河南化工２∞１年第ｌ０期　

换热器管束泄漏原因分析及对策　

刊直祥　洛阳隆惠　化设备制造安装公・　４７Ｉｏｉ２　摘要分析了化纤厂芳烃抽提装置多台换热器在短期内多次发生泄漏的原目．采取了增加ｔｒ－角高度等相应措　施　并制定了新营束制造工艺，取得良好效果。　关键词换热器管束泄漏焊接胀接　１前言　化纤厂芳烃抽提装置投产后不久，编号为ｌ４一　Ｅ一１４的甲苯塔重沸器管求及Ｔ艺状况相近的四台　（重整油分离塔重沸器ｌ３一Ｅ一０７．芳烃白土塔进料　加热器ｌ４一Ｅ一１１，溶剂油分离塔重沸器１４一　一　２６，非芳烃白土塔进料加热器ｌ４一Ｅ一２４）管束相继　发生不同程度的泄漏，经检修单位拆卸检查，发现泄　漏部位均集中在换热管与管板间的焊缝上，固定管　板侧和浮动管板侧都有泄漏．其缺陷蔓Ｊ焊缝穿孔　检修单位对泄漏部位进行补焊处理．试压合格后交　付生产使用，但投人运行后不久又发牛了类似情况一　这样在短短　个多　里．１４一Ｅ一１４换热器发牛了　四次泄漏，其他几台设备也先后泄漏了两三次．给　常的装置生产带来了很大困难　２设计现状　换热管与管板焊接的连接形式见下页图ｌ　

我们对模具进行Ｊ，改进，在水胎模具下模的嘴　子座上焊了一个爪子，在硫化水胎的插杆上焊了一　个直杆，这样在合模时爪子固定了嘴子杆，杜绝了压　坏嘴子、压坏模具的现象。另外，外胎模具加工时由　于内口边缘宽度不一致，导致外胎硫化时插嘴插人　水胎嘴子的深度不一样　导致水胎嘴子眼膨胀过度　而早期损坏，影响水胎的使用寿命，为此，我们在外　胎模具加工时要求内［Ｊ边缘宽度保持一致，以保证　插嘴插入水胎嘴子的深度，防止水胎嘴子的早期损　坏　３嘴子杆　３，１存在问题　我公司硫化水胎时内压为２．３ＭＰａ－ｉ－０　１ＭＰａ，内　压很高，这样大的压力在水胎制造时很容易把水胎　进水口对面的胎体冲薄，导致水胎不耐用且易造成　外胎缺陷　、　３．２改进措施　我们在插嘴杆上钻，很多小孔，分散内压，使水　胎的均匀性有了很大改善，提高了水胎的使用次数．　又避免了外胎硫化时水胎各部位伸展不均所造成的　外胎的缺陷。　４硫化水胎温度　４．１存在问题　装模前，温度过高．合模前水胎最先接触下模．　导致紧挨下模一侧变软　这样打人内　后导致两侧　厚薄不均　４．２改进措施　水胎装模时模具温度应在５０　以ｒ．合模后再　打压升温，保证水胎厚薄均匀致．以提高水胎的耐　用性。　５隔离剂硅胶与汽油的配比　保证隔离剂硅胶与汽油配比为Ｉ：ｌ０这样首　先能有效防止外胎的硫黄向水胎迁移而导致水胎变　硬变脆，降低水胎的使用次数；第一．好定型．使水胎　能够舒展地定在外胎里，减少ｒ压坏水胎的现象发　生；第＝　．杜绝水胎粘在外胎【　拔不掉，拔　水胎．使　水胎不能使用　６其它措施　外胎硫化时水胎必须备足三排．一排人模，一排　定型，一排停放备用，这样能使水胎有敏地恢复疲　劳，有利于水胎使用寿命的提高　７效果　通过采取以【：措施．水胎的平均使用次数从　６ｏ～７ｌ１次上升到Ｔ　１３０～１４０次，极大地提高ｒ水胎　的使用效率，也降低了轮胎制造的成年，提高了效　益　据计算．按我公可现在年ｃ　：３６万套轮胎计算．　按成本价每年符约水胎胶价值２６　４　ｌ力元．外胎少出　废次品所产生的效益约在６Ｏ万元以Ｊ

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图Ｉ换热管　管板的连接形式　３制造情况　３．１用水平固定手工钨极氩弧焊，焊接层数为一　层，焊缝余高１．５～２　Ｏｍｍ（满足设计要求）　３．２焊后进行表面着色检查．对发现的问题进行处　理，消除了表面及浅表缺陷。　３．３按设计要求进行壳程、管程水压试验　４泄漏原因分析　由于这五台换热器管束先后泄漏的部位和泄漏　的缺陷相同，其设计参数相近，所以下面以１４一Ｅ一　１４换热器为代表对其泄漏原因进行分析。　４．１设计　从泄漏部位均在焊缝上且泄漏缺陷都　是焊缝穿孔可以看出，换热管与管板仅采用强度焊　的连接方式不能很好地满足其工艺要求　因为强度　焊只保证换热管与管板之间连接的密封性能及抗拉　脱强度　显而易见，设计未考虑操作压力大、温度　高、管壳程温差大、易引起振动等因素。本人认为泄　漏的主要原因正是由于振动引起的　换热器在操作　过程中，管束振动引起管板与管子间熔敷金属中存　在的某些缺陷扩大（扩展），从而导致泄漏　从图１　可知，换热管端头伸出管板１．５～２　Ｏｍｍ，这样，在焊　接时一遍就能达到设计的焊角高度，但在实际工况　下明显不能满足要求。设计应该明确提出至少两个　方面的具体要求：①消除管子与管板间的缝隙，使振　动产生的应力不直接作用在焊缝上；②强度焊接至　少要焊两遍　４．２制造。焊缝内部存在焊接缺陷客观上不可避　免，尽管在制造中进行着色检查，但只能消除表面及　浅表缺陷。另外壳程试验压力仅有０．３８～０　６ＮＰａ，　在短时承压下可能不会泄漏；既使管程试验压力为　１１．１９ＭＰａ，短时承压下仍可能ＩＩ＝『＝＝会泄漏，且该试验是　在常温完全静态条件下进ｆ　的，焊接缺陷不会立即　暴露出来　但在高温蒸汽长时问冲击下引起管子振　动，而振动又会引起焊缝内气　Ｌ及其它缺陷的扩展，　当扩展到一定程度就会被高温高压蒸汽击穿，一旦　击穿就形成了气流通道，蒸汽强大的冲刷力很快　河南化工２００１年第ｌ０期　使气孔扩大，导致管束严重泄漏　４．３工艺操作。该换热器管壳程介质不但压差大　而且温差也大，给投用时的操作提出更高的要求。　尤其是管程的３．５ＭＰａ蒸汽易产牛水击现象，造成　管子强烈振动，由于管板与管子问存在缝隙，震动产　牛的应力直接作用在焊缝上．对焊缝造成破坏性影　响　因此操作不当引起介质压力不平稳、温度骤变　是造成泄漏的另一重要原因　５采取对策　从分析可知．浚换热器管束只有从完善设计人　手，提高制造标准并做好生产的平稳操作，才能更好　地要满足使用要求。综上所述应采用以下具体措　施：　５．１加强焊缝强度、增加焊角高度和焊接层数　首　先，要增加原设计中换热管伸出管板的长度．使其保　证在３～４ｍｍ，这样，焊角高度才能增加至３ｒｎｍ以　上．同时在焊接时管口不能熔掉；其次，要采取多遍　焊接的方法减少气孔等焊接缺陷的产生　因为一层　焊道表面或内部气孔可能很深，甚至几乎穿透熔敷　金属，但采取多遍焊接就能大大减少焊接缺陷产生　的机率，同时也增加了熔敷金属厚度　为此，应采用　水平固定手工钨极氩弧焊或垂直俯位手工电弧焊．　焊接层数至少保证两层．这样就使焊缝的强度得到　充分地保证　另外，要彻底清除焊接区的油、锈、垢　等杂物并有良好的氩气保护，减少焊接缺陷的产生，　进一步提高焊接质量。　５．２采用强度焊接加贴胀的制造工芝，起到双重保　险的作用　贴胀的重要作用是消除管板与管子间存　在缝隙，减缓或消除管子振动对管板与管子问熔敷　金属中存在的缺陷的影响，大大增加了焊缝抗拉脱　强度　同时又起到双重保险的作用：如果焊缝被击　穿，有贴胀作后盾，不可能形成气流通道，击穿的气　孔也不会很快扩大　５．３工艺操作要平稳　尤其是管程的中压蒸汽投　用前要先进行“暖管”，避免投用后压力和温度突然　升高，管子产生强烈振动　６结论　在换热器多次发生泄漏之后，化纤厂委托隆惠　公司制造五台新管束备用，我们严格按照上述对策　中的具体要求进行制作　最先更换的１４一Ｅ—ｌ４管　束，从２１３０Ｏ年６月初投用至今，已平稳运行ｌ４个　月．未发生泄漏，

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