Ремонт колонных аппаратов
Основным видом износа колонных аппаратов является забивка и коррозия ее элементов. Корпуса и внутренние устройства колонных аппаратов изнашиваются в результате коррозионного, эрозионного и термического воздействия среды.
Колонные аппараты ремонтируют при планово-предупредительных ремонтах технологической установки.
Подготовка колонных аппаратов к ремонту заключается в следующем. Доводят давление в колонне до атмосферного, удаляют из аппарата рабочую среду, после чего его пропаривают водяным паром, который вытесняет оставшиеся в колонне пары и газы. После пропарки колонну промывают водой. В некоторых случаях пропарку и промывку чередуют несколько раз.
Промывка колонн водой способствует также более быстрому их остыванию. Нельзя приступать к ремонтным работам, если температура промывной воды превышает 50° С.
Пропаренную и промытую колонну отсоединяют от всех аппаратов и коммуникаций глухими заглушками, устанавливаемыми во фланцевых соединениях штуцеров. Установку каждой заглушки и последующее ее снятие регистрируют в специальном журнале.
Ремонт аппарата начинается со вскрытия, которое следует производить, строго соблюдая следующие правила. Вначале открывают верхний люк, причем перед этим в аппарат в течение некоторого времени подают водяной пар, чтобы избежать возможного подсоса воздуха, в результате которого может образоваться взрывоопасная смесь. Далее последовательно (сверху вниз) открывают остальные люки. Категорически запрещается одновременно открывать верхний и нижний люки. Нельзя также открывать сначала нижний, а затем верхний люк, так как за счет разности температур происходит сильный приток воздуха в колонну, что может привести к образованию взрывоопасной смеси.
После открывания люков колонна некоторое время проветривается в результате естественной конвекции воздуха. После окончания проветривания нужно провести анализ проб воздуха, взятых из колонны на разных высотных отметках.
К работам внутри колонны разрешается приступать только тогда, когда анализ покажет, что концентрация вредных газов и паров в ней не превышает предельно допустимых санитарных норм.
Корпус колонны и ее внутренние устройства подвергают тщательному осмотру.
Тарелки разбирают внутри колонны, выносятся через люки на обслуживающие площадки и транспортируются для чистки и ремонта.
Спуск секций тарелок производится установленной в верхней части колонны поворотной кран-укосиной нужной грузоподъемности.
Рисунок – Кран-укосина на корпусе аппарата
1 – кронштейн; 2 – стойка; 3 – блок; 4 – ролик.
Ремонт тарелок связан в основном с их очисткой и заменой изношенных элементов.
При чистке тарелок пользуются лопаточками, скребками, пневматическими отбойными молотками.
После чистки производят замену части колпачков. Детали колпачков изготавливают заново и собираются. Наиболее ответственной операцией является приварка шпильки к корпусу колпачка, так как при несоосности этих деталей правильная установка колпачка оказывается невозможной. Соосность деталей обеспечивается специальной оправкой, которая позволяет также изменять высоту шпильки путем ее частичного разгибания при затяжке гайки.
Рисунок – Приварка шпильки к корпусу колпачка
1 – гайка; 2 – оправка; 3 – шпилька; 4 – корпус колпачка
После ремонта тарелки проверяют на барботаж и монтируют в корпус.
Ремонт корпуса колонных аппаратов проводят в зависимости от выявленных дефектов. Дефекты корпуса выявляют путем визуального осмотра и ультразвуковой дефектоскопии.
Неплотные сварные швы вырубают, зачищают и заваривают соответствующим электродом.
Изношенные штуцера и люки вырезают и заменяют новыми с обязательной установкой укрепляющих колец.
Наиболее изношенные участки корпуса колонны вырезают, а на их место ставят новый участок, заранее свальцованный по радиусу колонны. Сварку производят встык. Вырезание больших участков корпуса может привести к ослаблению сечения и нарушению устойчивости. Поэтому до вырезания дефектного участка его укрепляют стойками, устанавливаемыми внутри или снаружи. Число и сечение стоек, размеры опорных лап рассчитывают, исходя из условия равенства их сопротивлений сопротивлению вырезанного сечения. С помощью таких стоек можно заменить весь поврежденный пояс колонны несколькими частями.
Рисунок – Усиление колонны в местах вырезаемых поясов
а – внутренними стойками; б – наружными стойками; в – схема крепления стойки;
1 – лапа; 2 – стойка.
Ремонт колонны заканчивается ее испытанием. При гидравлическом испытании колонна заполняется водой при открытой воздушке, устанавливаемой на верху колонны. Появление воды в воздушке свидетельствует о заполнении колонны. После закрытия воздушки давление в колонне медленно повышается до контрольной величины. При этом давлении аппарат выдерживается 5 мин, затем давление снижается до рабочего значения, при котором осуществляется обстукивание сварных швов молотком и осмотр корпуса колонны. При проведении пневматического испытания обстукивание сварных швов не допускается.
Дата добавления: 2016-03-04 ; просмотров: 6784 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Ремонт колонной аппаратуры
Колонная аппаратура относится к основному технологическому оборудованию нефтегазопереработки и нефтехимии. К колонным аппаратам относят ректификационные колонны, абсорберы, адсорберы десорберы, скрубберы, дистилляторы, экстракторы.
Колонные аппараты, как правило, устанавливают на открытой площадке на разных отметках от земли. Эти аппараты имеют форму цилиндра постоянного или переменного сечения и их высота обычно значительно больше диаметра. Корпус аппарата опирается на опорную часть — цилиндрическую (коническую) юбку или на опорные лапы и устанавливается на железобетонных фундаментах, постаментах или на металлических этажерках.
Внутренние устройства колонной аппаратуры могут быть простыми и сложными, иметь разнообразную конструкцию (колосники, отбойники, улиты, маточники, контактные тарелки различных конструкций, опорные тарелки под насадку и т.д.), выполняются разборными из отдельных секций, ширина которых позволяет производить их монтаж и демонтаж через люки аппарата. Разборная конструкция внутренних устройств позволяет также компенсировать различие температурных расширений внутренних устройств и корпуса, избежать их возможного коробления.
Большинсто колонных аппаратов работает при высокой температуре под давлением или в вакууме и содержит огне- и взрывоопасные среды. В процессе эксплуатации колонны подвергаются коррозионному, эрозионному и термическому износу корпусов и внутренних устройств.
Скорость износа зависит от многих факторов: от физико-химических свойств среды, условий ведения процесса, конструктивного исполнения и качества металла корпуса и внутренних устройств, применения соответствующих ингибиторов коррозии.
Механический износ корпуса и внутренних устройств проявляется в виде их пластических деформаций, а также образовании трещин в металле при превышении расчетных давлений и температур.
Сернистая коррозия наблюдается в аппаратах, работающих при невысоких температурах в присутствии влажных сернистых соединений, а также при повышенных температурах (свыше 250 о С) — высокотемпературная сернистая коррозия.
Хлористо-водородной коррозии подвержены верхние пояса атмосферных колонн, где растворение хлористого водорода в каплях воды приводит к образованию слабой соляной кислоты.
Коррозия нафтеновыми кислотами характерна для нижних и средних поясов колонной аппаратуры.
Эрозионный износ корпусов колонн наиболее интенсивен в местах с высокими скоростями жидкости и паровых потоков, содержащих абразивные включения (катализатор, адсорбент, кокс). Участки корпусов, подверженные эрозии, защищают специальными устройствами (улиты, маточники, отбойные листы и т.д.), уменьшающими кинетическую энергию струй жидкости и пара.
Износ колонных аппаратов опасен не только из-за нарушения их прочности; образовавшиеся продукты коррозии могут закупорить или загрязнить трубопроводы небольшого сечения, теплообменники и конденсаторы.
Для борьбы с коррозионным, эрозионным и термическим износом для изготовления корпуса и внутренних устройств колонн используют стойкие материалы с учетом рабочих условий в аппарате ( температура, давление, агрессивность среды). Корпуса аппаратов изготавливают из сталей ВСт.3сп (температура стенки t £ 425 о С, давление Р £ 5 МПа), 20К (t £ 475 о С, давление не ограничено), 16ГС (аппараты, работающие при повышенных давлениях, t £ 475 о С), 12ХМ (t £ 560 о С, Р £ 10 МПа) и других сталей.
При наличии коррозионных сред корпуса колонн изготавливают из биметалла с защитным слоем из сталей 08Х13 (сернистая коррозия), монеля (хлористо-водородная коррозия), 12Х18Н10Т (хлористо-водородная коррозия, коррозия нафтеновыми кислотами) и других материалов.
Внутренние устройства колонной аппаратуры изготавливают из углеродистых и легированных сталей ( Вст.3сп, 08Х13, 12Х18Н10Т), монеля и др.
2.1. Подготовка колонной аппаратуры к ремонту
Подготовка аппарата к ремонту проводится в следующей последовательности: аппарат отключают от коммуникаций, для чего закрывают задвижки, затем снижают в аппарате давление до атмосферного (или устраняют вакуум), удаляют из аппарата оставшийся в нем продукт и на подводящих и отводящих трубопроводах устанавливают заглушки. Толщина заглушки определяется расчетом на внутреннее давление в системе. Заглушка должна иметь выступающие указатели-хвостовики, где указаны величина условного давления Ру и условного диаметра Dу заглушки. Установка заглушки регистрируется в ремонтном журнале.
Для слива жидкости при остановке аппарата в сливных карманах тарелок предусмотрены дренажные отверстия диаметром 8 — 10 мм.
После слива продукта для удаления остатков взрывопожароопасных и токсичных веществ аппарат пропаривают и промывают водой. В некоторых случаях пропарку и промывку повторяют несколько раз.
Для сокращения времени ремонта при пропарке и промывке аппарата снимают основную часть шпилек с люков, оставляя на каждом люке по 6-8 шпилек. По окончании пропарки и промывки люки вскрывают последовательно в направлении сверху вниз. Чтобы избежать возможного подсоса воздуха, в результате которого может образоваться взрывоопасная смесь, перед вскрытием верхнего люка в аппарат в течение некоторого времени подают водяной пар. Запрещается вскрытие верхних и нижних люков одновременно или в направлении снизу вверх, т.к. за счет разности температур происходит сильный приток воздуха в колонну и это может привести к образованию внутри аппарата взрывоопасной смеси углеводородов с воздухом.
Для охлаждения колонны и снижения содержания в ней вредных веществ аппарат за счет естественной конвекции проветривают при открытых люках в течение 4 — 6 ч. Возможность проведения ремонтных работ в колонне устанавливают исходя из результатов лабораторного анализа проб воздуха, взятого из разных по высоте колонны мест. При достижении концентрации ниже предельно допустимых значений (предельно допустимое содержание углеводородов 300 мг/м 3 , сероводорода — 10 мг/м 3 ), выдается разрешение на проведение в аппарате очистных и ремонтных работ.
Источник
Ремонт колонного оборудования
Характер износа
Большинство колонных аппаратов работают при высокой температуре под давлением или вакууме и содержит огне – и взрывоопасные среды. Корпуса колонных аппаратов и их внутренние устройства могут изнашиваться в результате коррозионного, эрозионного и термического воздействия среды. Скорость износа зависит от многих факторов, и в первую очередь – от физико-химических свойств среды, условий ведения процесса, конструктивного исполнения и качества металла корпуса, применение соответствующих ингибиторов коррозии.
Стоимость колонн обычно очень высока, демонтаж и монтаж их – кропотливый, трудоемкий и продолжительный процесс. Смена колонных аппаратов производится в подавляющем большинстве случаев вследствие износа корпусов. Поэтому при эксплуатации необходимо принять надежные меры для предохранения корпусов от преждевременного износа.
Коррозия
Коррозионная стойкость корпусов ректификационных колонн должна быть не выше семи баллов при оценке по десяти бальной шкале, а в случае колонн больших диаметров и высоты – не выше пяти баллов, т.е. скорость коррозии не должна превышать 0,1 мм/год.
Колонные аппараты подвержены коррозии различных видов. Она охватывает всю поверхность корпуса и отдельные ее участки. Так, в ректификационных колоннах нефтеперерабатывающих заводах химической коррозии подвергаются в основном участки, работающие в условиях повышенных температур.
Агрессивными составляющими сред в колоннах являются сернистые соединения и продукты их разложения, содержащиеся в нефтях нафтеновые кислоты, а также соли буровых вод, не отстоявшихся в дегидраторах. Электрохимической коррозии подвержены участки ректификационных колонн, на которых возможны образование гальванических пар и возникновение коррозионного электрического тока. Такая коррозия, в частности, наблюдается в верхней части ректификационных колонн атмосферных установок для переработки нефти, где вместе с парами углеводородов интенсивно конденсируются водяные пары.
Вода гидролизует содержащиеся в сырье и дистиллятах хлориды магния и кальция; получающиеся в результате хлористый водород образует в водной среде электролит – соляную кислоту.
Эрозия
Эрозионный износ корпусов колонн является следствием воздействия сильных струй жидкости и паровых потоков, содержащих абразивные включения. Участки корпусов, подвержены эрозии, защищают протекторами и специальными устройствами, уменьшающими кинетическую энергию струй жидкости и пара (улиты, маточники и т.д.).
Износ колонных аппаратов опасен не только из-за нарушения их прочности; образовавшиеся продукты коррозии могут закупорить или загрязнить трубопроводы небольшого сечения, теплообменники и конденсаторы.
Подготовка к ремонту
Колонные аппараты ремонтируют при планово – предупредительных ремонтах технологической установки. Порядок подготовки аппарата к ремонту и проведения ремонтных работ зависит от особенностей установки.
В большинстве случаев колонные аппараты готовят к ремонту следующим образом. Доводят давление в колонне до атмосферного, из аппарата удаляют рабочую среду, после чего его пропаривают водяным паром, который вытесняет оставшиеся в колонне пары и газы. После пропарки колонну промывают водой. В некоторых случаях пропарку и промывку чередуют несколько раз. Время операции оговаривается в производственной инструкции каждой технологической установки или технологического блока.
Промывка колонн водой способствует также более быстрому их остывания. Нельзя приступать к ремонтным работам, если температура промывной воды > 50 о С.
Пропаренную и промытую колонну отсоединяют от всех аппаратов и коммуникаций глухими заглушками, устанавливаемыми во фланцевых соединениях штуцеров. Установку каждой заглушкой и последующее ее снятие регистрируют в специальном журнале.
Технология ремонта
Ремонт аппарата начинают после его вскрытия, которое необходимо производить, строго соблюдая следующие правила. Вначале открывают верхний люк, причем перед этим в аппарат в течение некоторого времени подают водяной пар, чтобы избежать возможного подсоса воздуха, в результате которого может образоваться взрывоопасная смесь. Далее последовательно (сверху вниз) открывают остальные люки. Категорически запрещается одновременно открывать верхний и нижний люки. Нельзя также открывать сначала нижний, а затем верхний люк, так как вследствие разности температур происходит сильный приток воздуха в колонну, что может привести к образованию взрывоопасной смеси.
С целью сокращения продолжительности ремонтных работ еще при промывке колонные водой отворачивают часть болтов на тех люках, которые будут вскрываться, не нарушая при этом герметичности.
После открывания люков колонна некоторое время проветривается в результате естественной конвекцией воздуха. Возможность ремонтных работ в колонне устанавливают исходя из результатов лабораторного анализа пробы воздуха, взятого из нее. Доступ людей в колонну возможен, если концентрация углеводородов в пробе не превышает 300 мг/м 3 , а содержание сероводорода – 10мг/м 3 . Предельно допустимые концентрации других веществ указываются в технологической карте каждой установки, блока или отделения.
При работе внутри колонны необходимо тщательно соблюдать правила техники безопасности. Рабочий должен надевать предохранительный пояс с веревкой, конец который выводится наружу и надежно закрепляется; за работой находящегося внутри колонны рабочего постоянно наблюдает специально выделенный для этой цели рабочий. Продолжительность непрерывной работы в колонне должна быть не более 15 минут. После необходим такой же по продолжительности отдых вне колонны (обычно рабочий и наблюдатель меняются местами). При первых же признаках появления внутри ремонтируемого аппарата взрывоопасных, горючих или токсичных жидкостей, паров и газов всякую работу следует немедленно прекратить.
К подготовке колонны предъявляют особенно высокие требования в том случае, если в ней должны производиться огневые (сварочные) работы. Участок колонны, на котором производится сварка, отделяется металлическими и пропитанными водой деревянными настилами, накрытыми кошмой.
Для освещения внутри колонны применяют лампы напряжением не более 12 В. Переносное освещение должно быть взрывобезопасным.
Корпус колонны, а также ее внутренние устройства подвергают тщательному осмотру. При необходимости осмотра всей поверхности корпуса разбирают внутренние устройства или их часть. Например, в ректификационных колоннах для доступа к тарелкам, на уровне которых люки отсутствуют, разбирают проходы на тарелках, лежащих выше.
Выявление дефектов корпуса, требующее высокой квалификации, включает визуальный осмотр для определения общего состояния корпуса и участков, подверженных наибольшему износу; измерение остаточной толщины корпуса с помощью ультразвуковых дефектоскопов, путем микрометрирования и контрольного просверливания отверстий; проверку на плотность сварных швов и разъемных соединений и т.д.
По характеру обнаруженного дефекта устанавливают содержание и способ ремонта корпуса. Неплотные сварные швы вырубают, зачищают и заваривают в соответствующим электродом. Весьма важно правильное перекрывание нового и старого швов.
Изношенные штуцера и люки вырезают и заменяют новыми с обязательной установкой укрепляющие колец. Желательно, чтобы укрепляющие кольца новых штуцеров имели несколько больший диаметр, чем старые: это позволяет приваривать их в новом месте. Ремонту подвергают все штуцера, сигнальные отверстия, на укрепляющих кольцах которых во время эксплуатации были заглушены пробками.
При каждом ремонте измеряют фактическую толщинку стенки корпуса, эксплуатируемого колонного аппарата наиболее изношенные участки корпуса колонны вырезают, а на их место ставит новый участок, заранее свальцованный по радиусу колонны. Сварку производят встык. Вырезание больших участков корпуса может привести к ослаблению сечения и нарушению устойчивости. Поэтому до вырезания дефектного участка его укрепляют стойками, проставляемыми внутри или снаружи. Число и сечение, стоек и размеры опорных лап рассчитывают исходя из условия равенства их сопротивлению вырезанного сечения.
Промежуточные обечайки легко заменяют следующим образом. Устанавливают подъемные мачты, удерживающие верхнюю неповрежденную часть колонны, отделяют эту часть от поврежденного участка газорезкой и опускают на землю. Поврежденную часть колонны стропят и с помощью тех же мачт опускают на землю. Заранее подготовленную новую часть колонны поднимают и стыкуют с нижней частью колонны, затем поднимают верхнюю ее часть. После проверки монтируемых частей заваривают оба стыковых шва.
Очень часто, учитывая трудоемкость таких замен участков корпуса, признают целесообразной полную замену изношенной колонны. Демонтаж изношенной колонны производят в порядке, обратном монтажу. После соответствующих проверок демонтируемая колонна может быть использована для установки монтажных мачт точно так же, как новая колонна – для демонтажа.
Ремонт внутренних устройств
При ремонте внутренние устройства колонн очищают от грязи, кокса и других отложений. Твердую и тестообразную массу выгребают лопаточками и скребками – чистилками, кокс удаляют с помощью пневматических отбойных молотков. Удаление отложений всегда сопровождается повышением концентраций вредных газов в колонне; в этот период внутри колонны рекомендуется работать в шланговых противогазах.
Ремонт внутренних устройств связан с многократным подъемом новых и спуском изношенных деталей; такие операции желательно механизировать. К верхней части корпуса колонны крепят поворотный или неподвижный кран-укосину. Кран можно прикрепить также к стойкам центральных пилонов лестничных клетей.
Определение износа и отбраковка внутренних устройств производятся согласно действующим методикам и нормам. Изношенные детали, а иногда и целые узлы заменяют новыми.
Довольно трудоемкими являются операции, связанные с разборкой закоксованных тарелок и отбойников. Сначала их освобождают от кокса механической чисткой (скребками), затем с помощью цепных талей, подвешиваемых внутри колонны за надежные конструкции (например, опорные балки), отдирают каждый элемент от места посадки. Для этой операции нельзя применять трое с лебедкой: за счет силы упругости троса вырванный элемент сильно отскакивает и может повредить колонну или причинить травму находящимся в колонне рабочим.
Тарелки клапанные, колпачковые, ситчатые
Источник