Очистка поверхностей теплообменника

Монтаж и демонтаж резьбовых соединений

Демонтаж и монтаж резьбовых соединений производится с помощью гаечных ключей. Снижение трудоёмкости работ по монтажу и демонтажу резьбовых соединений достигается применением пневматических и гидравлических гайковёртов.

Извлечение трубных пучков

Извлекать трубные пучки можно только из теплообменников с плавающей головкой и U-образными трубками. Извлечение трубного пучка является весьма трудоёмкой операцией.

В большинстве случаев для снижения трудоёмкости работ используются экстракторы, т. е. приспособления для захвата трубного пучка в сочетании с грузоподъёмным механизмом. Применяются следующие способы:

1) с помощью лебёдки и автомобильного крана (см.рис.);

2) с помощью лебёдки и стационарного монорельса (см.рис.), на монорельсе размещаются два тельфера, что позволяет без затруднений проводить демонтаж и монтаж трубного пучка;

3) с помощью лебёдки и передвижного монорельса (см.рис.), с помощью неподвижного монорельса можно обслуживать несколько параллельно стоящих теплообменника;

4) с помощью лебёдки и передвижной тележки (см.рис.).

Извлечение трубного пучка из вертикальных теплообменников проще, чем из горизонтальных, и осуществляется принципиально теми же способами.

Очистка поверхностей теплообменника

Для очистки теплообменных поверхностей (внутренних и наружных поверхностей трубок) используются следующие методы:

- химическая очистка;

- механическая очистка;

- гидромеханическая очистка;

- пескоструйная очистка;

- специальные методы очистки.

Химическая очистка выполняется без вскрытия и разборки теплообменника.

Для очистки от накипи применяют 5-15% раствор соляной кислоты с добавками ингибиторов.

Очистку от твёрдых отложений проводят путём заполнения теплообменника на сутки 5% раствором соляной кислоты с добавкой жидкого стекла. Твёрдый осадок разрыхляется в этом растворителе и потом легко смывается водой.

Для очистки от органических отложений (масла, мазута и т. п.) используют углеводородные растворители.

Достоинства метода – нет необходимости в разборке теплообменника, можно чистить межтрубное пространство.

Недостаток – необходимость утилизации отработанных продуктов.

Механическая очистка осуществляется при помощи шомполов, свёрл, щёток, резцов, буров с подачей воды или воздуха для удаления продуктов очистки.

Простейшим приспособлением является стальной пруток с ершом из стальной проволоки, приваренным к прутку.

Для механизации процесса механической очистки используются приспособления, состоящие из пневмо- или электродрели, полого вала и бура. После первичной обработки трубок буром их подвергают окончательной очистке стальным ершом.

Недостатки механической очистки: трудоёмкость и отсутствие возможности очистки межтрубного пространства.

Гидромеханическая очистка осуществляется с помощью воды, подаваемой под высоким давлением (от 15 до 70 МПа) в полую штангу, на конус которой установлено сопло с несколькими отверстиями. Струи воды при выходе из сопла режут и отрывают отложения от стенок очищаемых поверхностей. Время очистки трубы составляет 10-15 с. Широкий диапазон изменения давления (от 15 до 70 МПа) даёт возможность удалять отложения практически любой твёрдости.

Достоинства метода: высокая степень очистки; возможность очистки поверхности трубок на месте установки аппарата.

Недостаток: требуемое высокое давление предъявляет высокие требования к охране труда.

Гидропневматическая очистка осуществляется с помощью воды и воздуха. В загрязнённую трубку одновременно подаётся вода и сжатый воздух. Сжатый воздух, расширяясь, резко увеличивает скорость движения воды, которая начинает перемещаться по трубке последовательными водяными «пробками» с интенсивными завихрениями. Совместное движение воды и воздуха быстро разрушает отложения на стенках трубок, очищая их.

Одновременная подача в трубку воды и воздуха осуществляется при помощи воздушного «пистолета». Воздух под давлением 0,7-0,8 МПа и вода под давлением 0,5-0,6 МПа при соотношении 1:1 подаются шлангами.

Гидропневматическая очистка позволяет сократить время очистки по сравнению с механической в 8-10 раз, значительно реже подвергать очистке теплообменники, повысить производительность труда.

Пескоструйная очистка позволяет добиться наиболее полной очистки труб, в результате чего коэффициент теплопередачи восстанавливается до значений, соответствующих отсутствию термических сопротивлений, обусловленных загрязнениями. Сущность пескоструйной очистки заключается в обработке очищаемой поверхности взвесью песка в воздухе или воде, подаваемой с большой скоростью. Засасывание песка осуществляется эжекционными установками.

К специальным методам относится ультразвуковая очистка. Ультразвуковые преобразователи через посредство головок с вибраторами, устанавливаемыми в жидкости (воде) внутри очищаемого объёма, позволяют полностью удалить твёрдые отложения, разрушаемые под действием ультразвуковых колебаний и вымываемые звукопередающей средой.

Ремонт трубного пучка

При ремонте трубного пучка допускается установка пробок на 15% трубок в каждом потоке (ходе) пучка. При выходе из строя более 15% трубок все они заменяются полностью. Выбор материала трубок осуществляется с учётом характеристики среды, её параметров и в соответствии с действующими нормами. Применение бывших в употреблении трубок допускается, если они потеряли вследствие износа не более 30% первоначального веса.

При замене завальцованные трубки, не выступающие над решёткой, отрезают специальным приспособлением за трубной решёткой. Трубки, выступающие над трубной решёткой, отрезают головкой с резцом. Оставшиеся в гнёздах решёток концы трубок сплющивают и выбивают.

Удаление дефективных приваренных труб проводится вырубкой сварного кольцевого шва или срезанием торца трубы и валикового шва специальной фрезкой с приводом от гибкого вала или переносной дрели.

Вставляемые новые трубки отрезают по длине трубного пучка с прибавкой 8-10 мм длины. Концы трубок зачищают до металлического блеска на длину, равную толщине решётки с прибавкой 10 мм на сторону. В трубной решётке все отверстия зачищают от заусенцев, ржавчины и грязи. Наличие продольных рисок в отверстиях трубной решётки не допускается. Перед установкой трубок отверстия в решётке продувают воздухом и насухо протирают.

Зазор между наружным диаметром трубки и отверстием в решётке должен быть не более 1,5% диаметра трубки.

Крепление труб в трубных решётках производится:

1) развальцовкой;

2) обваркой;

3) комбинированным способом (обварка + развальцовка, развальцовка + обварка ) и др.

Отверстия под развальцовку обрабатываются не ниже седьмого класса шероховатости. Концы трубок должны выступать на 3-5 мм у наружного торца каждой решётки и быть отбортованными. Ввиду того, что трубки при развальцовке удлиняются, сначала развальцовывают все концы трубок в одной решётке, а потом в другой. При этом вальцуют четыре трубки крест-накрест, затем все трубки по периметру и далее остальные.

В теплообменных аппаратах жёсткой конструкции применяется также сварное крепление трубок в трубной решетке. При этом трубки и решётки должны быть изготовлены из хорошо свариваемых металлов.

Ремонт корпуса аппарата

Корпус аппарата, имеющий различные выпучины и вмятины, выправляется ударами кувалды по медной подкладке. Устранение небольших вмятин при толщине стенки корпуса или крышки, выполненных из углеродистой стали, не более 3-4 мм осуществляется нагревом. Если невозможно устранить указанные выше дефекты ударами и нагревом, то повреждённые части либо удаляются, либо на них ставятся накладки.

Свищи и трещины удаляются путём заварки или постановки накладок с предварительным удалением дефектного участка.

При помощи цветной дефектоскопии определяют протяжённость и положение концов трещин, обнаруженных в корпусе. Эти концы до заварки засверливаются свёрлами диаметром 3-4 мм. Несквозные трещины глубиной не более 0,4 толщины стенки разделываются под заварку односторонней вырубкой на максимальную глубину трещины со снятием кромок под углом 50 – 60°. При толщине более 100 мм сварку ведут обратноступенчатым методом. Сквозные и несквозные трещины глубиной более 0,4 толщины стенки разделывают на всю толщину вырубкой зубилом или газорезкой. При появлении гнездообразных трещин повреждённые места вырезаются и закрываются заплатами, которые не должны иметь острых углов. Заплаты ввариваются заподлицо с основным металлом. Площадь заплаты не должна превышать 1/3 площади листа аппарата.

Дефектные штуцеры и трубные решётки при достижении максимальных величин износа и прогиба подлежат замене.

Испытание теплообменников

Опрессовка теплообменников жёсткой конструкции и с линзовым компенсатором на корпусе проводится при снятых крышках. Вода при гидравлическом испытании подаётся в межтрубное пространство. Появление воды в любой из трубок или в месте вальцовки трубки в трубной решётке указывает на дефекты в ремонте.