Технология ремонта теплообменного оборудования

Со временем трубы и стенки корпуса теплообменников изнашиваются из-за эрозии и коррозии, теплопередающие поверхности покрываются слоями отложений и не справляются со своей функцией - плохо передают тепло.

Распространенные дефекты:

Для бесперебойной работы теплообменного оборудования необходимо вовремя и по регламенту проводить ремонт. Ниже разберем, с какой периодичностью нужно проводить комплекс ремонтных мероприятий.

1Циклы ремонта теплообменных аппаратов

Теплообменное оборудование требует постоянных поддерживающих ремонтных процедур. Из-за неравномерного износа и случайного характера повреждений проводят разноплановые ремонтные работы.

Периоды ремонта теплообменников зависят от двух факторов:

• Типа производства.
• Вида теплообменного аппарата.

В зависимости от этого выбираются периоды проведения четырех видов ремонта:

• Профилактический осмотр (каждые 3 месяца). При профилактическом осмотре в теплообменных аппаратах проверяют затяжки фланцевых соединений, устраняют неплотное прилегание, подтягивают или перебивают сальники запорной арматуры, проверяют приборы контроля и предохранительные устройства.
• Текущий ремонт (примерно раз в год). Во время проведения текущего ремонта вдобавок к мерам профилактического ремонта частично разбирают и демонтируют запорную арматуру, перебивают все сальники, заменяют прокладки и проверяют герметичность арматуры. Также ремонтируют предохранительные и обратные клапаны. В оросительных конденсаторах демонтируют и чистят отбойные щиты и трубы, проводят очистку и регулировку водораспределительных устройств.
• Средний ремонт (каждые 3 года). При среднем ремонте дополнительно к объему текущего ремонта снимают крышки теплообменников для очистки труб и полостей от грязи, ила, продуктов коррозии и накипи. Проводят испытания на плотность и выявляют протечки труб в трубных решетках, при необходимости производят вальцовку труб, зачеканку или подварку свищей и течей, глушение дефектных труб. Ремонт подразумевает проверку и наладку работы мешалок, выборочную проверку труб испарителей (типа ИА или ИП) и оросительных конденсаторов на коррозию, ремонт теплоизоляции.
• Капитальный ремонт (раз в 12 лет). При капитальном ремонте дополнительно к объему среднего ремонта выполняют работы по замене всех ранее заглушённых трубок (при глушении более 15% трубок), замену труб и секций, имеющих течи, замену труб с износом более 25% по толщине стенки, ремонт и замену запорной арматуры.

2Чистка теплообменников

Одним из основных видов ремонтных работ является – чистка труб теплообменников. Хорошая очистка теплопередающей поверхности увеличивает теплопередачу и продлевает срок работы теплообменников.

Виды очистки теплообменников:

Оборудование для очистки труб теплообменников

Для очистки труб используют следующее оборудование:

• Устройство для очистки труб БУРАН. Переносные аппараты серии БУРАН подходят для очистки только прямотрубных теплообменных аппаратов, так как очистка производится головкой с пластинами, которая прикреплена к перфоратору через прямые жесткие штанги-удлинители. Для охлаждения инструмента и вымывания продуктов очистки в зону очистки подается вода. Перфоратор устройства БУРАН может поставляться с двумя типами двигателей: электрическим и пневматическим. Вес устройства в рабочем состоянии в зависимости от привода составляет 10 или 7 кг, с пневмодвигателем аппарат весит легче.

  СТОК-51 для гнутых труб

  

  Посмотреть

  БУРАН для прямотрубных теплообменников

  

  Посмотреть
• Есть более тяжеловесные конструкции аппаратов для очистки труб по методу аппарата БУРАН. Они представляют собой штангу с приводом, но крепятся к тележке. В устройствах данного типа для конструкции чистящей головки могут использоваться резцы, сверла, ерши, буры, шарошки. Штанга вместе с электро- или пневмоприводом прикреплена к тележке. Вращающаяся штанга заключена в трубу, которая защищает руки рабочих и одновременно служит трубопроводом для подачи воды с целью промывки отложений. Горизонтально приспособление перемещается вручную.
• Устройства типа СТОК для прямотрубных теплообменников. К ним относятся модели СТОК-38, СТОК-57 и СТОК-100. Устройство представляет собой чистящий инструмент в виде шарошки и шланга, к которому она крепится. Шарошка и прикрепленный к ней малогабаритный пневмодвигатель проталкивается внутрь трубы и приводится в действие. Для охлаждения инструмента в трубу теплообменника подается вода через обычный шланг. Очищенный шлам удаляется из трубы воздушным потоком из выхлопных отверстий пневмодвигателя вместе с водой.

  СТОК-38

  

  Посмотреть

  СТОК-100

  

  Посмотреть
• Устройства типа СТОК для гнутых труб. К ним относится модель СТОК-51. Устройства типа СТОК для очистки У-образных гнутых труб теплообменных аппаратов и трубок малого диаметра используют гибкие валы, приводимые в движение пневмодвигателем.
• Гидропескоструйная очистка труб. При пескоструйной очистке песок вместе с водой подается в очищаемый аппарат, метод называется «мокрая» пескоструйная очистка. Также песок может подаваться в воду струей воздуха, в этом случае осуществляется очистка смесью воды, воздуха и песка.
• Гидропневматическая очистка. При гидропневматической очистке в трубу подают с помощью водовоздушного пистолета воду и воздух в соотношении 1: 1. Сжатый воздух расширяется и резко увеличивает скорость движения воды. Благодаря этому вода начинает двигаться толчками с интенсивными завихрениями и разрушает отложения. Продолжительность очистки по сравнению с механической сокращается в 8-10 раз.
• Гидромеханическая очистка. Вода под давлением до 70 МПа подается насосом по гибкому шлангу в полую штангу. На конце штанги закреплено сопло с отверстиями, располагаемыми в большинстве случаев под углом 45° к оси штанги. При помощи гидромеханической очистки трубы теплообменника быстро избавляются от наслоений без эрозионного износа, но этот метод требует соблюдения мер безопасности.
• Ультразвуковой способ очистки. Суть этого метода заключается в том, что скорость распространения ультразвуковых волн в металле и наслоениях на стенках труб разная. При ультразвуковой обработке возникает деформация в пограничной зоне между металлом и отложениями, что приводит к разрушению отложений.
• Самоочищающийся конденсатор. Подходит только для очистки труб из легированной стали, так как при этом методе происходит сильный коррозионно-эрозионный износ стенок труб.

3Порядок ремонта теплообменных аппаратов

Ремонт теплообменников имеет строго определенную последовательность и должен проходить по четко заведенному порядку. Разберем порядок ремонтных операций поэтапно:

1. Производится демонтаж арматуры и трубопроводной обвязки, разбирают резьбовые соединения, снимают крышки, люки, выемки трубных решеток.
2. Проверяют плотность и прочность труб и их крепление в трубных решетках при помощи пневматических или гидравлических испытаний.
3. Производится глушение и развальцовка (обварка) труб в трубных решетках, при замене трубы извлекаются из корпуса, отверстия в решетках теплообменника очищаются, ставятся новые трубы, а их концы зачищают.
4. Далее ремонтируют корпусные детали, проводят вырубку и вырезку прокладок и подготовку крепежа, после этого идет сборка аппарата.
5. Последним этапом проводятся испытания на плотность и прочность и сдача в эксплуатацию.

Рис. 1. Гидродинамическая (а) и гидромеханическая (б) очистка теплообменников, установка преобразователей для очистки ультразвуком (в) и схема работы «самоочищающегося» конденсатора — конденсатора с псевдо-кипящим потоком песка (г):

1- двигатель; 2 - насос; 3 — регулятор давления; 4 — барабан для шланга; 5 — подвод воды; 6 — гибкий шланг высокого давления; 7 — щиток; 8 — пульт управления («пистолет»); 9 — полая штанга; 10 — распылитель с соплами; 11 — дрель; 12 — подшипник; 13 — манжета; 14 — сверло; 15 — преобразователь; 16 - генератор; 17 — перегородки; 18 — сливной лоток; 19 — смотровые окна

4Как производится замена труб теплообменника

Выемка труб

В зависимости от типа крепления трубы в трубной решетке, есть два варианта выемки труб.

• Для развальцованных труб.

  Когда нужно заменить развальцованные трубы в трубной решетке теплообменника, их подрезают специальным аппаратом с резцами за трубной решеткой. Также возможна операция по их рассверливанию. Рассверливание уменьшает толщину стенки трубы и ее становится легко вытащить.

  Рассверливание ведут при помощи специальных машин МАНГУСТ.

  Они оснащаются всеми необходимыми сменными комплектами, чтобы проводить подрезку торцов труб, обработку внутренней и наружной фаски и проводить высверливание завальцованных труб. Высверливание производится ступенчатым сверлом с центрирующим гладким концом, равным внутреннему диаметру трубы и режущей частью, равной 3/4 наружного диаметра труб. Уменьшение толщины труб резко снижает напряжение в вальцованном соединении, и труба легко вынимается. Чтобы не уронить трубу в межтрубное пространство, в нее вставляют с другой трубной решетки металлический прут или используют приспособления.

  Все эти операции проводят так, чтобы не повредить поверхности отверстий в решетке.

  

  Рис. 2. Ремонт теплообменников: исправление вмятин в трубах (а), глушение дефектных труб резьбовой пробкой (б); резиновой прокладкой с разжимными конусами (в), резиновой прокладкой на период испытаний (г); вытаскивание дефектных труб (д) и стадии вальцовки: вставка трубы в решетку (е), подвальцовка (ж) и окончательная развальцовка и бортовка (з);

  1 — болт; 2 — нажимные детали; 3 — трубная решетка; 4 — труба теплообменника; 5 — пробка калиброванная; 6 — резьбовая пробка; 7 — резиновые прокладки; 8 — стопорящий сухарь; 9 — опорный стакан

• Для приваренных труб:

  Трубы, закрепленные в трубной решетке с помощью сварки, вынимают из аппарата после удаления сварного шва. Для этого также можно использовать машину МАНГУСТ. Прежде чем заменить дефектные трубы, отверстия трубной решетки зачищают, продувают и протирают насухо. Продольные риски на поверхностях отверстий зачищают шабером. Шероховатость поверхности в отверстиях под вальцовку должна быть не ниже Ra 0,80 мкм.

Установка новых труб в трубную решетку

• Перед установкой новых труб их концы зачищают и протирают.
• После этого трубы вставляют в трубную решетку и зазоры продувают воздухом.
• При малых зазорах трудно заводить трубы в трубную решетку, а при больших появляется опасность потери прочности трубы и плотности соединения.

• Развальцовку начинают с привальцовки — раздачи конца трубы для его закрепления в отверстии.
• Привальцовку выполняют вальцовкой с длиной роликов на 10- 12 мм, превышающей толщину трубной решетки.
• После привальцовки всех труб проводят окончательную развальцовку из расчета 15-20% толщины стенки вальцуемой трубы и отбортевывают концы труб под углом 15° к оси трубы.
• Привальцовку выполняют крепежной вальцовкой, окончательную привальцовку и отбортовку — бортовочной вальцовкой (с бортовочными роликами).

Сначала развальцовывают все трубки в одной решетке, а затем в другой.

При большом количестве заменяемых трубок порядок вальцовки следующий: сначала вальцуют четыре трубы крест-накрест, потом все трубы по периметру, после этого все остальные.

Проверить качество работ можно осмотром на отсутствие трещин и разрывов, подреза труб по кромке гнезда, а также убеждаются в отсутствии ярко выраженного перехода между вальцованной и невальцованной частью.

5Инструменты для ремонта теплообменного оборудования

Мы предоставляем полный комплекс инструментов для ремонта теплообменников. Для подбора оборудования свяжитесь с нашим менеджером:

• Позвоните нам по бесплатному телефону 8-800-555-95-28.
• Отправьте сообщение с запросом о консультации на E-mail to@novatecs.ru.
• Оставьте заявку, заполнив форму внизу страницы.

Вам может быть интересно:

• Как выбрать машину для гидродинамической очистки труб
• Как выбрать инструмент для ремонта теплообменных аппаратов
• Особенности развальцовки труб теплообменников