大檢修開工后水冷器內漏呈現的問題

余 剛肖昀斌

（1.中國石油遼陽石化公司機械廠）

（2.遼陽石化公司生產監測部，遼寧 遼陽 111003）

大檢修開工后水冷器內漏呈現的問題

余 剛1肖昀斌2

（1.中國石油遼陽石化公司機械廠）

（2.遼陽石化公司生產監測部，遼寧 遼陽 111003）

為確保水冷器的服役周期，針對大檢修開工后水冷器內漏的問題，從設計壽命、使用檢修以及定期檢驗等方面進行了討論，在設計者根據工況特點合理確定水冷器設計壽命的基礎上，使用單位和檢驗機構還應根據水冷器潛在失效模式有針對性地加強日常管理。建議水冷器的停工檢修與定期檢驗應關注管束的使用壽命，以保證檢修后水冷器能運行到下一檢修周期。

水冷器安全 內漏 設計壽命 使用檢修 定期檢驗

一臺塔頂冷凝冷卻器（簡稱水冷器)，大檢修后開工運行3個多月發生內漏。被迫停工搶修（未抽出管束）發現：管板及管接頭輕微腐蝕，而殼程水壓試驗則發現有6根換熱管泄漏，作堵管處理。查設備檔案顯示：這臺水冷器為臥式BES800-2.5-170-6/25-2I型[1]，其技術特性見表1；于2009年制造并投用，2013年5月修理堵管5根后繼續使用，隨去年裝置大檢修后開工運行。未見到檢修記錄及檢驗報告。

表 1 技術特性

1 設計壽命

水冷器內漏的風險一直困擾著煉油與化工裝置的“安穩長滿優”運行，已成為煉油裝置“4年一修”的瓶頸。規避水冷器在設計使用年限（設計壽命）期的內漏風險，首先取決于工藝流程、設計結構及材料等的合理選擇，而設計壽命的合理確定更為重要。

1）竣工圖上注明水冷器的設計壽命為：殼體15年，管束3年。而管程和殼程的腐蝕裕度均為3mm，對應的主要受壓元件材料如管箱圓筒等為16MnR、殼體圓筒等為16MnR、而管板為16MnⅢ、換熱管為10#鋼。從水冷器投用到第一次修理堵管的時間上看，原設計的管束壽命較為合理。但值得探討的是影響設計壽命的工藝流程和設計結構及材料等選擇的合理性。

2）工藝選擇的介質流程不僅影響水冷器的結構選型，而且更關乎水冷器的使用防腐[2、3]。該水冷器選擇BES型，而管程介質雖為液化石油氣，但竣工圖上即未注明液化石油氣為濕H2S腐蝕環境，也未有針對濕H2S應力腐蝕提出相應的制造與檢驗要求，這一點也可從管箱圓筒等選擇16MnR材料上體現。并且，搶修時發現管程內表面包括管端腐蝕輕微，所以，相對循環水的腐蝕與防護，理應將液化石油氣選為走殼程，而讓循環水走管程，這樣利于防腐延長管束的使用壽命。倘若液化石油氣為濕H2S腐蝕環境，則水冷器應選擇BIU型，并沿用原工藝流程，這樣可避免BES型的浮頭螺柱緊固件選擇的難題，當然，此時應考慮材料的升級。

3）成功使用案例表明[4]，對于有H2S應力腐蝕的熱流體走管程的BIU型水冷器，以選用雙相鋼2205換熱管為合理，因為，2205型雙相鋼較18-8型不銹鋼更耐殼程循環水的Cl-腐蝕，此時管板為16MnⅣ+堆焊2205。而對于熱流體腐蝕輕微的碳鋼BES型水冷器，則以循環水走管程為宜。

可見，水冷器的工藝流程、設計結構及材料等選擇的合理性，直接影響設計壽命確定的合理性。盡管水冷器的設計壽命是設計者為滿足用戶所要求的預期使用年限而確定的目標值，并非是實際使用的保證值，更不是水冷器報廢的時間限度[5]。但是，容器的設計壽命確定并在施工圖中給出則是設計者的職責，這不僅體現容器設計的權威性，更有利于容器的使用管理、定期檢驗及安全監察，避免發生超期使用的不安全隱患，而且也有助于容器設計水平的提高。因為，合理確定容器的設計壽命需要綜合考慮諸如失效模式、容器的重要性與經濟性、所在裝置的壽命以及使用經驗等因素。所以，這需要使用管理的配合。

2 使用檢修

水冷器的使用管理不僅要注重日常運行的工藝紀律，認真執行安全操作規程，有的放矢進行巡檢，正確使用水冷器，做好循環水溫度和流速的控制，探索應用超聲波防除垢技術，掌握長周期運行規律；而且，尚應保持循環水（尤其是中水回用）系統監測考核的常態化，通過監測循環水場的水質污染，排查水冷器的泄漏，及時修理堵漏并恢復水質，保證循環水達標[6]；并且更值得探討的是停工時如何科學檢修，使水冷器處于完好狀態。

1）裝置停工檢修的目的是消除系統（設備與管道等）運行中存在的問題以及檢修發現的問題，裝置停工檢修的目的是消除系統（設備與管道等）運行中存在的問題以及檢修發現的問題，使系統重新達到完好狀態，實現開工后平穩運行到下一個檢修周期。這就需要設備管理人員（或持有在役壓力容器定期檢驗資格證書）根據水冷器竣工圖規定的設計壽命，結合使用中的運行記錄等設備檔案資料，合理制定檢修方案，實現科學檢修。

2）這臺BES型水冷器的檢修，不僅要拆卸管箱、外頭蓋及浮頭蓋，查看管程內表面（管箱與浮頭蓋）、管端（管板與管接頭）及換熱管內壁的腐蝕情況；而且尚要抽出管束，既要對殼程內表面（殼體、外頭蓋）、浮頭蓋外表面及鉤圈、浮頭螺柱緊固件等檢查腐蝕情況，又要對管束進行全面檢驗，并作除垢清洗；同時還要配合定期檢驗人員的全面檢驗，根據檢驗情況商定管束的修理使用價值。因為，這臺水冷器已連續使用運行3年有余，并在后期發生過泄漏堵管，而設計壽命為3年。切不可省略管束的抽出工序而直接進行殼程水壓試驗來“考證管束的完好”，倘若發生泄漏則進行簡單的堵管了事。

3）設備管理員會同定期檢驗員對管束檢驗后，作出管束經檢修后繼續使用或監護使用或報廢的結論。若允許管束繼續使用，則方可回裝管束，進行殼程水壓試驗考證管束是否泄漏以及后續工作，并將檢修記錄裝入設備檔案。不可在沒有得到定期檢驗員許可的情況下，貪圖省事而草率回裝管束，即使水壓試驗不泄漏，也很難保證開工后長時間運行。否則，一旦開工后運行中泄漏，不僅影響整個裝置，而且搶修堵漏的過程相當麻煩，尤其是BES型水冷器，需要重復操作。

由此可見，水冷器的檢修是使用管理中的重要一環，不僅能體現管理水平，更能展現定期檢驗的效用。

3 定期檢驗

壓力容器的定期檢驗[7]尤其是使用后的首次檢驗至關重要，不僅關系水冷器開工后運行下一檢驗周期的實現，而且尚能驗證設計壽命確定的合理性。

1）首先，檢驗人員應根據竣工圖的設計壽命、制造檢驗資料、使用運行記錄等信息合理制定檢驗方案。鑒于水冷器已經連續運行超過管束的設計壽命期限，并且是使用后的首次檢驗，所以，檢驗不僅要關注管程液化石油氣是否存在濕H2S腐蝕，而且更應注意殼程循環水的垢下腐蝕。應要求檢修時抽出管束進行檢驗，并告知用戶與設備管理人員商定檢驗時機。

2）水冷器全面檢驗時，在管/殼內表面腐蝕情況檢查后，應重點對管束的管端、換熱管內外表面的檢查，關注結垢（水垢和銹垢）情況以及垢下腐蝕的形貌（凹坑或穿孔）等，對腐蝕嚴重的做出標記并記錄，待回裝水壓試驗時驗證，為評定安全狀況等級提供依據。

3）若管束腐蝕嚴重如蝕坑較深或穿孔的換熱管較多并已無修理價值，應提出報廢報告；若腐蝕輕微，根據使用情況與用戶商定，方可允許回裝檢修繼續使用。

水冷器定期檢驗的重點與難點是管束的檢驗與評定，應引起定期檢驗的關注。

4 結束語

大檢修開工后水冷器內漏所呈現的問題表明，水冷器的設計壽命不僅需要設計者的合理確定，更需要使用管理與定期檢驗的精心呵護，應引起相關各方的關注。

1）水冷器的設計單位在確定設計壽命時，應考慮管束使用壽命的合理確定，以指導用戶使用管理時的正確應用。而備臺設計時可根據管束的實際使用情況修正設計壽命。

2）水冷器的使用管理在裝置停工檢修時，應注重管束檢修方案的科學制定，配合定期檢驗進行，以保證檢修后水冷器的完好狀態。

3）水冷器的定期檢驗在進行全面檢驗時，應關注管束換熱管與管頭的現狀，合理確定安全狀況等級，以實現檢驗后所結論的使用期限。

1 GB151－1999管殼式換熱器[S].

2 張光,等.關于壓縮機后冷卻器管束材料選擇的討論[J].石油化工設備技術, 2010,31(2) :58~60.

3 王巍.煉油廠水冷器泄漏原因分析及解決辦法[J].石油化工設備技術, 2012,33(1) :45~49.

4 張國信,等.雙相不銹鋼的性能及其在石化行業的應用[J].石油化工設備技術, 2007,28(4) :55~59.

5 TSG R0004－2009 固定式壓力容器安全技術監察規程及釋義[S].

6 張光,等.管殼式循環水冷卻器管束內漏的控制[J].中國特種設備安全, 2013,29(12) :20~21.

7 TSG R7001－2013 壓力容器定期檢驗規則[S].

Problems about Internal Leaking of Water Cooler after Starting Overhaul

Yu Gang1Xiao Yunbin2
（1. Petrochina Liaoyang Petrochemical Company Machinery Factory Liaoyang 111003 ）
（2. Petrochina Liaoyang Petrochemical Company Product monitoring department Liaoyang 111003 ）

The paper has discussed the problems about internal leaking of water cooler after starting overhaul in aspects from designed life， use overhauling to periodical survey， etc.， concluding that the designed life of water cooler needs not only rational decision-making by designer but also the care of using management and periodical survey. It is suggested that the shutdown overhaul and periodical survey should attend to the service life of tubes so that the water cooler after overhauling can keep operating till to the next overhaul cycle.

Water cooler Internal leaking Designed life Use overhauling Periodical survey圖書分類號：X928.3

B

1673－257X(2014)06－58－03

余剛（1981-)，男，工程師，工藝設計工程師，主要工作方向壓力容器制造研究。

2014－01－09）