，對(duì)下部管束泄漏情況的判斷形成嚴(yán)重影響。

（3）現(xiàn)制作一引流裝置，將相應(yīng)直徑橡膠塞中間開(kāi)出一小孔，用小孔管插入孔內(nèi)，保證橡膠回彈壓緊孔管，在尾部連接相應(yīng)長(zhǎng)度軟管，保證將水流引至管箱外，引流管安裝方式如圖4 所示。

圖4 引流管安裝方式

3 泄漏管束的處理

（1）升壓至試驗(yàn)壓力下保持30 min，無(wú)新增泄漏管束，在泄漏管子上作上標(biāo)記，然后泄壓排液。

（2）拆除內(nèi)、外浮頭，剔除管板橡皮泥需按圓環(huán)逐步向內(nèi)進(jìn)行。若發(fā)現(xiàn)橡皮泥有水包鼓起，則判定為焊縫漏，需對(duì)應(yīng)封堵或更換相應(yīng)管束。采用封堵可加工堵頭，堵頭的加工應(yīng)嚴(yán)格把控尺寸，為保證自鎖型，加工斜度保證在3～5°，且不低于50 mm長(zhǎng)度，材料與管束相同[1]。堵頭形狀如圖5 所示。

圖5 堵頭加工機(jī)械圖

（3）堵頭脹入泄漏管束后進(jìn)行焊接，焊接前對(duì)管板及管口進(jìn)行清潔處理，嚴(yán)格控制線能量，避免熱應(yīng)力影響相鄰管束產(chǎn)生新漏點(diǎn)。堵頭插入管束如圖6 所示，焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

圖6 堵頭插入管束

表1 焊接工藝參數(shù)

（4）回裝試壓。介質(zhì)宜采用清潔水，當(dāng)材料為奧氏體不銹鋼時(shí)嚴(yán)格控制水中氯離子含量≤25×10-6，壓力升至試驗(yàn)壓力時(shí)穩(wěn)壓觀察30 min，無(wú)變形，無(wú)壓降，再降至設(shè)計(jì)壓力穩(wěn)壓10 min，無(wú)變形，無(wú)壓降為合格。泄壓排液并吹干，當(dāng)設(shè)計(jì)超過(guò)200 ℃時(shí)，按式（1）計(jì)算。

式中 Ps——試驗(yàn)壓力，MPa

K——系數(shù)，液壓試驗(yàn)取1.5，氣壓試驗(yàn)取1.15

P——設(shè)計(jì)壓力，MPa

[σ]1——試驗(yàn)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa

[σ]2——設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa

[σ]1/[σ]2大于6.5 時(shí)，取6.5。

4 結(jié)束語(yǔ)

此熱交換器管束泄漏查漏新方法適用于任何規(guī)格列管式換熱器。該方法簡(jiǎn)單直觀，不借助于任何專用工裝，成本低，工作效率高，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用，效果明顯。較之傳統(tǒng)查漏方法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，可以在石油化工企業(yè)進(jìn)行推廣使用。