管壳式换热器维护检修规程详解.doc

石油化工设备维护检修规程——通用设备

管壳式换热器维护检修规程
SHS 01009——2003

中国石油化工集团公司
修订
中国石油化工股份有限公司

中 国 石 化 出 版 社

目 录

1总则…………………………………………………………………（2）
2检修周期与内容……………………………………………………（4）
3检修与质量标准……………………………………………………（4）
4试验与验收…………………………………………………………（7）
5维护与故障处理……………………………………………………（10）

1、 总则
1.1. 主题内容与适用范围
1.1.1. 本规程规定了换热设备的检修周期与内容，检修与质量标准、试验与验收、维护与故障处理。
1.1.2. 本规程适用于操作压力在35Mpa以下的石油化工钢制固定管板式、浮头式U型管式、螺纹锁紧环式等管壳式换热器及釜式重沸器。有特殊要求的换热器应遵循其特殊的维护检修规程。
1.1.3. 受压元件的检修遵照SHS01004－2003《压力容器维护检修规程》
1.2 编写修订依据
GB151—1999 钢制管壳式换热器
《特种设备安全监察条例》及《压力容器安全技术监察规程》
HGJ229--91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》
2、 检修周期与内容
2.1. 检修周期
根据《压力容器安全技术监察规程》的要求，并结合本装置企业的生产状况，统筹考虑。一般为2－3年。
2.2. 检修内容
2.2.1.抽芯、清扫管束和壳体。
2.2.2.管束焊口、胀口处理及单管更换。
2.2.3.检查修理管箱及内附件、浮头盖、钩圈、外头盖、接管等及其密封面，更换垫片并试压。
2.3.4.更换部分螺栓、螺母。
2.3.5.壳体保温修补及防腐。
2.3.6.更换管束或壳体。
3、 检修与质量标准
3.1. 检修前准备
3.1.1 掌握运行情况，备齐必要的图纸资料。
3.1.2 准备好必要的检修工具及试验胎具、卡具等。
3.1.3 内部介质置换清扫干净，符合安全检修条件。
3.2. 检查内容
(检查部位主要有管板、管箱、换热管、折流板、壳体、防冲板、小浮头螺栓、小浮头盖、接管及联接法兰等。重点检查以下部位：
a. 易发生冲蚀、汽蚀的管程热流入口的管端，易发生缝隙腐蚀的壳程管板和易发生冲蚀的壳程入口和出口；
b. 容易产生坑蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀的管板和换热管管段；
c. 介质流向改变部位，如换热设备的入口处、防冲挡板、折流板处的壳体及套管换热器的U型弯头等；
d. 检查壳体应力集中处是否有裂纹；
e. 检查换热管壁厚；
f. 检查接管及法兰密封面。)
3.2.1. 宏观检查壳体、管束及构件腐蚀、裂纹、变形等。必要时采用表面检测及涡流检测抽查。
3.2.2. 检查防腐层有无老化、脱落。
3.2.3. 检查衬里腐蚀、鼓包、褶折和裂纹。
3.2.4. 检查密封面、密封垫。
3.2.5. 检查紧固件的损伤情况。对高压螺栓、螺母应逐个清洗检查，必要时应进行无损探伤。
3.2.6. 检查基础有无下沉、倾斜、破损、裂纹及其他地脚螺栓、垫铁等有无松动、损坏。
3.3. 修理与质量标准
3.3.1. 换热器管束抽芯、装芯、运输和吊装作业中，不得用裸露的钢丝绳直接捆绑。移动和起吊管束时，应将管束放置在专用的支承结构上，以避免损伤换热管。
3.3.2. 管束内、外表面结垢应清理干净。
3.3.3. 管箱、浮头有隔板时，其垫片应整体加工，并不得有影响密封的缺陷。
3.3.4. 管束堵漏，在同一管程内，堵管数一般不超过其总数的10%。在工艺指标允许范围内，可以适当增加堵管数。
3.3.5. 所用零部件应符合有关技术要求，具有材质合格证。
3.3.6. 更换换热管。
3.3.6.1. 管子表面应无裂纹、折迭、重皮等缺陷。
3.3.6.2. 管子需拼接时，同一根换热管，最多只准一道焊口（U形管可以有两道焊口）。最短管长不得小于300mm，且U形管弯管段包括至少50 mm长直管段内不得有拼接焊缝，对口错边量应不超过管壁厚的15%，且不大于0.5mm。
3.3.6.3. 管子与管板采用胀接时应检验管子的硬度，一般要求管子硬度比管板硬度低30HB。管子硬度高于或接近管板硬度时，应将管子两端进行退火处理，退火长度比管板厚度长80—100mm。
3.3.6.4. 管子两端和管板孔应干净，无油脂等污物，并不得有贯通的纵向或螺旋状刻痕等影响胀接紧密性的缺陷。
3.3.6.5. 管子两端应伸出管板，其长度为3+2mm。
3.3.6.6. 管子与管板的胀接宜采用液压胀。每个胀口重胀不得超过两次。
3.3.6.7. 管子与管板采用焊接时，管子的切口表面应平整，无毛刺、凹凸、裂纹、夹层等，且焊接处不得有熔渣、氧化铁、油垢等影响焊接质量的杂物。
3.3.7. 管束整体更换应按GB151—1999《钢制管壳式换热器》或设计图纸要求进行。
3.3.8. 壳体修补按SHS01004－2003《压力容器维护规程》的要求执行。
3.3.9. 密封垫片的更换按设计要求或参照表1选用。

表1 密封垫片选用表
介质
法兰公称压力MPa
介质温度℃
法兰密封面形式
垫片名称
垫片材料或牌号

烃类化合物（烷烃、芳香烃、环烷烃、烯烃）氢气和有机溶剂（甲醇、乙醇、苯、酚、糠醛、氨）
P≤1.6
≤200
平面

耐油橡胶石棉板垫片
耐油橡胶石棉板
≤600
平面
凹凸面

缠绕式垫片、高强石墨垫
波齿复合垫
金属带、柔性石墨
0Cr18Ni9 316L
0Cr13

P≤4.0
≤200
平面

耐油橡胶石棉板垫片
耐油橡胶石棉板
201～450

凹凸面
榫槽面
缠绕式垫片、高强石墨垫
波齿复合垫
金属带、柔性石墨
0Cr18Ni9 316L
0Cr13
451～600
缠绕式垫片、波齿复合垫
金属带、柔性石墨
0Cr18Ni9 0Cr13

4.0< P≤6.4
≤200
缠绕式垫片
金属带、柔性石墨
201～450
缠绕式垫片、高强石墨垫片、波齿复合垫片
金属带、柔性石墨
0Cr18Ni9 316L
0Cr13
451～600
缠绕式垫片
波齿复合垫
金属带、柔性石墨
0Cr18Ni9 316L

6.4< P≤35
≤200
平面

平垫
铝 08
≤450

凹凸面
梯形槽

金属齿形垫片
椭圆形垫片
或八角形垫片
10、柔性石墨

451～600
0Cr18Ni9
316L
≤200

锥面

透镜垫
10
≤475
10MoWVNb

水、盐、空气、煤气、蒸汽、惰性气体
P≤1.6
≤200
平面

橡胶石棉板垫片
XB-200橡胶石棉板
1.6< P≤4.0
≤350

凹凸面

高强石墨垫片
缠绕式垫片
0Cr18Ni9 316l
金属带
柔性石墨
4.0< P≤6.4
≤450
6.4< P≤35
≤450
梯形槽
椭圆形垫片或八角型垫片
10
316L 0Cr13
注：①苯对耐油橡胶石棉垫片中的丁腈橡胶有溶解作用，不宜选用。
②浮头等内部连接用的垫片，不宜用非金属软垫片。

3.3.10. 换热器的螺栓、螺母需要更换时，应按设计要求或参照表2选用
3.3.10.1. 拧紧换热器螺栓时，一般
应按图1表示的顺序进行，并应涂
抹适当的螺纹润滑剂，或防咬合剂。
3.3.11. 采用防腐涂料的冷换设备
3.3.11.1. 宏观检查水冷器涂层，涂
层表面应光滑、平整，颜色一致。
并无气孔滴坠、流挂、漏涂等缺陷，用5～10倍的放大镜检查，无微孔者为合格。 图1
3.3.11.2. 涂层应完全固化。
3.3.11.3. 吊运安装、检修清扫时，不得损伤防腐涂层。
4、 试验与验收
4.1. 试验
4.1.1.检修记录齐全准确。
4.1.2施工单位确认合格，并具备试验条件。
4.1.3.压力试验
4.1.3.1.试压值采用下列中较大值
a、液压试压值

b、气压试压值

式中PT—耐压试验试压值，Mpa;
P—管程或壳程最高操作压力，Mpa;
〔σ〕——试验温度下材料的许用应力，Mpa;按GB150选取。
〔σ〕t——操作温度下材料的许用应力，Mpa; 按GB150选取。
c、 气密查漏试验值：采用设备的最高工作压力值。
表2 名称
螺栓用钢
螺母用钢
使用温度℃
Q235-A
Q235-A Q215-A
＞—20～300
35
Q235-A
20 25
＞—20～350
40MnB
35,40Mn,45
＞—20～400
10MnVB
40Cr
30CrMoA
40Mn,45
35CrMoA
—100～500
35CrMoA
40Mn,45
＞—20～400
35CrMoA
30CrMoA,35CrMoA
—100～500
35CrMoVA
35CrMoA, 35CrMoVA
＞—20～425
25Cr2MoVA
30CrMoA,35CrMoA
＞—20～500
25Cr2MoVA
＞—20～550
40CrNiMoA
35CrMoA, 40CrNiMoA
—70～350
1Cr5Mo
1Cr5Mo
＞—20～600
2Cr13
1Cr13,2Cr13
＞—20～400
0Cr18Ni9
1Cr13,
＞—20～600
0Cr18Ni9
—253～700
0Cr18Ni10Ti
0Cr18Ni10Ti
—196～700
0Cr17Ni12Mo2
0Cr17Ni12Mo2
—253～700

4.1.3.2.试压时压力缓慢上升至规定压力。恒压时间不低于20min，然后降到操作压力进行详细检查，无破裂、渗漏、残余变形为合格。如有泄漏等问题，处理后再试验。
4.1.3.3.压力试验顺序及要求
a固定管板式
⑴ 壳体试压：检查壳体、换热管与管板相连接接头及有关部位。
⑵ 管程试压：检查管箱及有关部位。
b U形管式换热器、釜式重沸器（带U形管束）及填料函式换热器。
⑴壳程试压（用试验压环），检查壳体、管板、换热管与管板连接部位及有关部位。
⑵管程试压、检查管箱的有关部位。
c.浮头式换热器、釜式重沸器（带浮头式管束）
⑴用试验压环和浮头专用工具进行管与管板相连接接头试压。对釜式重沸器，还应配备管与管板连接接头试压专用壳体，检查换热管与管板连接接头及有关部位。
⑵管程试压、检查管箱、浮头盖及有关部位。
⑶壳程试压、检查壳体、换热管与管板连接接头及有关部位。
d. 当管程的试验压力高于壳程压力时，试验压力值应按图样规定，或按生产和施工单位双方商定的方法进行。
e. 螺纹锁紧环式换热器
⑴ 壳程试压（试验压力不大于最大试验压力差），检查壳体、换热管与管板连接接头及有关部位。
⑵ 管程和壳程同步进行试压（试验压力和试压程序按设计规定进行），检查密封盘、接管等部位。
g. 换热器试压后内部积水应放净。必要时应吹干。
4.2. 验收
4.2.1. 设备投用运行一周，各项指标达到技术要求或能满足生产需要。
4.2.2. 设备防腐、保温完整无损，达到完好标准。
4.2.3. 提交下列技术资料
4.2.3.1.设计变更及材料代用通知单，材质、零部件合格证。
4.2.3.2.检修记录。
4.2.3.3.焊缝质量检验（包括外观检验和无损探伤等）报告。
4.2.3.4.试验记录。
5、维护与故障处理
5.1. 日常维护
5.1.1. 装置系统蒸汽吹扫时，应尽可能避免对有涂层的冷换设备进行吹扫，工艺上确实避免不了，应严格控制吹扫温度（进冷换设备）不大于200℃。以免造成涂层破坏。
5.1.2. 装置开停工过程中，换热器应缓慢升温和降温，避免造成压差过大和热冲击，同时应遵循停工时“先热后冷”，即先退热介质，再退冷介质；开工时“先冷后热”，即先进冷介质，后进热介质。
5.1.3. 螺纹锁紧环式换热器在开工前应确认系统通畅，避免管板单面超压。
5.1.4. 认真检查设备运行参数，严禁超温、超压。对按压差设计的换热器，在运行过程中不得超过规定的压差。
5.1.5. 操作人员应严格遵守安全操作规程，定时对换热设备进行巡回检查，检查基础支座稳固及设备泄漏等。
5.1.6. 应经常对管、壳程介质的温度及压降进行检查，分析换热器的泄漏和结垢情况。在压降增大和传热系数降低超过一定数值时，应根据介质和换热器的结构，选择有效的方法进行清洗。
5.1.7. 应常检查换热器的振动情况。
5.1.8. 有防腐涂层的冷换设备在操作运行时，应严格控制温度，避免涂层损坏。
5.1.9. 保持保温层完好。
5.2. 常见故障与处理（见表3）
表3 常见故障与处理方法一览表
序号
故障现象
故障原因
处理方法
1
两种介质互串（内漏）
1.换热管腐蚀穿孔、开裂。
2.换热管与管板胀口（焊口）裂开。
3.浮头式换热器浮头法兰密封漏。
4.螺纹锁紧环式换热器管板密封漏。

更换或堵死漏管。
重胀（补焊）或堵死。
紧固螺栓或更换密封垫片。
紧固内圈压紧螺栓或更换盘根（垫片）
2
法兰处密封泄漏
1.垫圈承压不足、腐蚀、变质。
2.螺栓强度不足，松动或腐蚀。
3.法兰刚性不足与密封面缺陷
4.法兰不平行或错位。
5.垫片质量不好。

紧固螺栓。更换垫片
螺栓材质升级、紧固螺栓或更换螺栓。
更换法兰，或处理缺陷。

重新组对或更换法兰。
更换垫片。
3
传热效果差
1.换热管结垢
2.水质不好、油污与微生物多
3.隔板短路
化学清洗或射流清洗垢物
加强过滤、净化介质，加强水质管理。
更换管箱垫片或更换隔板
4
阻力降超过允许值
1.过滤器失效
3.壳体、管内外结垢
清扫或更换过滤器
用射流或化学清洗垢物
5
振动严重
1.因介质频率引起的共振
2.外部管道振动引发的共振
改变流速或改变管束固有频率
加固管道,减小振动