浮头式换热器检维修施工方法

浮头式换热器检维修施工方法

摘要:本文对2009年乌石化炼油厂化工车间换热器检维修施工中更换管束和试压时遇到的困难的一些解决办法做简要介绍，为以后的同类设备检维修施工提供参照，以提高工作效率、减少施工成本。

关键词: 换热器管束抽芯胎具包壳子试压

1 概述

在2009年乌石化炼油厂检修施工中我单位承担了化工车间换热器及塔器检维修工程，其中有31台换热器要求封头拆装、试压、堵漏、换垫，5台换热器更换管束。这些换热器直径从DN300～DN1500不等，高度从地面到40米平台都有分布。由于受检修期间机具使用集中的影响，给换热器的检修带来了很大的麻烦。经过全体参战人员的不懈努力，积极发挥聪明才智，克服了一个个难关，抢时间、抢进度，在质量上严要求，进度上总控制，再一次得到了甲方的肯定。

我们施工的气分装置在构建三层16米的平台上有两台冷换设备需要更换管束（E-204脱丙烷塔后冷器BJS-1300-25-590-6/19-4、E-205脱乙烷塔后冷器BJS-1200-4.0-340-6/19-4），这两台换热器的管束理论重量分别为：E-204 11.715吨、E-205 10.391吨。

换热器现场位置照片

2 施工难点分析

1）由于此混凝土框架结构的挑檐距离换热器太远，租借的抽芯机重达7吨多无法送到换热器跟前，抽芯机加上管束约重18～19吨，还需要租赁至少80吨的吊车，构筑高度16米且顶层上有大型空冷器，无法在顶层平台凿洞按照下图起吊抽芯机（抽芯机吊装缆绳必须四根成锥形均匀受力），结构框架也无法承受凿洞与缆绳之间的摩擦力。

2）此次检维修共有31台换热器需要拆装、试压、堵漏、换垫，5台更换管束。按照正常的施工方法和步骤，需要试压4次：壳程试压堵漏、小浮头试压、管程试压及整体氮气气密试验。在管程试压堵漏工序中都是在拆掉封头和小浮头后，用配对的假法兰进行试压。由于项目部在此之前没有进行过此类冷换设备的检维修，没有这么多配套的假法兰，如果全部配套购买预算在8万-9万元，用过一次后如果没有冷换设备检维修施工的话将是很大的一笔开支。

3 解决措施和方法

项目部领导召集技术、质检、安全、机具以及施工班组长开会研究解决办法，大家到装置实地查看测量计算，对抽芯机构造及现有机具的综合考虑，根据抽芯机工作原理决定自制一台简易的抽芯胎具，项目部现有的40T和50T汽车吊配合施工。

换热器在试压堵漏时，经与甲方技术等部门协商后在换热器壳程密封面内侧无径向密封环处与管束管板边缘焊接环板以代替假法兰，试压完毕后对所有焊缝进行气刨，磨光机打磨。这样虽然增加了焊接工程量，但是能达到满足施工的要求，也节约了购置假法兰的大笔成本开支。

1）简易抽芯装置图

2）制作过程

a.经测算使用I25a工字钢焊接抽芯装置框架，框架高度h=1/2h管束，长度L=管束长度。

b.根据管束重量及管束和壳程的摩擦力确定选用的电动葫芦功率（使用电动葫芦作为动力源可以提高工作效率和保证受力均匀）。

c.各焊接结点均做加强焊接，支撑腿焊接斜拉撑，增强稳定性。

d.与换热器相连的一端使用螺栓连接。

3）装配过程

a.拆卸管程和壳程接管法兰螺栓，用塑料布把敞开的法兰口进行封扎，一是防止杂物进入换热器内，二是保护法兰密封面不要遭到破坏。

b.拆除换热器的前后封头、小浮头和钩圈，清理密封面，所有拆卸的螺栓用石墨油浸泡后摆放在塑料布上。

c.先拆除平台上影响施工的护栏，吊车把简易胎具吊运至平台上，与换热器相连处用螺栓固定在壳程密封法兰上（密封面连接处做好密封面保护）。

d.支撑腿与地面接触处焊接钢板增大接触面积，固定牢靠。

e.先用千斤顶把管束顶出500mm，以便在管板外缘焊接拉鼻设置电动葫芦拉力点（简易装置上的吊耳和管板拉鼻要求中心线重合）。

f.设置好电动葫芦。

g.在构架顶层凿洞设吊点，用吊带兜住管束，减小在抽芯过程中管束与壳程的轴向夹角引起的摩擦力。

h.启动电动葫芦控制箱，根据情况调定速度（抽芯过程中要保证顶层吊点的吊带与管束垂直）。

i.当管束抽出2/3时，用吊车配合吊住管束，与管束抽出速度一致，转动吊杆保证平衡，当管束全部抽出后另外一台吊车吊住另一端，两车配合缓慢的将管束转运至地面。

j.将管束拉运至车间指定地点存放。

4）管束回装试压

a.与管束吊运至地面方法相同，两台吊车配合将新管束吊运至平台处，缓慢转杆靠近换热器，为防止管束在空中旋转摆动，根据实际情况设置拦风绳。

b.顶层吊点吊带替换靠近换热器的吊车吊点，并借助换热器本体设置锚点用吊带环捆扎住管束，向图示方向施加拉力。

c.吊车随管束移动方向做轴向移动。

d.当管束回装入壳程后，若管板密封面与封头密封面错位，用旋转的方法加以调整，将吊带环捆住管束，旋转进壳程。

e.采用包壳子的方法对壳程进行水压试压，包壳子所用钢板厚度根据以下方法计算结果作为参考

T=d(3p/16SE)1/2

T——盲扳厚度mm

D——对凸台或平面法兰指垫片内径

SE——压力试验时SE=0.95σs

σs——盲扳材料屈服强度MPa

P——试验压力MPa

f.壳程水压试验合格后，检查换热器石墨缠绕垫片及密封面，确认换热器垫片及密封面是否完好。回装钩

g.圈和小浮头，回装前封头，管程试压检查垫片密封性。

h.回装后封头，恢复接管法兰，根据车间系统联动进行整体氮气气密。

i.换热器热紧。

4 注意事项

1）简易抽芯装置制作型材选用要根据受力及挠性选取，必须保证其满足安全使用要求。

2）简易抽芯胎具结点焊接要进行加强，加强筋板的焊接要求满焊，焊缝高度符合焊接工艺要求。

3）与设备和地面接触的钢板表面要求用磨光机磨光，保证接触紧密牢固。

4）动力源要求施力均匀平稳，防止受力不均造成管束折流板与壳程有卡塞现象。

5）为防止吊带和钢丝绳与管束直接接触损伤防护层，需用毛毡进行接触面保护。

6）与换热器本体接触面要用毛毡进行保护，避免损伤换热器。

7）顶层吊点要求设置在承重梁处，并且做加强防护。

8）换热器换垫不得加偏，接管法兰换垫不得加双垫。

5 结束语

1）由于检修时间短，没有很科学仔细的对简易抽芯胎具制作材料进行力学分析计算。

2）在使用过程中也发现了一些不足，还需要对整个简易抽芯装置在稳定性和操作上进一步完善和改进。

3）在检维修施工中应用包壳子试压和制作抽芯胎具既圆满完成了施工任务又有效地降低了成本，这将会在以后的工作中给于改进和应用。