鋼制換熱器的管頭氨滲漏實驗的具體作法

摘要：闡述了換熱器管頭試壓及管頭氨滲漏實驗的具體作法。
　　關(guān)鍵詞：換熱器　試壓　氨滲漏
　　中圖分類號：ＴＱ051.3　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼　Ｂ　　　文章編號　1008-9411(2006)03-0053-02
　　1　前　言
　　我廠屬國有大中型企業(yè),具有40多年生產(chǎn)制造各種規(guī)格、材質(zhì)、類別的高、中、低壓力容器和非標(biāo)設(shè)備以及多種各類換熱器。換熱器是實現(xiàn)物料之間熱量傳遞過程的設(shè)備,是化工、煉油和其他工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的工藝單元操作設(shè)備,換熱器的主要組合部件有前端管箱、殼體和后端結(jié)構(gòu)(包括管束)三部分。而管子與管板的焊接是換熱器設(shè)計、制造與檢驗的關(guān)鍵工藝,它直接決定了換熱器的質(zhì)量優(yōu)劣和使用壽命。另一方面,由于換熱管和管頭是換熱器中相對薄弱的環(huán)節(jié),從設(shè)備的實際使用情況來看,往往是設(shè)備殼體、法蘭能夠繼續(xù)使用,而管束常常由于換熱管腐蝕,管頭泄漏而失效。用戶為了節(jié)省費用,往往采取更換管束或者預(yù)先訂購管束作為備件等措施。試壓是最終檢測換熱器的強度及檢漏,因此,在制造過程中必須認(rèn)真做好試壓。正確地選擇試壓方案,準(zhǔn)確找出漏點,是制造高質(zhì)量容器必須解決的一個關(guān)鍵問題。
　　2　換熱器的試壓
　　按照ＧＢ151-1999的6.18.3規(guī)定,浮頭式換熱器壓力實驗順序是:ａ.用實驗壓環(huán)和浮頭專用試壓工具進(jìn)行管頭試壓。ｂ.管程試壓。ｃ.殼程試壓。在對管頭進(jìn)行試壓時,具體的做法是(如圖1所示)另行制作一套試壓環(huán)作為一種專用試壓工具,試壓環(huán)可根據(jù)設(shè)備所承受的壓力進(jìn)行設(shè)計,安裝試壓環(huán)后,對殼程作壓力實驗時,可以檢查管板與換熱管連接接頭是否泄漏。
　　當(dāng)管程水壓試驗壓力大于殼程水壓試驗壓力時,為檢查管子與管板連接的嚴(yán)密性,殼程試驗壓力按以下2種方式考慮進(jìn)行。
    (1)提高殼程試驗壓力等于管程試驗壓力,但必須首先核算殼體在試驗時產(chǎn)生的應(yīng)力。要求殼體任意點的一次薄膜應(yīng)力的計算值不得超過材料在試驗溫度下的90%屈服限(或殘余變形0.2%的屈服限),同時接管和法蘭等均能滿足壓力試驗下的強度要求。
    (2)若經(jīng)計算后不能采用上述方法試驗,則殼、管程按各自試驗壓力試壓后,殼程再進(jìn)行氨滲漏實驗。氨滲漏實驗方法分為:ａ.充入100%的氨氣法(Ａ法);ｂ.充入10%～30%(體積)氨氣法(Ｂ法);ｃ.充入1%(體積)氨氣法(Ｃ法),這樣,不提高殼程實驗壓力,但是達(dá)到了檢測管頭泄漏的目的。
    3　氨滲漏實驗方法
    按照ＧＢ151-1999的6.18.5規(guī)定,當(dāng)管程實驗壓力高于殼程實驗壓力時,接頭試壓應(yīng)按圖樣規(guī)定,或按供需雙方商定的方法進(jìn)行。
    今年年初,我廠加工的一批換熱器,大部分管程水壓試實壓力均高于殼程水壓試驗壓力,因此,我部門必須制定相關(guān)工藝。如《凝析油事故加熱器》相關(guān)技術(shù)特性數(shù)據(jù)如表1。
             
    由于氨是易燃、易爆氣體,實驗現(xiàn)場應(yīng)切實做好防火和防爆的安全工作,廠屬設(shè)備安全科必須派專人駐守現(xiàn)場。氨氣有毒,實驗人員和現(xiàn)場應(yīng)切實做好防毒和隔離操作的工作。為了不影響正常生產(chǎn),氨滲透試驗安排在周末進(jìn)行。
    氨滲漏(Ｂ法)實驗方法分為抽真空法和置換法。結(jié)合我廠實際情況,建議采用置換法,擬訂的置換法具體實施過程如下。
    (1)按工藝及規(guī)范完成該試壓產(chǎn)品的水壓試驗,水壓試驗合格后使產(chǎn)品保持充滿試壓水狀態(tài);
    (2)打開放氣排水閥門排水,同時打開(惰性氣體)氮氣壓力鋼瓶的閥門充入氮氣;
    (3)當(dāng)放氣排水管在水池水中的管口在水池中有氮氣溢出(即有大量氣泡)時,關(guān)閉放氣排水閥門和(惰性氣體)氮氣壓力鋼瓶的閥門;
    (4)打開氨氣壓力鋼瓶閥門,充入氨氣,使壓力達(dá)到0.09ＭＰａ(表壓);
    (5)關(guān)閉氨氣壓力鋼瓶閥門,停止充氨;
    (6)打開(惰性氣體)氮氣壓力鋼瓶氨門,充入氮氣,使壓力達(dá)到0.60ＭＰａ(表壓);
    (7)將檢漏顯示劑(或試紙)緊密涂敷在管板上,并始終保持濕潤狀態(tài)。
    (8)關(guān)閉(惰性氣體)氮氣壓力鋼瓶閥門,停止充氮;
    (9)進(jìn)行保壓檢漏,在檢漏壓力下,保壓時間為6ｈ。檢查泄漏情況的時間和次數(shù)為:保壓開始后0.5ｈ,1ｈ各一次,以后每2ｈ檢查一次,觀察試紙上有無紅色斑點出現(xiàn);
    (10)檢漏實驗完畢(或中述卸壓),應(yīng)小心慢慢地開啟放氣排水管路閥門進(jìn)行排泄,避免因出壓力過大吹跑水池中的水。事先,應(yīng)在水池中放入自來水。
    (11)當(dāng)壓力降為“0”ＭＰａ時,打開(惰性氣體)氮氣壓力鋼瓶閥門和三通管路進(jìn)氣閥門,充入氮氣,用3～5倍充氣空間容積的(惰性氣體)氮氣進(jìn)行置換,清除氨氣后,關(guān)閉閥門。
    (12)拆除檢漏用的設(shè)備和儀表,并進(jìn)行清理。
               
              
    4　結(jié)束語
    通過這批產(chǎn)品證明,氨滲漏實驗除了能滿足設(shè)計圖紙要求,還大大提高了容器的密封性、可靠性和安全性。不但保證了設(shè)備按合同工期完工,更為拓寬換熱器制造工藝開辟了廣闊的前景。