裂缝修理
4.1.2常见故障与处理方法
序 故障现 号 象
故障原因
处理方法
塔 板 超 ① 气相负载荷减小或增大，液相负载荷 ① 控制气相、液相管、出 减小 入口堰高度 6 过稳定 操作区 ② 塔板不水平 ② 调正塔板水平度
塔板上 鼓 泡 元 ① 安装不牢 7 件 脱 落 ② 操作条件破坏 和 腐 蚀 ③ 泡罩材料不耐腐蚀 掉
设备管理与维护
主讲人：胡极诸 指 导：阮关根
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概述
1.1化工设备的分类
化工设备是指化工生产中静止的或配有少量 传动机构组成的装置，主要用于完成传热， 传质和化学反应等过程，或用于储存物料。
（1）按结构特征和用途分为容器、塔器、 换热器、反应器（包括各种反应釜、固定 床或液态化床）和管式炉等。
1.1化工设备的分类
3.2泄漏
设备连接可分为可拆和不可拆的两种。法兰连接，螺纹连 接，承插连接等属于可拆连接，熔焊、钎焊、胀管等属于不可 拆连接（铆接也属不可拆连接，化工设备中已不常见）。 不可拆连接失去密封性，大多数是因腐蚀穿孔或裂纹造成。 对于胀管连接，有时因管束和管板间相对滑动而使胀接强度下 降，也会造成泄漏。
1.2化工设备维护检修的重要性
化工生产过程的连续性和复杂性 工作范围很广 物料具有易燃、易爆、有毒、腐蚀性等特点
因而化工设备一旦发生故障，不仅会造 成整个生产系统停产，而且会引起起火、爆 炸、中毒、灼伤等事故。
1.2化工设备维护检修的重要性
近年来，随着化工生 产规模不断扩大，化工设 备日趋大型化和复杂化， 显然，设备事故会给生产 带来重大经济损失。做好 化工设备的维护工作，提 高化工设备的使用可靠性， 在经济上和安全上都是极 为重要的。
由于法兰连接是靠多螺栓紧固，并借助于密封垫圈保证密 封的，因而往往由于下列原因失去密封能力： (1)法兰盘或垫圈表面有疵伤、污垢； (2)介质的侵蚀作用使垫圈损伤或变质、脱落； (3)各种原因造成的螺检松动使压紧力减小； (4)由于高温、载荷波动使垫圈或螺栓的弹性降低。
3.3壁厚减薄
设备壁厚的减薄可 分为全面性的和局部性 的两种，无论哪种形式 的壁厚减薄，对设备的 强度均有影响，而且局 部性壁厚减薄还常常导 致设备泄漏。
4.1.2常见故障与处理方法
序 故障 号 现象 故障原因 处理方法
① 塔局部腐蚀或过热使材料强度降低，而引起设备 ① 防止局部腐蚀 变形 产生 塔体 ② 开孔无补强或焊缝处的应力集中，材料的内应力 ② 矫正变形或切 4 局部 割下严重变形 超过屈服极限而发生塑性变形 变形 ③ 受外压设备，当工作压力超过临界工作压力时， 处，焊上补板 设备失稳而变形 ③ 稳定正常操作 ① ② 塔体 ③ 5 出现 ④ 裂缝 ⑤ ⑥ ⑦ 局部变形加剧 焊接的内应力 封头过渡圆弧弯曲半径太小或未经返火便弯曲 水力冲击作用 结构材料缺陷 振动与温差的影响 应力腐蚀
温 度
压 力
温度是换热器运行中主要的控制操作指标，测定及检查换热器中各流 体的进，出口温度及变化，可以分析、判断介质流量的大小及换热情 况的好坏。 防止温度的急剧变化
通过对流体压力及进出口压差的测定与检查，可判断换热器内部的结垢， 堵塞情况及流体流量大小或泄漏情况。
操作中若发现压力骤变，除检查换热器本身问题以外，还应考虑系统内 其它因素的影响。
1.3化工设备维护检修的主要内容
(2)停车后的检查和修理
停车检修
• 目的在于用最短的时间，判断并消除 设备存在的缺陷或故障，恢复设备的 生产能力和效率。
停车检修 前的准备 工作
• 除组织管理和器具等方面应做好充分 准备外，应对检修的设备认真做好停 车后的降温、卸压，放料、清洗等项 工作，直至符合安全检修要求为止。
设备发生泄漏的主要原因是：因腐蚀造成的穿孔、应力腐蚀 或交变应力等引起的开裂以及设备连接处密封失效等。其中机械 连接部位出现的泄漏，约占整个泄漏事故的90%以上。而那些流 动复杂、产生相变、温差、有残余应力和不同金属相接触的地方， 固有促进腐蚀的因素，也是容易出现泄漏的地方。强烈的机械振 动和流体脉冲作用的结果，可使设备（特别是接管口根部）因承 受交变载荷而产生疲劳裂纹，导致泄漏。
目视 用扳手检查
目视 目视 水平仪
2.2运行中经常性检查
检查项目 内部音响 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 检查方法 听音棒 说明 ① 内件固定点脱落时常发生振动和异常音响 ② 塔类设备内件松脱或堵塞时，可引起液面 变化
外部泄漏
嗅、听、目视 发泡剂（肥皂水等） 除检查设备主体及焊缝外，还要特别注意法 试纸或试剂 兰、接管口、密封、信号孔等处的泄漏情况 气体检测器 超声波泄漏探测器 红外线温度分布器 根据所发射声波的特点以及引起声波发射的 外部条件，能够检查出发声的地点，即缺陷 所在部位。不但能了解缺陷的目前状态而且 能了解缺陷的发展趋势。所以，声发射技术 可以对运行中的容器进行连续监视，在预测 危险后停止运行，确保安全
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运行中的维护与检查
2.1运行中的物理化学监控
运行中的物理、化学监控是指对设备运行 中的各项工艺指标所进行的控制。 流量 温度 物料 成分 压力 PH 值
冷却 水
电导 率
2.1运行中的物理化学监控
2.1运行中的物理化学监控
2.2运行中经常性检查
检查项目 设备操作记 录 压力变化 温度变化 流量变化 物料性质变 化 保温层 防腐层 外 各部连接 ① 观 螺栓 ② 检 主体、支 查 架、附件 ① 基础 ② 检查方法 观察、对比、分析 察看仪表 ① 触感 ② 察看仪表 察看仪表 ① 目视 ② 物料组成分析 目视 目视 ① ② ① ② ③ 说明 了解设备运行状态 压力上升可能是污垢堆积造成阻力增加 压力突然下降可能是泄漏 注意设备外壁超温和局部过热现象 内部耐火层损坏引起壁温升高 流体 开打阀门，流量人不能增加时可能是设备堵塞 产品变色，混入杂质可能是设备内漏或锈蚀物剥落 所致 ① 应无裂口、脱落等现象 ② 外表防水层接口处不得有雨水侵入 涂料剥落、损坏时要注意检查避免腐蚀情况 应无腐蚀、无松动 应无腐蚀、无变形、接地良好 应无下沉、倾斜、裂纹
（2）按结构材料分为金属设备（碳钢、合金钢、 铸铁、铝、筒等）。非金属设备（陶瓷、玻璃、 塑料、木材等）和非金属材料衬里设备（衬橡 胶、塑料、耐火材料及搪瓷等），其中碳钢设 备最为常用。 （3）按受压情况分为外压设备（包括真空设备） 和内压设备。内压设备又分为常压设备，低压 设备、中压设备，高压设备和超高压设备。
4.2 换热器的日常检查
泄 漏
换热器在运行中产生外漏是较容易发现的，对轻微的气体外漏，可 以直接抹上肥皂水或发泡剂来检查，亦可借助试纸变色情况检查。 内部泄漏，操作人员不易直接发现，但可从介质的温度，压力、流 量、异声、振动及其它异常现象来判断 换热器内的流体一般有较高的流速，由于流体的脉冲和横向流动都 会引起基础支架的振动，如支架结构，位置不合适或螺栓的橙动、 折断等均会使振动加剧。要求控制振动偏差在250kμm以下，超过此 值，则需要检查处理。
主要原因是腐蚀、冲蚀和磨损，其中以腐蚀减薄最常见。
3.3壁厚减薄
• 由均匀腐蚀或磨损造成的
全面性减薄
• 一般速度较慢，而且均匀，所以实际危 害性并不大 • 设备的壁厚已小于最小允许厚度，则设 备应降压使用或报废处理。 • 局部腐蚀、冲蚀或磨损造成的
局部壁厚减薄
• 一般速度较快，不仅容易形成局部穿孔 泄漏，而且对设备的强度也有很大影响。 • 当局部壁厚减薄至一定程度时，在该处 就会产生破裂和泄漏。
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化工设备常见缺陷与故障
3.1积垢
传热速 率降低 水垢
流体阻 力加大
积垢的 危害
有效容 积减小
结构材料 的腐蚀
积垢 原因
晶体积附
加速壁 面腐蚀
有机物分 解
机械杂质 或有机物 沉积
3.2泄漏
内漏
• 可由设备运行状态或物料性质的变化查觉，但难以在运 行中修补。
外漏
• 是指介质漏人大气或由设备外部可以检测到的泄漏。
设备缺陷
声发射无损探伤技术
2.3维护检查安全要点
(l)操作人员和维修人员均应熟悉工作场地内设备 的特点和所处理物料的物理、化学性质。 (2)凡在易燃、易爆、易中毒、易灼伤的情况下对 设备进行维护检奄和应急修理，要严格遵守有关的 安全规定。 (3)对运行中的压力设备，一般不得强行上紧其备 部连接螺栓，以防拉断螺栓、喷出介质。 (4)在高处进行维护检查要符合高空作业安全要求。 (5)用有毒涂料防腐时要防止中毒。 (6)使用放射性物质要严格遵守有关安垒规定，用 放射线检查时必须做好劳动保护。
材料 缺陷
原因
水力 冲击 交变 载荷
氢损 害
3.6材料的物理化学损坏
在化工设备的使用过程中，有时壁面并没有明显损伤， 但材料的机械强度和塑性已急剧下降，这种现象属于材料的 物理化学损坏，使设备的承载能力下降，并可能引起设备的 脆性破裂。
3.7静电电击和火花
由静电造成的灾害性事故，在化工厂主要表现为人体 电击和因火花放电而引起的燃烧与爆炸。 静电接地就是将管道系 统，设备的外壳及其零部件 等连接成一个导电整体，并 与大地相导通，这是防止静 电灾害的有救措施。 管道法兰之间的接触 电阻应小于0.03Ω，否则应 在两法兰间用导线跨接。
防腐层、 目测观察 保温层 附属设备 目测观察 基础 ① 目测观察 ② 水平仪
对室外保温的设备 ① 进出管阀门的连接螺栓是否松动、变形 ② 管架、支架是否变形、松动 ③ 人孔是否腐蚀、变形、启用是否良好 基础如出现下沉或裂纹，会使塔体倾斜，塔板不水 平
塔体
①日常检查②渗透探伤 ③磁粉探伤④敲打检查 ⑤超声波斜角探伤 塔体的接管出、支架处容易出现裂纹或泄漏 ⑥发泡剂（肥皂水、其他） 检查 ⑦气体检测器
3.4局部变形
局部 变形
局部变形是指设 备壳体上出现的 局部凹人或凸出 等现象。