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CN112570979B - 固定管板式换热器的修复方法 - Google Patents

固定管板式换热器的修复方法 Download PDF

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赵卫华
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Abstract

本发明公开了一种固定管板式换热器的修复方法，将换热器中段壳程切割并拆下，再切割位于内孔焊接一侧的第一管板两侧壳程，移动壳程至换热器中段，在第一管板一侧切割换热管，在使用端面焊接的第二管板处划管后取下检修或更换，完成维修后将换热管设置回原位置，第一管板一侧使用内孔焊接技术、第二管板一侧直接焊接固定。此方法能针对一端管板与换热管以内孔焊接形式固定的换热器进行拆卸、维修，可以在不影响换热器功效的情况下提高固定管板式换热器的使用年限。

Description

固定管板式换热器的修复方法
技术领域
本发明涉及换热器领域，具体涉及一种固定管板式换热器的修复方法。
背景技术
换热器在工业生产中常作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器使用，在化工、石油、动力、食品等领域占有重要地位。目前，应用于工业的换热器有间壁式、蓄热式、流体连接间接式和直接接触式等。其中，间壁式换热器中的管式换热器是最常见和应用最久的。而固定管板式换热器因其造价低、锻件使用少、传热面积较大等优点，在换热器领域中占据主导地位。然而，固定管板式换热器普遍存在一些问题：内部液体的磨损、腐蚀及管板与管头间易产生温差应力而损坏，且壳程无法机械清洗，管体内部无法修复，出现问题后连同壳程报废，导致设备寿命较低。
在硝酸制备装置中，利用固定管板式换热器作为低压反应水冷凝器是硝酸设备中的关键装置。其中换热管和管板采用胀焊接连接法导致接头失效的事件常有发生。且在换热器结构中，一般采用的都是普通焊接方式来连接换热管与管板及各部分壳程，因此当换热器应用于低压反应水冷凝器时，气体入口侧端面焊结构极易产生的腐蚀现象，且大部分管板的焊缝收弧处易产生漏液点。
为了防止管板与管头间腐蚀加重，设计者将气体入口侧端面设计为内孔焊接式，内孔焊技术是一种全焊透结构，此技术连接可靠性高，常应用于工业换热器的制作、修补。内孔焊技术可以使换热管无须伸出管板，整体结构紧凑，且无间隙腐蚀。使用内孔焊接方法连接可以避免腐蚀甚至漏液，同时防止气体直接冲刷换热管与管板焊缝。
但由于内孔焊技术对仪器设备及施工环境、作业人员有诸多要求，换热管两端同时使用内孔焊技术的成本也相应提高，因此低压反应水冷凝器仅在气体入口侧采用内孔焊技术连接管板及换热管。
但这样焊接而成的结构也存在一定问题，普通的换热管出现问题，可以简单地通过两端划管、取出清洗或更换、最后焊接的过程修理，但使用了内孔焊接技术的一端不便于检修，当其中一根换热管出现问题后无法修补，只能堵管后继续使用。
因此，为了有效利用现有管式换热器，除了需要开发高强度的材料，应当同时对提高旧换热器使用年限的维修方法进行研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固定管板式换热器的修复方法，能针对一端管板与换热管以内孔焊接形式固定的换热器进行拆卸、维修，可以在不影响换热器功效的情况下提高固定管板式换热器的使用年限。
本发明所述的固定管板式换热器的修复方法包括如下步骤：
沿垂直于换热器中轴线的方向切割并取下换热器的中段壳程，切割位于内孔焊一侧的第一管板两侧壳程，将内孔焊端壳程沿中轴线方向移动至换热器中段，露出换热管与第一管板连接处；
在靠近第一管板的位置切割换热管，在第二管板上划管并抽出换热管，切去换热管两端的缺陷部位，并根据切割后的换热管有效长度确定壳程长度并切割中段壳程；
移动壳程检查换热器内部结构及部件，完成维修后将换热管穿过对应的第二管板上的划孔，使用内孔焊接技术焊接换热管与第一管板，并将换热管的另一端与第二管板焊接固定，完成后将壳程还原至原位置，焊接固定。
优选地，在距离第一管板20mm处切割换热管。
优选地，切割中段壳程时选择紧邻膨胀节的部分，确保壳程筒体有足够的位移量。
进一步地，使用角焊缝形式固定换热管与第二管板。
优选地，修复后对换热器进行压力试验及渗漏试验。
进一步地，修复后对换热器进行水压试验及氨渗漏试验。
与现有的修复方法相比，本发明所述方法的优越之处在于：1）本发明所述方法能在切割距离最短的情况下完成整体检修，保证了换热器的换热效果；2）本修复方式不影响管板与换热管内孔焊接端的连接方式，不影响接口处结构，降低了修复后漏液的可能性；3）改变了过去固定管板式换热器不好修复只能更换的情况，很大程度地节约了成本；4）修复完成后将原壳程安装回原位置并焊接，不会出现壳程口径不符合的情况，此外，虽然壳程上出现了新的焊缝，但壳程通常使用安全、价廉的传热液体，泄露风险小，且不会腐蚀焊接位置；5）切割时可以利用壳程原本存在的旧焊缝，减少产生新焊缝的机会。
附图说明
图1是固定管板式换热器的结构示意图。
图2是固定管板式换热器修复时的结构示意图
图3是固定管板式换热器修复后的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的固定管板式换热器，由壳程1，第一管板2，第二管板3，换热管4和膨胀节5组成。
所述壳程1由内孔焊接端壳程11、中段壳程12和端面焊接端壳程13组成。
所述第一管板2是靠近内孔焊接一侧的管板，所述第二管板3未与换热管4与管板直接焊接一侧。
当换热管4发生泄漏或内部构件被破坏时，其修复方法如下：
如图2所示，沿紧靠膨胀节5的切割位置6、切割位置7垂直切割壳程1，最大程度确保壳程筒体有足够的位移量，并从切割出的环形壳程1两侧横切，取下后标记并检测壳程1质量。
切割第一管板2两侧壳程1并标记，如图3所示，将内孔焊端壳程1沿中轴线方向移动至换热器中段，露出换热管4与第一管板2连接处，在靠近第一管板20mm的位置切割换热管4。在第二管板3外侧划管并从划孔中抽出换热管4，对取下的换热管4进行标记，检测取下的换热管4，切去两端缺陷部位并修补漏液位置。根据修复后的换热管4有效长度确定壳程1长度，计算后切割中段壳程12调整整体长度。移动两侧活动的壳程1检查换热器内部的折流板、拉杆等结构及部件，修复损坏部分。
完成维修后将换热管4穿过对应的第二管板3上的划孔，使用内孔焊接技术焊接换热管4与第一管板2，换热管4的另一端与第二管板3采用角焊缝形式固定，完成后将壳程1还原至原位置，焊接固定壳程1间缝隙、第一切割位置6和第二切割位置7。对换热器进行水压试验及氨渗漏试验后，可恢复换热器的正常使用。

Claims (5)

1.一种固定管板式换热器的修复方法，其特征是沿垂直于换热器中轴线的方向切割并取下换热器的中段壳程，切割位于内孔焊一侧的第一管板两侧壳程，将内孔焊端壳程沿中轴线方向移动至换热器中段，露出换热管与第一管板连接处；
在靠近第一管板的位置切割换热管，在第二管板上划管并从划孔中抽出换热管，切去换热管两端的缺陷部位，并根据切割后的换热管有效长度确定壳程长度并切割中段壳程；
移动壳程检查换热器内部结构及部件，完成维修后将换热管穿过第二管板对应的划孔、使用内孔焊接技术焊接换热管与第一管板，并将换热管的另一端采用角焊缝形式与第二管板焊接固定，完成后将壳程还原至原位置，焊接固定。
2.根据权利要求1所述的换热器修复方法，其特征是在距离第一管板20mm处切割换热管。
3.根据权利要求1所述的换热器修复方法，其特征是切割中段壳程时选择紧邻膨胀节的部分。
4.根据权利要求1所述的换热器修复方法，其特征是修复后对换热器进行压力试验及渗漏试验。
5.根据权利要求4所述的换热器修复方法，其特征是修复后对换热器进行水压试验及氨渗漏试验。
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