Технологія ремонту теплообмінних апаратів
У процесі тривалої роботи відбувається ерозійне та корозійне зношування труб і стінок корпусу: теплопередаючі поверхні забруднюються і ефективність теплопередачі падає. Характерними дефектами є зменшення товщини стінки труби, днища, корпусу, нориці у зварних швах, пошкодження ущільнювальних поверхонь, тріщини на корпусних деталях і трубах, вм'ятини, нещільності та пропуски у вальцьовці труб у трубних решітках, збільшення діаметра отворів у трубних решітках, та інші види корозії, пошкодження опор, різьблення на кріпильних деталях, зволоження або пошкодження теплоізоляції.
Структура ремонтного циклу устаткування різна і залежить від характеру виробництва, типу апарату та холодильної установки загалом. Все теплообмінне обладнання холодильних установок експлуатують із проведенням через кожні три місяці профілактичного огляду, щорічного поточного ремонту, середнього ремонту (через 3 роки) та капітального ремонту через 12 років. У ряді випадків обмежуються двома видами ремонту - поточним та капітальним.
При профілактичних оглядах перевіряють затяжку фланцевих з'єднань, усувають нещільності, виконують підтяжку або перебивку сальників запірної арматури, оглядають прилади контролю, запобіжні пристрої, перевіряють натяг приводних ременів в апаратах з мішалками та вентиляторами, очищають жолоби в зрошувальних.
При поточному ремонті проводять додатковий обсяг робіт: часткове розбирання та демонтаж запірної арматури, перебивку всіх сальників, заміну прокладок, перевірку герметичності арматури, ремонт запобіжних та зворотних клапанів, в зрошувальних конденсаторах - демонтаж та очищення відбійних щитів та труб, очищення та регулюванняводорозподільних пристроїв
При капітальному ремонті додатково до обсягу середнього ремонту виконують роботи із заміни всіх раніше заглушених трубок (при глушенні понад 15% трубок), заміну труб та секцій, що мають течі, заміну труб зі зносом понад 25 % за товщиною стінки, ремонт та заміну запірної арматури, огляд судин інспектором Держгіртехнагляду СРСР.
Очищення теплообмінних апаратів.
Хороше очищення теплопередаючої поверхні не тільки збільшує теплопередачу, але й сприяє подовженню терміну служби апаратів. Очищення проводять хімічними, механічними, гідравлічними ультразвуковими або змішаними способами.
Механічні способи очищення використовують для очищення труб теплообмінників. Пристрій для очищення складається з штанги, що обертається, з різальним інструментом на кінці. Штанга разом з приводом (електродрель або пневмодвигун) прикріплена до візка, що переміщається по монорейці в міру просування штанги по трубі теплообмінника. Штанга, що обертається, укладена в трубу, яка захищає руки робітників і одночасно служить трубопроводом для подачі води з метою промивання відкладень. Горизонтально пристрій переміщається вручну. Для очищення У-подібних труб теплообмінних апаратів і трубок малого діаметра використовують гнучкі вали, що рухаються різного роду двигунами.
Інструмент, що застосовується при механічному чищенні, різноманітний: свердла, йоржі, різці, бури, шарошки.
При піскоструминному очищенні пісок разом з водою подається в апарат, що очищається (мокра піскоструминна очищення). Якщо пісок подається у воду струменем повітря, то в цьому випадку здійснюється очищення сумішшю води, повітря та піску.
При гідропневматичному очищенні трубу подають за допомогою водоповітряного пістолета воду під тиском0,5-0,6 МПа та повітря під тиском 0,7-0,8 МПа у співвідношенні 1:1. Стиснене повітря, розширюючись, різко збільшує швидкість руху води, яка починає рухатися поштовхами з інтенсивними завихреннями, що сприяє руйнуванню відкладень.
Тривалість очищення
При гідромеханічному очищенні вода під тиском до 70 МПа подається насосом по гнучкому високонапірному шлангу в порожнисту штангу, на кінці якої укріплено сопло з отворами, що розташовуються в більшості випадків під кутом 45 до осі штанги. Цей метод вимагає дотримання певних запобіжних заходів, але дозволяє проводити очищення швидко і без ерозійного зносу.
При подачі води в порожнисту штангу, якщо наконечник виконаний з твердосплавного різця або свердла, можна очищати трубки з суцільною забиттям. Тиск води у разі не перевищує 1,0 МПа.
Найпростішим і найнадійнішим методом попередження відкладень на стінках труб є ультразвуковий. Суть його полягає в тому, що швидкості поширення хвиль у металі та у відкладах значно різняться і при виникненні деформації у граничній зоні відбувається безперервне руйнування тонкого шару відкладень.
При технічному переозброєнні промислових установок, у тих випадках коли у водоохолодних оборотних циклах не передбачені ефективні пристрої з очищення води від мулу, доцільно використовувати конденсатори з псевдокипенням (конденсатор, що самоочищається). У процесі роботи під впливом ударів частинок піску поверхня труб очищається від мулу та накипу. Недоліком цього ефективного конденсатора є корозійно-ерозійне зношування стінок конденсатора і необхідність виготовлення з цієї причини труб тільки з легованої сталі.
Порядок ремонтних операцій після підготовкивідключеного від схеми апарату та здачі його в ремонт наступний: демонтаж арматури та трубопровідної обв'язки, розбирання різьбових з'єднань, знімання кришок, люків, виїмка трубних решіток, якщо це дозволяє конструкція апаратів, перевірка щільності та міцності труб та їх кріплення у трубних решітках шляхом пневматичних гідравлічних випробувань, глушіння та розвальцювання (обварювання) труб у трубних решітках, вилучення труб з корпусу при їх заміні, постановка нових труб з попереднім очищенням отворів у решітках та зачисткою кінців труб, ремонт корпусних деталей, вирубування та вирізка прокладок, підготовка кріплення , випробування на щільність та міцність, здача в експлуатацію.
Ремонт теплообмінних апаратів починають із перевірки їхньої щільності. Течі в теплообмінних апаратах виявляють при їх випробуванні тиском води (опресування). При випробуванні нероз'ємних кожухотруоних апаратів воду подають у міжтрубний простір і, піднімаючи тиск до тиску випробування, перевіряють апарат на відсутність теч у трубних гратах і порожнини трубок. У разі утруднень у видаленні води з апаратів течі в холодильних теплообмінних апаратах визначають тиском сухого повітря або азоту (пневматичне опресування) з перевіркою обмилюванням або течешукачами. Виявлені труби з течами можуть бути відглушені пробками для продовження випробувань.
При ремонті теплообмінних апаратів, як зазначалося вище, допускається глушення трохи більше 15 % трубок. Правку м'ятих трубок здійснюють на гвинтових пристосуваннях шляхом протягування пробки-оправлення на штанзі. Труби глушать із двох сторін пробками на різьбленні або на припої.
При заміні вальцьовані труби підрізають за трубними гратами спеціальним різцем або розсвердлюють для зменшення товщини стінки та подальшої виїмки.Всі ці операції проводять так, щоб не пошкодити поверхні отворів у решітці. Розсвердлювання ведуть східчастим свердлом з центруючим гладким кінцем, рівним внутрішньому діаметру труби і ріжучою частиною, що дорівнює 3 Д зовнішнього діаметра труб. Зменшення товщини труб різко знижує напругу у вальцьованому з'єднанні, і труба легко виймається. Щоб не впустити трубу в міжтрубний простір, в неї вставляють з інших трубних грат металевий прут або використовують пристосування.
Труби, закріплені в трубних гратах за допомогою зварювання, видаляють з апарата вирубуванням вручну кільцевого шва або зрізанням торця труби і валкового шва фрезою з приводом від гнучкого валу. До заміни вибитих дефектних трубок новими отворами в трубних решітках зачищають, продують і насухо протирають. Поздовжні ризики на поверхнях отворів зачищають шабером. Шорсткість поверхні в отворах під вальцювання повинна бути не нижче R 0,80 мкм.
Кінці труб зачищають, протирають, труби вставляють у трубні грати, зазори продувають повітрям. Величина зазору має бути менше 0,5 і більше 1,5 % діаметра труби. При малих проміжках важко заводити труби в трубні грати, а при великих з'являється небезпека втрати міцності труби і щільності з'єднання. Розвальцювання починають з привальцонки - роздачі кінця труби для його закріплення в отворі. Привальцювання виконують вальцюванням з довжиною роликів на 10-12 мм, що перевищує товщину трубної решітки. Після прн-вальцювання всіх труб проводять остаточну розвальцювання з розрахунку 15-20 % товщини стінки вальцованої труби і відбирають кінці труб під кутом 15 ° до осі труби. Привальцювання виконують кріпильним вальцюванням, остаточне привальцювання і відбортування - бортувальною вальцюванням (з бортовими роликами).
Спочаткурозвальцьовують всі трубки в одній решітці, а потім в іншій. При великій кількості трубок, що замінюються, порядок вальцювання наступний. Вальцюють спочатку чотири трубки навхрест, а потім усі трубки по периметру, після чого всі інші.
Якість роботи перевіряють оглядом на відсутність тріщин та розривів, підрізу труб по кромці гнізда, а також переконуються у відсутності яскраво вираженого переходу між вальцьованою та невальцованою частиною.
При ремонті теплообмінних апаратів можуть бути використані пристрої, що працюють в напівавтоматичному режимі. Прикладом може бути розвальцювальна машина (рис. 114), яка може бути використана при відповідній зміні інструменту для розвальцювання, торцювання та видалення труб з теплообмінника, а також для нарізування кільцевих канавок в отворах трубних решіток теплообмінників з трубами діаметром від 14 до 57 мм. Машина працює в ручному, автоматичному та напівавтоматичному режимах. На рамі машини розташований візок 3, що переміщається в горизонтальному напрямку за допомогою ланцюгового приводу. На ній встановлена вертикальна рама, якою переміщається горизонтально розташована рама з приводом для розвальцювання. Вертикально рама з приводом переміщається за допомогою ланцюгової передачі, а в поперечному напрямку - за допомогою важеля.
Управління приводами вертикального та горизонтального переміщень здійснюється з пульта-координатора, а керування та вибір режиму роботи приводу розвальцювання виконують з виносного пульта, розташованого на захисному кожусі телескопічного валу. Розвальцювання труб в отворах трубних решіток виконують інструментом, що закріплюється в головці, з'єднаній з валом. При торцьовуванні, підрізуванні та нарізанні канавок у решітці управління мотор-редуктором від кнопковоїстанції.
Свищі та тріщини в корпусних деталях та обичайках заварюють. Після всіх робіт із зварювання корпусних деталей судини, що підлягають контролю Держгіртехнагляду СРСР, піддають гідравлічному випробуванню на міцність. Опресовування кожухо-трубних апаратів жорсткої конструкції проводять зі знятими кришками та з перевіркою якості вальцювання у ґратах. Під час заповнення апаратів водою перед випробуваннями необхідно забезпечити при будь-якій конструкції вихід повітря з порожнини, що випробовується.