石油化工裝置換熱設備的維護與修理

摘要：換熱設備是石油化工、能源等工業部門應用最廣泛的過程設備之一，經過一段時間周期的運行，石化企業將停機維護和修理，防止存在嚴重缺陷的容器投入（繼續）使用;石化廠在運行過程中，受到多種因素的影響，設備極易發生腐蝕，影響到后續工作，也會縮短設備使用壽命，可以說石化廠的設備腐蝕問題已經成為影響石化廠發展的關鍵性問題，不僅會造成經濟上的損失，更為嚴重的會影響周邊環境，制約石化廠的社會效益。本文具體分析了石化廠設備腐蝕機理，并且提出了相應的維護與修理方法。

關鍵詞：換熱器，劣化和失效，日常操作與維護

石化廠換熱設備的質量直接決定了產品的質量，這也是石化廠取得良好經濟效益的重要途徑，可以說換熱設備是石化廠生產的支撐，在生產過程中，不可避免的會造成設備腐蝕，影響設備的正常運行。做好石化廠的換熱設備維護與修理，提升設備性能，提高設備換熱效率，保證生產裝置的穩定運行。

一.換熱設備的特點

換熱器是化工生產過程中主要的換熱設備。在石油、化工生產中通常對流體加熱或冷卻，液體汽化或蒸汽冷凝等過程都有熱量交換，因而都需要換熱器。換熱器的種類很多，結構形式也各有不同，但是通常都應盡量滿足下列要求：①應滿足工藝條件所規定的溫度、壓力、流量等要求;②應具有較高的傳熱效率，換熱器所用的材料傳熱性能要好，傳熱面積足夠且流體阻力要小;③應具有足夠的機械強度和剛度，整體結構可靠，節省材料。此外還應便于制造、安裝及維修。

二.換熱器的日常維護

（1）故障表現：管程、殼程各進出口法蘭有無明顯裂紋;防腐層有無老化、脫落;密封處泄漏;左右管箱處密封泄漏;

（2）維護方法：補焊;防腐;螺栓緊固，密封墊更換。

三.中修、大修維護

（1）左右管箱密封處泄漏、浮頭密封處泄漏、換熱管泄漏。

（2）維護方法：換熱管清洗、換熱管堵漏（采取堵銷脹接的方法），密封墊更換、堵漏后進行管程、殼程、浮頭處試壓，試壓壓力應符合列管式換熱器檢修規程相關規定。

四.日常操作維護要點

換熱器的操作條件，換熱介質的性質，腐蝕速度，運行周期決定了換熱器操作維護的內容，現主要以廣泛運用的列管式換熱器為例，討論其操作維護與修理方法。

換熱器劣化和失效的主要形式及原因

1腐蝕

換熱設備管束受到的腐蝕取決于管束內外側介質的化學成分、濃度、壓力、流速以及管束本身的材料性能。

2.介質引起的均勻腐蝕

①硫及硫化物引起的均勻腐蝕。硫及硫化物導致金屬表面形成一層金屬硫化物。這種硫化物較厚而疏松對金屬表面不能起到保護作用。因此這種腐蝕是已一定的速率使管壁減薄。

②鹽酸產生的均勻腐蝕。介質中所含的氯化物遇到水時，形成鹽水，加熱到150-200度以上產生鹽酸，有十分強烈的腐蝕作用。是一種“低溫腐蝕”，主要發生在有冷凝產生的部位。腐蝕的形態是均勻腐蝕，也可能隨著冷凝液的流向產生溝狀腐蝕。

③其他強腐蝕性介質

如尿素甲胺液，硫酸，醋酸等也會引起管束的均勻腐蝕。

3.應力腐蝕開裂

石油化工裝置的換熱設備的應力腐蝕主要有兩種：一種是奧氏體不銹鋼管，由氯離子引起的應力腐蝕;另一種是銅管在氨環境下的應力腐蝕。

4.冷卻水引起的各種腐蝕

水冷卻器占了換熱設備中相當大的比列，在水冷卻器的水側，會產生各種形態的腐蝕。

①腐蝕與沖蝕。冷卻水流速高，并帶有泥沙之類的固定顆粒，則在流速高水沖擊嚴重的局部部位以發生這種腐蝕。

②氣蝕。當設計不合理，或者實際的運行工況與設計工況不符，引起水側局部管束的表面發生水的汽化時，容易在水側的管外壁發生氣蝕。

③結垢引起的坑蝕。冷卻水流速過低，水質不好，水中帶油泥、泥垢、PH值過高，以及水中菌藻等都能使得管束表面產生沉積物的堆積，并使得沉積物覆蓋下的管子金屬表面氧化膜缺氧而破壞。

④PH值過低，使得管束產生電化學均勻腐蝕。在對冷卻器的水側進行化學清洗或正常運行時，若水質控制不好，使得水側的PH值過低，易使鋼管管束產生電化學均勻腐蝕。

5.其他形式的腐蝕

換熱器中還可能出現其他形式的破壞，如管子與管板間的縫隙腐蝕，脫碳，堿脆，氫侵蝕等。

6.機械及熱應力損傷

管子與管板脹接處發生松動。（溫差應力引起）

②化學清洗及機械清理引起的損傷。（機械或人工清洗，化學清洗造成）

③振動產生的疲勞損傷（設備及介質的流動、壓力脈動引發）

五.換熱器的正常運行與維護

（1）檢查泄漏

各靜密封點有無泄漏，如法蘭螺栓是否松動，填料、密封是否損壞等。要特別注意有沒有內部換熱管泄漏，這種情況不能直接看到，要通過工藝上的異常現象分析判斷。

1-1：發現壓力損失增加，說明管束內外有結垢和 堵塞現象發生。

1-2：換熱溫度達不到設計工藝參數要求，說明管內外壁產生污垢，傳熱系數下降，傳熱速率惡化。

1-3：通過低溫液體出口取樣，分析其顏色、相對密度、粘度來檢查管束的破壞，泄漏情況，如果冷卻水的出口粘度高，可能是因管壁結垢、腐蝕速度加快和管束脹口泄漏導致。

（2）檢查腐蝕、磨損

細心查看由于腐蝕銹蝕、沖刷造成的損傷，有無老化、脆化、變形、減薄等現象。

（3）檢查松動

要檢查整個換熱器有無異常振動。對于采用法蘭連接的密封處，因螺栓隨溫度上升（150度以上）而伸長，緊固部位發生松動，因此在操作中應重新緊固螺栓。

（4）清洗

在正常運行中，換熱器一般不需要多少操作，控制好流速、溫度和溫差，維護進出口溫度、壓力和流量，既是維護正常操作，也是利于防垢。但是換熱器運行一段時間后，性能還是會有所下降，為使換熱器長期連續運行，必須進行檢查和清洗。操作運行中檢查和清洗是一種積極的維護方法，它既能早期發現異常并采取相應的措施，又可以保持管束表面清洗，保證傳熱效果和防止腐蝕。

六.定期檢查維修設備

石化廠為了提升經濟效益，加之生產任務繁重，不可避免地會增加工作時間，設備長時間的使用，定期進 行檢查維修不可忽視。石化廠換熱設備的腐蝕損壞情況不能完全杜絕，這就需要按照周期進行設備檢查，及時發現其中的問題，采取相應的手段，盡可能避免設備腐蝕。 為了進一步提高設備的檢查維修效果，充分借鑒國內外 先進維修經驗，結合自身石化廠的要求，針對不同類型的換熱設備情況選擇相應的維護與修理。同時，在日常工作中，做好人才培養工作，建立專業的石化廠換熱設備維護與修理工作隊伍，提高工作人員的防腐蝕意識，加強人員的培訓，提高其專業技術水平，結合石化廠工作的實際特點，進行設備升級，做好設備維護與修理工作。

綜上所述，石化廠是石油生產的主要場所，生產環境惡劣，生產產品工藝介質具有一定的腐蝕性，設備腐蝕損壞不可避免，針對這一情況，需要深入分析設備的保養機理，選擇相對應的防護手段，并從石化廠整體工作出發，除了提出針對性的防護措施之外，更為重要的是做好整體保障設計考慮，合理選擇石化廠換熱設備材料，應用有效的方法技術， 并且定期檢查維修設備，及時發現問題，解決問題，延長設備的使用壽命，確保石化廠安全生產。

參考文獻 ：

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作者簡介：韋東，1971年9月5日出生，男;四川省閬中市;本科;機械工程師，現主要從事設備管理、項目管理;石化企業靜設備的研究等工作