Ремонт теплообменных аппаратов
Теплообменные аппараты, обеспечивающие работу СЭУ, с течением времени утрачивают свои- эксплуатационные качества вследствие износа, коррозии и повреждений. Интенсивность износа узлов и деталей зависит от условий эксплуатаций аппаратов, надежности их конструкции и своевременного проведения ремонтов. В зависимости от степени износа деталей и узлов, а также величины межремонтного периода эксплуатации судна в судоремонте установлены две категории ремонта теплообменных аппаратов:текущий и капитальный.
При текущем ремонте производят частичную разборку, очистку, осмотр и устраняют обнаруженные дефекты способами проточки, шабровки, притирки и пригонки. В случае необходимости заменяют крепежные детали, стеклоуказатели уровня рабочей среды, прокладки и другие мелкие детали, после чего аппарат собирают, испытывают, окрашивают и сдают в эксплуатацию.
При капитальном ремонте аппарат полностью разбирают, проводят дефектацию, заменяют все изношенные или поврежденные детали восстанавливают их до проектных размеров чертежи. После сборки проводят стендовые испытания аппарата, окрашивают и сдают в эксплуатацию.
Ремонту теплообменных аппаратов предшествуют подготовительные работы. От которых в большой степени зависят качество и своевременное окончание ремонта. Подготавливают: техническую документацию для ремонта; технологическую документацию; инструмент и специальную оснастку; обменный фонд деталей и узлов по (нулевому этапу); ремонтную и сметную документацию; материалы и покупные изделия.
В процессе очистки теплообменник вращается в ванне со скоростью 10-15 об/мин; направления вращения периодически реверсируется автоматом-переключателем; моющий раствор подогревают до 80-90 градусов и барботируют с помощью сжатого воздуха. После очистки загрезнений и накипи моечный состав сливают, теплообменник промывают подогретой водой в ванне и вынимают из моечной установки.
Для лучшего проникновения движущегося моющего раствора внутрь пучка труб в ванну устанавливают вихревые приставки с диспергаторами.
Крышки, корпус, крепежные детали и арматуру очищают от загрязнений маслом, нефтью, накипи также в ваннах с моющим раствором (30 г/л каустической соды, 20 г/л жидкого стекла и 10г/л нитрата натрия ), подогретым до 70 градусов. Для очистки накипи, ржавчины применяют раствор ингибированной соляной кислоты 20%-ной концентрации. После очистки детали тщательно промывают горячей водой для удаления шлака и остатков моющего раствора.
Детали, очищенные в растворе ингибированной соляной кислоты, промывают горячей водой, нейтрализуют в течение 15 минут в 5%-ном растворе кальцинированной соды, нагретом до 50 градусов, затем опять промывают горячей водой. После промывки теплообменники и детали аппарата сушат горячим воздухом. Теплообменники ( трубные батареи ) разбирают в зависимости от их конструкции и технического состояния трубных досок и диафрагм; разборка может быть полной или частичной.
Детали и узлы теплообменных аппаратов ремонтируют комплексные бригады на специализированных участках. Стальные корпуса и крышки аппаратов, на которых обнаружены свищи, пробоины, коррозионные разрушения, ремонтируют методом заварки, если количество дефектов не превышает двух на 1 дм квадрате, а общая площадь, пораженная дефектами, не превышает 10% общей поверхности детали. Трещины корпуса или крышки аппарата допускается устранять электродуговой сваркой с разделкой под сварку. Трещину заваривают от середины к краям, а трещину с выходом к краю детали-от начала к выходу. Углубления разделки заполняют металлом от краев к середине.
Заварку свищей, пробоин и трещин в медных корпусах и крышках теплообменных аппаратов осуществляют газовой сваркой с предварительным подогревом детали до температуры 300-500 градусов а также аргоно-дуговой сваркой с применением плавящего вольфрамового электрода и присадочного прутка диаметром 2-4 мм в зависимости от толщины свариваемых деталей.все детали теплообменных аппаратов после ремонта подвергают повторному гидравлическому испытанию на прочность.
Диафрагмы конденсаторов, изношенные до 30% чертежного размера, заменяют. Незначительные повреждения и коробление устраняют зачисткой поверхности наждачной шкуркой до чистого металла или правкой на прессе или с помощью киянки. Для изготовления новых диафрагм применяют сталь Ст.3, латунь Л062-1 или Л062.
При сверлении отверстий под трубки в качестве кондуктора используют одну из диафрагм старого комплекта. Каждую диафрагму клеймят цифровыми клеймами для фиксации муста ми положения в комплекте.
Для сборки батарей комплектуют набор трубок, каждую трубку испытывают гидравлическим давлением. Трубки заводят в отверстия трубных досок и диафрагм, после чего их закрепляют в отверстиях досок. В конденсаторах применяют два способа крепления трубок: развальцовка обоих концов, развальцовка одного конца ( со стороны входа морской воды ), закрепление второго конца трубок сальниковыми уплотнениями с помощью резьбовых втулок.
Трубки конденсатора,закрепленные вторым способом, имеют возможность свободного удлинения при нагреве, перемещаясь в сальнике, что значительно снижает влияние продольных усилий, возникающих в конденсаторе. После закрепления трубок конденсатор испытывает на плотность соединений давлением воздуха 1,1-1,5 кгс/см в квадрате,после чего устанавливают крышки с уплотнением паронитовой или реиновой прокладки по окружностям фланца и в месте сопряжения перегородки крышки с трубной доской. Крышки конденсатора крепят к корпусу с помощью шпилек с буртиком и гаек. На крышках устанавливают глухие фланцы с протекторами, спускные краны и другую арматуру. После установки крышек производят гидравлические испытания водяной полости конденсатора на плотность.
Источник
Ремонт котлов и теплообменных аппаратов после подготовки
Ремонт теплообменных аппаратов необходим при обнаружении дефектов. Неисправности теплообменника возникают в результате дефектов изготовления и монтажа, неправильной эксплуатации, особенно в процессах пуска и остановки аппаратов
- загрязнение поверхности труб и внутренней поверхности корпуса накипью, маслом, отложениями солей и смол, окислителя;
- пропуски во фланцевых соединениях, в местах развальцовки труб в трубных решетках, в стенках труб, пропуск в плавающей головке;
- деформации трубок, заклинивание плавающих головок и повреждение их струбцин, повреждение линзовых компенсаторов, разрушение теплоизоляции, образование газовых мешков и др.
- уменьшение толщины стенки корпуса, днища, трубных решеток в результате коррозии; образование выпучен и вмятин на корпусе и днищах;
- образование трещин, свищей, прогары в корпусе, трубках и фланцах, увеличение диаметра отверстий для труб в трубных решетках.
Коллекторы
Трещины в любых местах коллекторов, крышках горловин являются предметом специального обсуждения с инспекцией Регистра. Трещины, обнаруженные вне трубной доски при длине не более 200 мм и в количестве не более двух, могут быть заварены по разрешению Регистра. Не разрешается устранять путем зенкования трещины на внутренней поверхности коллектора под углом 45° в месте приварки штуцера.
Ремонт и очистка парового котла
Коррозионное разрушение фланца лаза восстанавливается наплавкой с подогревом, отпуском и последующей обработкой. Небольшие трещины во фланце лаза вырубают и заваривают. Увеличение отверстий в трубных решетках допускается до 5% номинального диаметра, а овальность — не более 0,3 мм.
Трубные отверстия восстанавливают разверткой. При этом устраняются овальность, риски, забоины и восстанавливается необходимая шероховатость поверхности (Ra=3,2 мкм).
Трещины между трубными отверстиями не допускаются, и при их наличии коллектор заменяют. Обваривать трубные отверстия не допускается. Уплотнительные канавки трубных отверстий восстанавливают различными переносными расточными приспособлениями.
Отдельные оспины и разъедания обечаек вне зоны швов, отфланцовок и трубных отверстий допускается при глубине не более 20%. Изношенные стенки наплавляют только по согласованию с Регистром при условии, что глубина разъедания не превосходит 30% толщины стенки при площади не более 500 см 2 .
Ремонт, сборку и установку внутри барабанных устройств следует производить строго по чертежам и инструкциям. Обычно к стенкам коллектора приваривают основные поддерживающие детали, к которым в свою очередь приваривают элементы внутри барабанных устройств.
Ремонт теплообменных аппаратов. Замена водогрейных труб
В зависимости от типа котлов допускается глушить от 5 до 12% общего числа труб. В эксплуатации трубы глушат путем постановки пробок из мягкой стали или пробок с резьбой из твердой стали, которые ввертывают в трубы как метчики.
Снятие внутреннего грата трубы
В заводских условиях трубы заменяют. При замене водогрейных труб в отдельных случаях допускается применять стыковую сварку, при условии, что место сварки не находится на погнутом участке. В этом случае внутренний грат должен быть удален с обязательным обеспечением заданного проходного сечения, что может производиться проверкой калиброванным шаром, равным 0,85 внутреннего диаметра трубы.
Замену водогрейных труб выполняют следующим образом. Сначала удаляют водогрейные трубы в средней части, оставляют 4—5 рядов в поперечном направлении с каждого фронта котла для поддержания пароводяного коллектора. Оставшиеся ряды заменяют во вторую очередь. Трубки удаляют кислородно-ацетиленовой горелкой на расстоянии 100—150 мм от коллектора или вырубают острым зубилом заподлицо с поверхностью коллектора.
Если развальцованные трубы имеют уплотнительные канавки, то оставшиеся концы после вырезки удаляют обжимным приспособлением (три захвата обжимают выступающий конец трубы). Преимущество данного приспособления — исключается опасность повреждения гнезд. Если трубы приварены, то их выступы (со швом) срезают приспособлением, состоящим из срезающей фрезы с направляющим роликом и шпинделя, приводимого во вращение электрической или пневматической машинкой.
Длину водогрейных труб определяют с помощью проволочных шаблонов, снимаемых с плаза, на котором трубы вычерчивают в натуральную величину. Водогрейные трубы гнут по шаблонам в холодном виде без наполнителя на трубогибочных станках.
Допустимая овальность не более 5% диаметра трубы — проверяют прокаткой стального шарика, диаметр которого равен 0,9 внутреннего диаметра трубы.
После окончательной подготовки водогрейные трубы подвергают гидравлическому испытанию пробным давлением
- где — коэффициент, зависящий от рабочего давления пара в котле, = 80÷120;
- σт — предел текучести материала труб при температуре 20°С, МПа;
- s — толщина стенки трубы, мм;
- dH— наружный диаметр трубы, мм.
Трубы в гнездах трубных решеток закрепляют двумя способами, вальцеванием и сваркой. Вальцовочное соединение трубы с гнездом трубной доски называется прочноплотным. Прочно-напряженный контакт между стенкой трубы и гнездом трубной решетки образуется за счет раздачи конца трубы.
Наилучшее качество вальцовочного соединения достигается при шероховатости поверхности отверстий Ra=25÷12,5 мкм, что обеспечивает сверление и зенкерование. Концы труб должны быть гладкими, тщательно зачищенными. Зазор между отверстием и трубой должен быть не более 0,3—0,6 мм.
Вальцевание трубы состоит из двух операций:
- первая заключается в прихватке трубы, когда она развальцовывается до соприкосновения со стенками гнезда;
- вторая — в окончательной раздаче трубы и отбуртовке на ее конце колокольчика.
На рис. 1, а показано приспособление для вальцовки, состоящее из корпуса с выфрезерованными в нем тремя окнами для роликов, муфты с подшипником и веретена. При вращении в осевом перемещении конического веретена ролики, вращаясь, оказывают радиальное давление на стенки трубы. В трубе возникают упругие, затем пластические деформации. Металл трубы течет в радиальном направлении до прочноплотного соединения с поверхностью (рис. 1, б) упруго-деформируемого гнезда, которое создает сжимающие радиальные напряжения.
Рис. 1. Вальцевание котельных труб а — приспособление для вальцовки; б — вальцовочная труба; в — разбуртовка трубы; 1 — веретено; 2 — корпус; 3 — муфта; 4 — ролик; 5 — труба
С целью повышения прочности крепления трубы вальцеванием выступающий конец трубы разбуртовывают. Наивыгоднейшая высота колокольчика h=6±1 мм при наружном диаметре трубы менее 45 мм и h = 8± 1,5 мм при наружном диаметре трубы более 45 мм и при угле разбуртовки а=15°. Разбуртовку производят комбинированной вальцовкой или же оправкой (рис. 1, в). При вальцовке труб в коллекторах малых диаметров (менее 500 мм) применяют угловые передачи с выносом пневматического или электрического привода за коллектор.
Практическую степень развальцовки определяют по усилию, возникающему при вальцовке, и по величине осевого перемещения веретена. Качество вальцовочных соединений проверяют визуально и гидравлическим испытанием.
Более производителен способ раздачи концов труб путем протягивания через них специального инструмента (рис. 2). Поршневой насос 1 с приводом от электродвигателя, расположенный на масляном баке 2, нагнетает масло по трубопроводу 3 через распределитель 4 в гидравлический цилиндр Конструкция современных судовых двигателей 5, поршень которого приводит в поступательное движение шток 6.
Рис. 2 Схема действия протяжного устройства: 1 – поршневый насос; 2 – масляной бак; 3 – трубопровод; 4 – распределитель; 5 – гидравлический цилиндр; 6 – шток; 7 – протяжное устройство; 8 – трубная решетка; 9 – труба 10 – втулка; 11 – конусная оправка; 12 – сегменты; 13 – втулка; 14 – фиксатор
К штоку 6 крепится протяжное устройство 7. Конусная оправка 11 с разрезной втулкой 10 вставляется внутрь трубы 9, выступающей из трубной решетки 8. При движении конусной оправки 11 влево разрезная втулка раздается и сегменты 12 оправки входят в пазы втулки 10, замыкаясь в кольцо.
При дальнейшем перемещении оправки 11 фиксатор 14 утапливается и втулка 13 начинает двигаться вместе с конусной оправкой. В результате выступающая часть разрезной втулки 10 раздает трубу. Данная машина имеет комплект оправок и втулок.
При креплении водогрейных труб сваркой (рис. 3) повышается его надежность, прочность и плотность, устраняется пропаривание, лучше сохраняются гнезда и особенно их перемычки. Поэтому этот способ крепления водогрейных труб широко применяют. Несмотря на эти преимущества водогрейные трубы крепят чаще вальцовкой, так как небольшой объем и размеры коллекторов затрудняют применять сварку.
В настоящее время используют высокопроизводительные импульсные методы запрессовки труб с использованием энергии электрического взрыва проводников (ЭВП) и взрыва бризантных взрывчатых веществ. При этом более повышенные требования предъявляют к подготовительным работам.
Рис. 3 Приварка водогрейной трубы
Концы труб зачищают шкуркой для устранения окисной пленки и рисок, а затем обезжиривают ацетоном. Для увеличения прочности соединения на поверхности каждого отверстия нарезают по одной кольцевой канавке шириной 5 мм и глубиной от 0,1- до 0,6 мм (в зависимости от диаметра), а зазоры между наружной поверхностью труб и отверстиями трубной доски должны составлять от 0,05 до 0,6 мм (в зависимости от наружного диаметра труб от 6—10 мм до 20—30 мм и более).
При запрессовке труб энергией взрывчатого вещества не требуется сложного оборудования. Прочноплотное соединение получается при помощи ударной волны, за счет которой происходят раздача и запрессовка трубы в трубной доске с диффузией металлов.
Рис. 4. Взрывные патроны 1 — корпус; 2 — шнур; 3 — взрывчатое вещество; 4 — электродетонатор
Для этой цели применяют специальные патроны (рис. 4), корпуса 1 которых изготавливают из легкоразрушающего материала — винипласта, технической резины и др. Зарядом служат детонирующие шнуры марок ДШ-А и ДШ-В насыпные прессованные и пластинчатые бризантные взрывчатые вещества Сервис опасных грузов во время морской транспортировки (рис. 4, а). Первоначальный импульс создает электродетонатор (рис. 4, б) или детонирующий шнур.
Запрессовка взрывом является полностью управляемой, имеет высокую эффективность и весьма проста, безопасна и не требует специальной подготовки. На рис. 4, б показан комбинированный патрон, обладающий энергией электрического взрыва и взрывчатого вещества повышенной безопасности.
Источник