Ремонт теплообменников с плавающей головкой.
Расчет конструкции и ремонт теплообменника с плавающей головкой отличается своей специфичностью, так как данные модели кожухотрубных теплообменных агрегатов могут выполняться в разных комплектациях, с разным диаметром и конструкционными особенностями. В настоящее время известны системы с плавающей головкой горизонтального и вертикального вида, одинарные и сдвоенные, одноходовые и многоходовые, с гладкими трубами, постоянным и переменным диаметром, предназначенные для умеренных или тропических климатических зон.
При этом основная конструктивная особенность этих систем заключается в том, что одна труба закреплена жестко, в то время как вторая легко вращается вокруг собственной оси. Благодаря такому устройству корпус системы и ее трубный пучок не претерпевают различных температурных напряжений, но, в то же время, именно они находятся в зоне риска как наиболее подверженные аварийности.
К ремонтным работам, в которых нуждается данная техника, относят промывочные мероприятия, очистку труб, устранение дефектов герметичности корпуса и днища, распределительных камер и сопряжений. По сути, техника безопасности при ремонте теплообменника с плавающей головкой остается той же, что и при работе с установками жесткой конструкции, единственное, что следует учитывать специалистам, осуществляющим этот процесс, так это факт возможности разборки трубного пучка, являющийся одним из ключевых различий, влияющим на методику выявления дефектов и их коррекцию.
Капитальный ремонт теплообменников состоит из следующих этапов:
1. Очистка всех пластин теплообменника от накипи, отложений и налетов, образованных в процессе эксплуатации.
2. Полная замена всех уплотнителей, срок службы которых превышает 6-10 лет.
3. Полный и тщательный осмотр пластин на предмет выявляется следов коррозии. Удаление пластин со следами коррозии.
4. Промывка химическими средствами пластин теплообменника (без разборки теплообменника).
5. Как вариант, в процессе капитального ремонта теплообменников может быть использована механическая (разборная) промывка теплообменника.
На основании конструктивных особенностей пластинчатых теплообменных аппаратов можно выделить следующие виды неисправностей этого типа теплообменного оборудования:
1. Наличие внешней протечки.
Как правило, причиной протечек теплообменников является износ уплотнений пластин теплообменников. Он может быть обусловлен как истечением срока эксплуатации при соблюдении номинальных режимов эксплуатации, также протечки могут возникать в результате воздействия гидроударов или перегрева теплообменного оборудования. И в том и в другом случае ремонт теплообменника будет заключаться в полной или частичной замене уплотнений. Состояние уплотнений и необходимость их замены определяет инженер.
2. Наличие внутренних перепусканий из одного корпуса в другой.
Причины перепусканий могут быть аналогичными указанным выше. Помимо этого неисправность может быть вызвана коррозией поверхностей пластин теплообменников, их механическими повреждениями. Также к подобным последствиям могут привести ошибочные действия персонал, обслуживающего теплообменное оборудование. Ремонт теплообменника в случае наличия перепусканий требует квалифицированной диагностики оборудования для выявления причин возникновения подобной неисправности. После чего эти причины обязательно будут устранены специалистами.
Очевидно, что в большинстве случаев ремонт пластинчатых теплообменников сводиться к полной или частичной замене его уплотнений (прокладок). Иногда, хотя это происходит довольно редко, приходится менять повреждённые пластины теплообменника.
В связи с тем, что в настоящее время эксплуатируется большое разнообразие пластинчатых теплообменников различных фирм-производителей, к сожалению, уплотнения даже близких по габаритам и характеристикам моделей теплообменников не являются взаимозаменяемыми в следствии чего любой теплообменный аппарат может быть укомплектован только уплотнениями соответствующего им типа и маркировки. При принятии решения о замене уплотнений теплообменников необходимо принимать во внимание тот факт, что нужных Вам уплотнений может не оказаться в наличии на складе поставщика и в этом случае время ожидания может составить от 3-х до 6-ти недель, в зависимости от производителя и популярности модели уплотнения.
Необходимо учитывать, что полная замена уплотнений теплообменников строго рекомендована производителями по окончании срока эксплуатации при соблюдении номинальных режимов. Согласно рекомендациям большинства производителей теплообменного оборудования срок эксплуатации резиновых уплотнений составляет в среднем 7-8 лет.
Также обращаем Ваше внимание на то, что в случае если срок резиновых уплотнений истекает, производить разборную очистку теплообменников не рекомендуется. Это связано с потерей пластичности уплотнений, что с большой долей вероятности, может помешать собрать пакет теплообменника со старыми уплотнениями без течей.
Выявление дефектов.
Опрессовкой межтрубного пространства на контрольное давление проверяют герметичность корпуса и днища, а также сопряжений. После спуска опрессовочной воды при открытой спускной муфте на днище корпуса проверяют трубное пространство, выявляя дефекты распределительной камеры и сопряжений. Появление воды из спускной муфты на днище корпуса указывает на наличие дефекта в трубном пучке. Характер этого дефекта может быть выяснен только после разборки днища корпуса при повторной опрессовке трубного пространства. Визуально можно установить только пропуск в сопряжении крышки плавающей головки.
Дефекты в теплообменниках, не поддающихся визуальному осмотру и измерениям, обнаруживают опрессовкой межтрубного и трубного пространств. Замена вышедшей из строя трубы — сложная и трудоемкая операция, поэтому к ней прибегают в исключительно редких случаях, для чего применяют специальные режущие приспособления, позволяющие резать трубу изнутри со стороны трубной решетки. Оставшиеся в трубных решетках концы труб и сами трубы выбивают с помощью оправок. Если концы труб приварены к решетке, то сварной шов срезают вручную или пневмо-точилом. Устанавливаемую новую трубу снабжают направляющим конусом-наконечником. На практике вышедшую из строя трубу заглушают с двух концов металлическими конусными пробками Число отглушаемых труб не должно превышать 10% от общего числа труб в пучке, приходящихся на один поток, иначе значительно возрастет гидравлическое сопротивление и заметно уменьшится поверхность теплообмена. В общем случае обнаружение нескольких дефектных труб в пучках давно работающих теплообменников указывает на возможность выхода из строя всех труб, поскольку они работают в одинаковых условиях. Поэтому отглушив изношенные трубы, можно поддержать эксплуатационную пригодность теплообменника до ближайшего капитального или среднего ремонта, во время которого теплообменник или трубный пучок полностью заменяют новым.
В зависимости от конструктивного решения неплотные соединения концов труб с трубными решетками подвальцовывают или подваривают. Следует избегать чрезмерной подвальцовки: она не только не устранит неплотность, но может привести к потере прочности соединения. Сварка концов одних труб может ослабить развальцовку рядом расположенных труб, поэтому последние профилактически подвальцовывают.
Необходимость ремонта корпусов кожухотрубчатых теплообменников устанавливают по результатам измерений толщин и проверки сварных швов. Учитывая значительно большую толщи подвижной решеткой и нарушение соединения труб с этой решеткой. Такие дефекты устраняют прежде всего путем смены прокладки на крышке (подтяжки болтов без смены прокладки следует избегать) и перевальцовки или сварки концов труб. Если после этого при опрессовке вода все же про-никает в межтрубное пространство, приходят к выводу о нарушении герметичности соединения труб с неподвижной трубной решеткой либо об износе одной или нескольких труб.
Для точного установления дефекта разбирают крышку распределительной камеры и плавающей головки, чтобы обнажить трубные решетки с развальцованными в них концами труб; со стороны подвижной решетки к корпусу прикрепляют приставную головку. По течи на торцах решеток при опрессовке корпуса судят о неплотной вальцовке (сварке). Отдельно при техническом обслуживании, диагностике и ремонте аппаратов воздушного охлаждения обращается внимание на качество сварных швов. Для этого делаются панорамные снимки с применением гамма-дефектоскопии.
В зависимости от толщины труб и типа швов используются разные углы наклона при просвечивании. Трубы с большим диаметром просвечивают перпендикулярно, через одну стенку. Трубы с небольшим диаметром просвечиваются через две стенки. Если швы расположены внахлест, трубы просвечиваются под углом 45°.
Обнаруженные дефекты устраняются либо путем полной замены, либо при помощи проведении соответствующих корректирующих процедур.
Регулярные процедуры по техническому обслуживанию позволяют предотвращать серьезные поломки и повышать эффективность работы теплообменников всех типов.
Порядок сборки.
Различают следующие методы сборки оборудования:
— и индивидуальной пригонки.
Наиболее совершенным является метод полной взаимозаменяемости, при котором исходят из требований высокой точности. Обязательным условием в этом случае является наличие достаточного парка запасных частей преимущественно заводского изготовления.
При методе неполной взаимозаменяемости предусматривается подбор заменяемых деталей из наличного парка запасных частей. При методе индивидуальной пригонки необходимые размеры и форма отдельных деталей (включая базовые) достигаются при проведении слесарно-доводочных и станочных работ. Этот метод наиболее трудоемок и требует высокой квалификации от исполнителей ремонта.
Таким образом, при сборке оборудования в процессе ремонта пользуются тремя группами деталей: отремонтированными, новыми и бывшими в употреблении, но пригодными по показателям надежности.
При сборке оборудования очень важен правильный подбор заменяемых деталей, соблюдение допусков в сопряжениях, а также точное взаимоположение узлов и блоков Взаимосвязь и взаимозависимость размеров в сопряжениях и между узлами и блоками устанавливаются размерными цепями, т. е. расположенными в определенной последовательности сборочными размерами, начиная от одной базовой детали (основной или вспомогательной). Положение всех остальных деталей в размерной цепи указывается относительно этой условной базы. Последнее звено в размерной цепи называют замыкающим. Число и состав бригад, участвующих в разборке и сборке, определяют исходя из наличного фронта работ, последовательности операций, размеров и массы блоков, сложности операций, применяемой ремонтной оснастки и т. д.
Если разбираемые узлы состоят из двух и более одинаковых деталей, то для того чтобы при сборке не спутать их и не ухудшить тем самым качество сопряжения, на рабочие поверхности деталей наносят метки. Метки ставят и тогда, когда необходимо точно ориентировать одну из деталей относительно другой; на съемной детали указывают верх, низ, правую и левую стороны.
Технология разборки и сборки входит в состав общей технологии ремонта, разрабатываемой для конкретного оборудования. Поэтому перечисление в какой-то определенной последовательности операций для всех видов оборудования лишено смысла.
Испытание теплообменников.
Каждый раз после проведения работ по ремонту теплообменников, связанных с разборкой теплообменника, например, замену уплотнений или пластин теплообменников, необходимо опрессовку (испытание давлением) отремонтированного теплообменного оборудования. Эта процедура проводится для проверки внутренней и внешней герметичности контура.
При проведении испытания давлением сначала должна быть протестирована одна сторона, в это время вторая сторона должна находиться под атмосферным давлением. Испытательное давление должно равняться рабочему давлению испытываемого оборудования и обязательно не должно превышать значения обозначенного на шильдике теплообменника. Опрессовку рекомендуется производить в течение 10 минут. Необходимо высушить части опрессованного оборудования, используемые для охлаждения.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Источник
РАЗБОРКА И ЧИСТКА ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
РЕМОНТ ТЕПЛООБМЕННОЙ АППАРАТУРЫ
Характеристика основных неисправностей и способы их обнаружения
В химической промышленности широко распространены кожухотрубчатые теплообменники (жесткие, с линзовыми компенсаторами, с плавающей головкой) и теплообменники типа «труба в трубе», погружные, оросительные. Размеры теплообменников различны: от нескольких квадратных метров теплопередающей поверхности до нескольких сот и даже тысяч.
Применяют также теплообменники специального назначения: пластинчатые (в том числе изготовляемые из графита и других химически стойких материалов), спиральные, витые, трубчатые (в установках разделения воздуха) и др. Их теплопередающая поверхность, как правило, не превышает нескольких десятков квадратных метров, но количество тепла, которое может быть передано через 1 м 2 такого аппарата, значительно выше, чем у теплообменников общего назначения.
Неисправности в теплообменной аппаратуре возникают вследствие дефектов изготовления и монтажа, неправильной эксплуатации.
Общая для всех видов теплообменников неисправность – загрязнение их поверхности накипью, маслом, отложениями солей и смол и т. п. При сильном загрязнении для достижения охлаждения (подогрева), требуемого по технологическому режиму, приходится пропускать через теплообменник завышенные количества воды, пара и т.п., что приводит к перерасходу электроэнергии. Слой загрязнений не только резко уменьшает производительность теплообменника, но может привести даже к его отключению.
Очень часто теплообменник приходится останавливать для ремонта из-за появления пропусков, которые можно разделить на два вида: внешние и внутренние (или скрытые). К первому виду относятся пропуски во фланцевых соединениях крышек теплообменников, пропуски в патрубках и стенках корпуса. Скрытые пропуски связаны с конструктивными особенностями аппарата. Так например, в кожухотрубчатых теплообменниках эти пропуски могут быть в местах развальцовки трубок, в перегородках, в стенках теплообменных трубок. Внутренние пропуски в пластинчатых теплообменниках возникают из-за прорыва уплотнительных прокладок, устанавливаемых между соседними пластинами.
Характерны для теплообменной аппаратуры также неисправности такого рода: деформация трубок при отсутствии либо при плохой работе устройств, компенсирующих удлинения, вызванные изменением температуры; заклинивание плавающих головок; повреждение струбцин плавающих головок; повреждение линзовых компенсаторов; прогорание трубок; повреждения вследствие коррозии; неисправности сальниковых устройств (у одноходовых теплообменников с плавающей головкой); образование газовых мешков; неисправности катковых и пружинных опор теплообменников; разрушение гидро- и термоизоляции; неравномерное орошение оросительных холодильников.
Внешние пропуски обнаруживают так же, как и подобные дефекты емкостной аппаратуры. Большинство остальных неисправностей определяют при наблюдении за работой теплообменника. Каждый теплообменный аппарат должен быть снабжен контрольно-измерительными приборами, позволяющими наблюдать за температурой и давлением на входе и выходе теплообменивающихся веществ.
Непрерывное увеличение разности между давлением входящего потока жидкости (газа) и выходящего свидетельствует о постепенной забивке соответствующего пространства аппарата. Такой же вывод можно сделать, если при полностью открытой запорной арматуре расход продукта постепенно падает. (В некоторых случаях это может быть связано с нарушением работы насоса).
Уменьшение разности температур на входе и выходе вещества указывает на загрязнение (особенно замасливание) поверхности теплообмена.
Появление в какой-то части теплообменника газовой пробки выключает этот участок из процесса теплообмена. Иногда газовую пробку можно обнаружить, ощупывая аппарат рукой: температура участка с газовой пробкой резко отличается от соседних.
Наличие внутренних пропусков определяют при отборе проб из той части теплообменника, давление в которой ниже.
Остальные дефекты могут быть выявлены во время осмотров теплообменной аппаратуры и в процессе проведения планово-предупредительных ремонтов.
ПОДГОТОВКА К РЕМОНТУ
В зависимости от состояния аппарата и времени межремонтного пробега теплообменник останавливают для проведения текущего или капитального ремонта.
При проведении текущего ремонта выполняют работы, не требующие вскрытия и частичной разборки аппарата: подтягивание болтов фланцевых соединений, подтягивание и перебивка сальников, смена прокладок, промывка аппарата водой или специальными растворителями, ремонт изоляции, восстановление окраски, ремонт и смена указателей уровня (на конденсаторах, испарителях), а также такие работы, как чистка теплообменных поверхностей, забивка неисправных трубок, подвальцовка, заварка мелких трещин.
При проведении капитального ремонта, кроме перечисленных выше работ, выполняют сварочные работы, заменяют теплообменные трубки, змеевики, ремонтируют плавающие головки. Во время капитального ремонта устанавливают новые теплообменники.
В зависимости от сложности и объема предстоящих работ в ремонте теплообменного аппарата участвует бригада в составе трех – пяти слесарей и одного сварщика.
При ремонте теплообменников различных типов применяется большое число инструментов, а также вальцовки ручные и с пневмомоторами, стальные ерши, стальные цилиндрические щетки, дисковые пилы для резки немерных трубок. Кроме инструментов и приспособлений, следует заранее приготовить трубки для замены поврежденных, а также металлические пробки, прокладки, химические реактивы и растворители для обработки отложений, теплоизоляционные материалы.
Трубки необходимо тщательно осмотреть: трещины, вмятины, раковины исключают возможность их применения.
При подготовке теплообменника к ремонту надо отключить аппарат от действующей системы, сравнять давление с атмосферным, затем продуть и промыть его и установить заглушки.
Ремонт теплообменной аппаратуры организуется примерно так же, как и ремонт емкостей: чистку, смену прокладок, сальниковой набивки производят на месте установки аппарата, сварочные работы ведут либо на специальной площадке (если рядом с теплообменником расположено действующее оборудование), либо непосредственно у аппарата. Изготовление новых и механическая обработка поврежденных деталей производятся в мастерской технологического цеха или в РМЦ.
РАЗБОРКА И ЧИСТКА ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
Почти все ремонтные работы начинаются с разборки теплообменника. Методы разборки зависят от конструктивных особенностей аппарата, места и способа его установки.
Разборка горизонтального кожухотрубчатого теплообменника, элементных теплообменников и теплообменников типа «труба в трубе» начинается со снятия крышек при помощи козлов, талей, кранов и т. п. Такие аппараты часто снабжены кронштейнами (рис. 52), которые облегчают разборку.
Неудобные и громоздкие козлы можно заменить приспособлением, изображенным на рис. 53. Это приспособление очень просто по конструкции и пригодно для теплообменников любого диаметра.
Снятие верхней крышки теплообменника, установленного вертикально, затруднений не 
представляет. Чтобы снять нижнюю крышку, сначала отвинчивают и вынимают три болта фланцевого соединения, расположенные примерно под углом 120° друг к другу. Вместо них вставляют три монтажные шпильки (длина резьбы 300 – 500 мм) и закрепляют их на аппарате гайками (рис. 54,а). Затем, отвинтив и сняв остальные болты, свинчивают гайки с монтажных шпилек. При этом крышку постепенно отделяют от корпуса и медленно 
опускают (рис. 54, б) на установленные под аппаратом леса или на тележку. Если аппарат расположен очень высоко, крышку, отошедшую от корпуса на 200 – 250 мм, крепят тросами к тали и при помощи оттяжек опускают вниз.
Для разборки погружных теплообменников необходимо вскрыть люки или крышки, открыв доступ к змеевикам.
Сняв крышки, при помощи крана соответствующей грузоподъемности, извлекают из кожуха трубчатку (из вертикально расположенного теплообменника). Если в трубной решетке нет отверстий для рымболтов, используют три отверстия от крепежных болтов, расположенных под углом 120°, нарезав в них резьбу.
Из горизонтального аппарата трубчатку извлекают монтажной лебедкой, автокраном или трактором с использованием специаль 
ного приспособления (рис. 55). После этого трубный пучок устанавливают на раме приспособления и перевозят к месту ремонта. В зависимости от типа теплообменника и характера загрязнений применяют физико-химические, механические и гидравлические способы чистки.
Физико-химическую чистку (горячая и холодная промывка, растворение, химическое разложение, кипячение и выплавление загрязнений) выполняют без вскрытия и разборки теплообменников. Это наиболее быстрый и экономичный способ.
Для очистки аппарата от накипи применяют соляную или серную кислоту 15%-ной концентрации с различными ингибиторами.Отложения солей и смол удаляют, промывая теплообменник растворителем (керосином) и горячей водой. Сначала очищают межтрубное пространство, а затем трубное. Количество растворителя должно в 5 – 6 раз превышать вес отложений. Практически достаточно однократного заполнения объема очищаемых теплообменников. Для очистки отложений в межтрубном пространстве иногда применяют кипячение без вскрытия аппарата. Межтрубное пространство заполняют водой и одновременно в трубное пространство подают под давлением пар. В результате интенсивного кипения слой загрязнений на наружной поверхности трубок разрушается.
Длительность такой чистки 8 – 10 ч, из которых 3 – 4 часа уходят на обработку растворителем, 5 – 6 часов – на промывку водой.
На нефтеперерабатывающих установках практикуют промывку аппаратов смесью горячей воды и керосина. Керосин растворяет нефтепродукты, а кокс и другие механические примеси уносятся потоком смеси. Эффективность такой промывки возрастает, если одновременно в трубное пространство подается пар. Для экономии керосина и сокращения расхода тепла на подогрев отработанную промывную смесь сливают в емкость, где она отстаивается от грязи и используется вновь. В качестве промывной жидкости применяют также подогретое до 100 – 120°С соляровое масло.
В тех случаях, когда отложения на поверхностях плохо растворяются в керосине или соляровом масле, пользуются кислотой и ингибиторами, предовращающими интенсивную коррозию металла труб и корпуса. Обычно применяют соляную кислоту в смеси с ингибитором «уникод». Продолжительность промывки для каждой группы теплообменников определяют, исходя из накопленного опыта и в зависимости от физико-химических свойств отложений.
Механическую чистку выполняют при помощи приводных или ручных инструментов. Теплообменники при этом разбираются.
Межтрубное пространство может быть очищено скалыванием и соскабливанием отложений при помощи удлиненных зубил и скребков.
Для очистки труб с внутренним диаметром более 38 мм применяют пневматические турбинки с бойками и шарошками.
Для механической очистки корпусов теплообменников применяют вращающиеся металлические щетки с электроприводом или щетки, устанавливаемые на шлифовальной машинке с гибким валом.
На некоторых предприятиях применяют следующий способ очистки внутренней поверхности теплообменников. В. змеевике (трубчатке) намораживают слой льда, а затем туда впускают горячий пар. При этом лед вместе с пленкой накипи трескается, сползает со стенок, тает и удаляется из системы.
Несмотря на использование различных приспособлений и механизмов применяемые способы очистки теплообменников очень трудоемки. В связи с этим все большее внимание уделяется внедрению методов очистки с использованием ультразвука. Принцип действия таких установок основан на свойстве звуковых колебаний высокой частоты разрушать препятствия на пути их распространения. Препятствие как бы подвергается ударам многих тысяч пневматических молотков. Мощность таких ударов достаточно высока. За несколько минут, а иногда даже долей минуты поверхность металла, покрытая слоем загрязнений толщиной в несколько миллиметров, становится гладкой и блестящей. Обычно установка ультразвуковой очистки состоит из электрического генератора колебаний и твердого или жидкого проводника.
Источник