Оснастка для ремонта теплообменников

Оснастка для ремонта теплообменников

История вальцовки началась с инструментов ударного действия. Трубы первых паровых котлов и конденсаторов герметизировались в трубных решетках шаровыми оправками и тяжелыми молотками. Развальцовка выполнялась за несколько проходов с увеличением диаметра шара оправки с каждым проходом. Затем стал применяться дорн – длинный стержень с равномерно распределенными по его протяженности приливами цилиндрической формы. Диаметр приливов увеличивался линейно от цилиндра к цилиндру. Дорн протягивался через трубу теплообменного аппарата, осуществляя развальцовку трубы в решетке. Позднее стали появляться первые представители кулачковых и цанговых инструментов. В них вальцующие элементы – разрезные кулачки – протягивались гидравлическим давлением по конической направляющей, деформируя трубу в радиальном направлении. Основным недостатком этого способа являлось неизбежное появление трения скольжения в месте контакта кулачка с трубой, и как следствие возникновение локальных повреждений.

Прорывом в технологии вальцевания стало применение вращательного движения, появились самозатягивающиеся вальцовки.

В них вместо разрезных кулачков применили ролики или вальцы, которые катились в обойме-корпусе по конической направляющей-веретену, набегая на ее больший диаметр. Таким образом, у вставленной в трубу вальцовки приводился во вращение хвостовик, ролики, набегая на веретено, выходили из обоймы, упирались в трубу, катились по ней, одновременно осуществляя ее радиальную деформацию. Соединение получалось равномерно деформированным, герметичным и надежным.

В настоящее время в связи с ростом технологических требований, предъявляемых к теплообменному оборудованию (давление, температура, расход среды, межремонтный ресурс) в конструкции ТА стали применяются трубные решетки увеличенной толщины, двойные трубные решетки, в профиль отверстия для труб вносятся элементы, увеличивающие эффективность соединения — канавки, увеличиваются диаметры отверстий в трубных решетках. Усложняются требования к приводу вальцовок в части регулировки вращательного момента, массогабаритных характеристик.

Зачастую производство нуждается не в единичных инструментах, требуется оснащение комплексом инструментов и приспособлений:

для подготовки процесса вальцевания (раскатники и канавочники с приводом, машины для удаления оребрения на концах труб); для проведения процесса вальцевания (вальцовки с пневматическими или электрическими вальцовочными машинами); для поствальцовочной технологической обработки (устройства для отрезки выступающих концов, инструмент для торцовки, труборез для стальных труб); для ремонта вальцовочных соединений (инструмент для удаления труб из трубных решеток, машины для обработки и высверливания труб).

Для удовлетворения растущих требований к инструментам разрабатываются новые типы вальцовок, такие как:

тип СР — для закрепления труб в толстых трубных решетках; тип РА – для закрепления труб в решетках, расположенных в закрытых камерах с ограниченным доступом; тип РТ – с регулируемой глубиной вальцевания.

И это далеко не полный перечень. Так, при изготовлении теплообменного оборудования одним из отечественных производителей используется вальцовка конструкции НИТЛ 5к-205-210, позволяющая вальцевать трубы диаметром чуть более 216 мм! Диаметр одного ролика – 58 мм, вес инструмента – 26 кг. Аналогов этому изделию в России нет.

Каждый, кто хоть раз работал тем или иным обрабатывающим инструментом, будь то обычное сверло для стойки сверлильной или высокотехнологичная вальцовка, знает какую важную роль играют показатели надежности и удобства его использования. Если при этом инструмент конструктивно прост и ремонтопригоден, то он автоматически приобретает статус незаменимого.

Даже при изготовлении условно одно-двухкомпонентных инструментов (сверло, резец и пр.) придание им вышеуказанных качеств вызывает трудности, всем знаком грубый термин «китайский инструмент», характеризующий низкую культуру производства.

При рассмотрении многокомпонентного специального инструмента (вальцовка труб, раскатник, канавочник, торцеватель для труб и пр.) соблюдение высоких показателей ресурса эксплуатации, ремонтопригодности и эргономичности предъявляет жесткие требования к технологии изготовления, что не под силу многим производителям. Именно поэтому в мире не более десятка производств, которым под силу решение такого комплекса инженерно-технологических задач.

Отрадно осознавать, что в сфере технологий изготовления инструмента для производства и ремонта теплообменного оборудования Россия занимает одну из лидирующих позиций.

Источник

Технология ремонта теплообменного оборудования

Из статьи мы узнаем: как часто нужно проводить ремонт теплообменных аппаратов, рассмотрим какие инструменты потребуются для очистки теплообменников и порядок работ. А также подберем инструмент для ремонта теплообменного оборудования.

Со временем трубы и стенки корпуса теплообменников изнашиваются из-за эрозии и коррозии, теплопередающие поверхности покрываются слоями отложений и не справляются со своей функцией — плохо передают тепло.

• Повреждение опор, резьбы на крепежных деталях, увлажнение или повреждение теплоизоляции.
• Повреждение уплотнительных поверхностей, трещины на корпусных деталях и трубах.
• Вмятины, неплотности и пропуски в вальцовке труб в трубных решетках.

• Увеличение диаметра отверстий в трубных решетках, язвенная и межкристаллитная коррозия.
• Уменьшение толщины стенки трубы, днища, корпуса.
• Свищи в сварных швах.

Для бесперебойной работы теплообменного оборудования необходимо вовремя и по регламенту проводить ремонт. Ниже разберем, с какой периодичностью нужно проводить комплекс ремонтных мероприятий.

Что вы узнаете из этой статьи:

1 Циклы ремонта теплообменных аппаратов

Теплообменное оборудование требует постоянных поддерживающих ремонтных процедур. Из-за неравномерного износа и случайного характера повреждений проводят разноплановые ремонтные работы.

Периоды ремонта теплообменников зависят от двух факторов:

• Типа производства.
• Вида теплообменного аппарата.

В зависимости от этого выбираются периоды проведения четырех видов ремонта:

• Профилактический осмотр (каждые 3 месяца). При профилактическом осмотре в теплообменных аппаратах проверяют затяжки фланцевых соединений, устраняют неплотное прилегание, подтягивают или перебивают сальники запорной арматуры, проверяют приборы контроля и предохранительные устройства.
• Текущий ремонт (примерно раз в год). Во время проведения текущего ремонта вдобавок к мерам профилактического ремонта частично разбирают и демонтируют запорную арматуру, перебивают все сальники, заменяют прокладки и проверяют герметичность арматуры. Также ремонтируют предохранительные и обратные клапаны. В оросительных конденсаторах демонтируют и чистят отбойные щиты и трубы, проводят очистку и регулировку водораспределительных устройств.
• Средний ремонт (каждые 3 года). При среднем ремонте дополнительно к объему текущего ремонта снимают крышки теплообменников для очистки труб и полостей от грязи, ила, продуктов коррозии и накипи. Проводят испытания на плотность и выявляют протечки труб в трубных решетках, при необходимости производят вальцовку труб, зачеканку или подварку свищей и течей, глушение дефектных труб. Ремонт подразумевает проверку и наладку работы мешалок, выборочную проверку труб испарителей (типа ИА или ИП) и оросительных конденсаторов на коррозию, ремонт теплоизоляции.
• Капитальный ремонт (раз в 12 лет). При капитальном ремонте дополнительно к объему среднего ремонта выполняют работы по замене всех ранее заглушённых трубок (при глушении более 15% трубок), замену труб и секций, имеющих течи, замену труб с износом более 25% по толщине стенки, ремонт и замену запорной арматуры.

Часто ограничиваются двумя видами ремонта — текущим и капитальным.

2 Чистка теплообменников

Виды очистки теплообменников:

• ультразвуковой
• смешанные способы

Оборудование для очистки труб теплообменников

Для очистки труб используют следующее оборудование:

Устройство для очистки труб БУРАН. Переносные аппараты серии БУРАН подходят для очистки только прямотрубных теплообменных аппаратов, так как очистка производится головкой с пластинами, которая прикреплена к перфоратору через прямые жесткие штанги-удлинители. Для охлаждения инструмента и вымывания продуктов очистки в зону очистки подается вода. Перфоратор устройства БУРАН может поставляться с двумя типами двигателей: электрическим и пневматическим. Вес устройства в рабочем состоянии в зависимости от привода составляет 10 или 7 кг, с пневмодвигателем аппарат весит легче.

СТОК-51 для гнутых труб

БУРАН для прямотрубных теплообменников

3 Порядок ремонта теплообменных аппаратов

Ремонт теплообменников имеет строго определенную последовательность и должен проходить по четко заведенному порядку. Разберем порядок ремонтных операций поэтапно:

1. Производится демонтаж арматуры и трубопроводной обвязки, разбирают резьбовые соединения, снимают крышки, люки, выемки трубных решеток.
2. Проверяют плотность и прочность труб и их крепление в трубных решетках при помощи пневматических или гидравлических испытаний.
3. Производится глушение и развальцовка (обварка) труб в трубных решетках, при замене трубы извлекаются из корпуса, отверстия в решетках теплообменника очищаются, ставятся новые трубы, а их концы зачищают.
4. Далее ремонтируют корпусные детали, проводят вырубку и вырезку прокладок и подготовку крепежа, после этого идет сборка аппарата.
5. Последним этапом проводятся испытания на плотность и прочность и сдача в эксплуатацию.

Рис. 1. Гидродинамическая (а) и гидромеханическая (б) очистка теплообменников, установка преобразователей для очистки ультразвуком (в) и схема работы «самоочищающегося» конденсатора — конденсатора с псевдо-кипящим потоком песка (г):

1- двигатель; 2 — насос; 3 — регулятор давления; 4 — барабан для шланга; 5 — подвод воды; 6 — гибкий шланг высокого давления; 7 — щиток; 8 — пульт управления («пистолет»); 9 — полая штанга; 10 — распылитель с соплами; 11 — дрель; 12 — подшипник; 13 — манжета; 14 — сверло; 15 — преобразователь; 16 — генератор; 17 — перегородки; 18 — сливной лоток; 19 — смотровые окна

4 Как производится замена труб теплообменника

Выемка труб

В зависимости от типа крепления трубы в трубной решетке, есть два варианта выемки труб.

Для развальцованных труб.

Когда нужно заменить развальцованные трубы в трубной решетке теплообменника, их подрезают специальным аппаратом с резцами за трубной решеткой. Также возможна операция по их рассверливанию. Рассверливание уменьшает толщину стенки трубы и ее становится легко вытащить.

Рассверливание ведут при помощи специальных машин МАНГУСТ.

Они оснащаются всеми необходимыми сменными комплектами, чтобы проводить подрезку торцов труб, обработку внутренней и наружной фаски и проводить высверливание завальцованных труб. Высверливание производится ступенчатым сверлом с центрирующим гладким концом, равным внутреннему диаметру трубы и режущей частью, равной 3/4 наружного диаметра труб. Уменьшение толщины труб резко снижает напряжение в вальцованном соединении, и труба легко вынимается. Чтобы не уронить трубу в межтрубное пространство, в нее вставляют с другой трубной решетки металлический прут или используют приспособления.

Все эти операции проводят так, чтобы не повредить поверхности отверстий в решетке.

Рис. 2. Ремонт теплообменников: исправление вмятин в трубах (а), глушение дефектных труб резьбовой пробкой (б); резиновой прокладкой с разжимными конусами (в), резиновой прокладкой на период испытаний (г); вытаскивание дефектных труб (д) и стадии вальцовки: вставка трубы в решетку (е), подвальцовка (ж) и окончательная развальцовка и бортовка (з);

1 — болт; 2 — нажимные детали; 3 — трубная решетка; 4 — труба теплообменника; 5 — пробка калиброванная; 6 — резьбовая пробка; 7 — резиновые прокладки; 8 — стопорящий сухарь; 9 — опорный стакан
Для приваренных труб:

Трубы, закрепленные в трубной решетке с помощью сварки, вынимают из аппарата после удаления сварного шва. Для этого также можно использовать машину МАНГУСТ. Прежде чем заменить дефектные трубы, отверстия трубной решетки зачищают, продувают и протирают насухо. Продольные риски на поверхностях отверстий зачищают шабером. Шероховатость поверхности в отверстиях под вальцовку должна быть не ниже Ra 0,80 мкм.

Машина электрическая Мангуст-Миди-Электро

Машина электрическая Мангуст 200-Электро

Источник

Как подобрать вальцовку для ремонта теплообменника

Рассчитываем по формуле, как подобрать вальцовку под конкретный теплообменник

Что такое вальцовка

Вальцовка – это инструмент для ремонта теплообменников. Она выглядит как продолговатая трубка со встроенными роликами. С одной стороны расположена муфта, а с другой веретено. Используется для увеличения диаметра трубы. Бывают различные типы и серии вальцовок для разных диаметров труб.

На рисунке изображена схема вальцовки с обозначениями.

Более подробно о вальцовках вы можете узнать в нашей статье Что такое вальцовка

Зачем нужна вальцовка

Вальцовка — это инструмент, который нужен для развальцовки труб теплообменников.

Развальцовка является наиболее распространенным способом получения прочных и герметичных соединений труб с трубными решетками (коллекторами) теплообменных аппаратов и котлов. Чтобы получить плотное герметичное соединение, нужно правильно подобрать вальцовку, для этого используется специальная расчетная формула.

Для получения надежного соединения трубы с трубной решеткой (коллектором) необходимо выполнить следующее условие:

D’ = Dо + Δ+ K x S,где:

• D’ — расчетный внутренний диаметр трубы после развальцовки;
• Dо — внутренний диаметр трубы до развальцовки;
• Δ- диаметральный зазор между отверстием в трубной решетке (Dотв) и трубой (Dн), Δ= Dотв — Dн;
• S — толщина стенки трубы;
• К — коэффициент, учитывающий тип теплообменного аппарата:
• К = 0,1 — для конденсаторов, маслоохладителей, водоподогревателей, испарителей, бойлеров и т.п.
• К = 0,2 — для котлов.

Ниже приведен пример, как рассчитывается внутренний диаметр трубы после развальцовки

Параметры	Теплообменник	Котел
Наружный диаметр трубы (Dн)	16,0 мм	51,0 мм
Внутренний диаметр трубы до развальцовки (Do)	14,0 мм	46,0 мм
Толщина стенки трубы (S)	1,0 мм	2,5 мм
Диаметр отверстия трубной решетки (D отв.)	16,3 мм	51,5 мм
Диаметральный зазор между трубой и трубной решеткой (Δ) составляет	16,3 мм — 16,0 мм = 0,3 мм	51,5 мм — 51,0 мм = 0,5 мм
К	0,1	0,2
Используется вальцовка	Р-14	К-45-47 или КО-45-47
Тогда расчетный внутренний диаметр трубы после развальцовки (D’) должен быть	D’ = 14,0 + 0,3 + 0,1 х 1 = 14,4 (мм)	D’ = 46,0 + 0,5 + 0,2 х 2,5 = 47 (мм)

Как подобрать инструмент для вальцовки труб теплообменников

Для того, чтобы правильно выбрать инструмент для развальцовки труб в трубных решетках, необходимо располагать следующей информацией:

• Из какого материала сделана трубная решетка;
• Диаметр отверстий трубной решетки «Dотв» (рис. 1);
• Толщина трубной решетки «H» (рис. 1);
• Шаг перфорации (расстояние между центрами соседних отверстий) (рис. 8);
• Есть ли в отверстиях трубной решетки уплотнительный рельеф, формируемый шариковым раскатником (рис. 2);
• Есть ли в трубной решетке канавки (рис. 3);
• Есть ли двойные трубные решетки, а также их толщин «Н1» и «Н2» и расстояние «B» между трубными решетками (рис. 7);
• Из какого материала сделана труба;
• Наружный диаметр трубы «Dн» (рис. 4);
• Толщина стенки трубы «S» (рис. 4);
• Высота выступания труб «h» над плоскостью трубной решетки (рис. 4);
• Глубина развальцовки труб «L» (рис. 4);
• Если ли на конце трубы отбуртовки (рис. 6);
• Есть ли сварка в соединении трубы с трубной решеткой (рис. 5).

В случаях стесненных условий работы из-за наличия существенно выступающей над плоскостью трубной решетки обечайки необходимо дополнительно знать:

• высоту обечайки «Т»;
• расстояние «а» между центром периферийного отверстия и обечайкой.

Как выглядит процесс развальцовки труб теплообменника?

Чем отличаются вальцовки разных серий и как выгодно скомплектовать заказ и сэкономить до 15, раз в стоимости, читайте нашу статью .

Источник