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浅谈换热器石墨块孔破损的修复措施点击：2173 日期：[ 2014-04-26 21:14:15 ] |
| 浅谈换热器石墨块孔破损的修复措施 郑映 （瓮福（集团）有限责任公司，贵州福泉550501） 摘要：介绍了石墨块孔换热器石墨块孔一般损坏情况，并根据石墨块孔损坏情况提出了相应的修复措施，经试车和运行证明修复措施的可行性，此修复措施在同类设备中得到推广应用。 关键词：换热器石墨块孔修复措施 1·概况 我公司净化磷酸装置设计能力为100Kt/AP2O5，世界最大、中国第一套湿法磷酸净化装置，本装置于2006年9月正式建成成功投产。装置主要为石墨、四氟材质设备，石墨设备有石墨塔、石墨泵、石墨换热器，其中石墨换热器有51台，石墨块孔换热器有22台且多数为法国卡朋罗兰进口设备，一旦损坏，维修费用高（块孔损坏厂商一般要求更换）、周期长（进口备件采购周期需2～3个月），特别对生产造成严重影响及经济损失。 经过分析论证，认为对损坏的石墨块孔粘接堵漏修复可再行使用并到达预期效果，经过修复后设备运行跟踪观察，设备运行性能良好，满足生产运行要求，达到修复预期目的和经济价值。 2·损坏分析及形式 换热器石墨块孔损坏原因一般装配、操作、工艺指标等原因导致的，具体情况为： （1）由于石墨易脆、强度低，装配时封头补偿螺栓紧固过大，块孔受热后膨胀补偿量不够，导致块孔损坏破裂。 （2）未按正常的操作安全规程操作，误操作。 （3）工艺运行指标超出设计值或极限值。石墨块孔损坏形式一般为体表破裂（裂纹呈线状）、管程内漏（传热管程与被传热管程通道损坏连通） 3·修复措施 石墨块孔修复必须根据石墨块孔损坏情况制定修复方案，块孔破裂和管程短路修复方法和工序是不同的，需因实而定，在制定修复方案前必须检查确定块孔的损坏形式和程度。块孔破裂可肉眼直观发现，无裂纹可判定为管程短路。 3.1块孔破裂修复 （1）修复工序 查损→定案→修整→粘接→固化→修边→试压→回装 查损：检查确定块孔损坏形式、位置、裂纹大小。 定案：根据损坏情况制定修复方案。 修整：对裂纹表面进行清洗、打磨、镶板下料、修正、对位处理。 粘接：对裂纹进行修复粘接。 固化：对裂纹粘接的石墨胶泥进行加热固化。 修边：固化后对修复处进行修正，满足原有的设计及尺寸要求。 试压：对修复好的块孔进行试压、试漏检验检查。 回装：对块孔进行回装，回装后对整台换热器进行试压试漏检查。 （2）技术要求 ①判定为体表破裂，仔细查看破裂程度（裂纹竖向长度和纵向深度），裂纹纵向深度大于块孔纵向尺寸1/5或100mm,需对块孔从裂纹纵向进行分离（对块孔一分为二）；反之，采取对裂纹进行开槽，开槽尺寸为裂纹尺寸+30～50mm。制定修复方案主要就是确实块孔修复采取分离粘接还是开槽镶嵌，分离粘接就是彻底将块孔从裂纹处分离开后在进行粘接，开槽镶嵌是在裂纹处开规整的尺寸槽，根据槽尺寸制作石墨镶嵌板（尺寸小于开槽尺寸1～2mm），镶嵌板材质应与块孔一致或相近。 ②对裂纹粘接表面进行打磨、吹扫、清洗，清洗剂可用丙酮和酒精。 ③石墨胶泥的调制应严格要求配制，石墨粉和树脂应采用原厂家并与石墨块孔材质相同（一般树脂有酚醛树脂、呋喃树脂、环氧树脂，石墨粉纯度和细度直接影响粘接性能）；石墨胶泥粘度适中（粘度大涂抹困难湿润性差，粘度低会发生流挂形成粘接空区）。 ④石墨胶泥的涂抹应粘接区充分涂覆，粘接拼合后保证粘连缝表面有挤压渗出胶泥，石墨块孔拼合后采用工装夹具固定，粘连缝受力恒定。 ⑤固化：把粘接固定好的石墨块孔放在密闭的空间内进行加热固化，加热可采用蒸汽或其它方式，加热温度控制在70～80℃、固化时间为4～6h,固化加热目的是均匀加快固化时间及应力消除。 ⑥试压检测修复强度及密闭性，检测压力分三次递增进行，试压压力为实际工作压力（P）的0.5P、P、1.5P，每次稳压时间为10min，无泄漏裂纹视为合格。 ⑦回装时修复的石墨块孔应放在最上层，封头补偿螺栓采取预紧处理，进行投料试运行后逐渐紧固，运行投料应缓慢递增进行。 3.2块孔管程内漏修复 （1）修复工序 查损→定案→修整→粘接→固化→修边→试压→回装 查损：用试漏夹具检查确定内漏位置、内漏孔数。 定案：根据损坏情况制定修复方案。 修整：对漏孔、石墨棒进行清洗打磨。 粘接：对漏孔采用石墨棒进行粘接堵塞。 固化：进行加热固化。 修边：固化后对修复处进行修正，满足原有的设计及尺寸要求。 试压：对修复好的块孔进行试压、试漏检验检查。 回装：对块孔进行回装，回装后对整台换热器进行试压试漏检查。 （2）技术要求 ①试漏确定管孔位置和数量，根据泄漏孔数确定堵塞孔数，原则为单排堵塞孔数为泄漏孔数N+2；堵塞采取石墨棒粘接堵塞，石墨棒截面直径小于管孔直径1.5～2mm、长度L=100～150mm为宜。 ②对堵塞管孔粘接尺寸处进行打磨、吹扫、清洗，清洗剂可用丙酮和酒精。 ③石墨胶泥的调制应严格要求配制，石墨粉和树脂应采用原厂家并与石墨块孔材质相同（一般树脂有酚醛树脂、呋喃树脂、环氧树脂，石墨棒粒度和细度直接影响粘接性能）；石墨胶泥粘度适中（粘度大涂抹困难湿润性差，粘度低会发生流挂形成粘接空区）。 ④石墨胶泥的涂抹应粘接区充分涂覆，粘接拼合后保证粘连缝表面有挤压渗出胶泥，石墨块孔拼合后采用工装夹具固定，粘连缝受力恒定。 ⑤固化、试压检测、回装工艺技术要求同上述⑤⑥⑦。 4·结论 经过对石墨块孔十多次的修复及三年运行观察,未再次出现裂纹、内漏损坏情况，换热效果良好,达到工艺运行生产的要求和目的,石墨块孔修复方案和修复成功，给装置正常运行生产提供有力保障及设备缺陷提供可靠技术保证，同时也大大减少降低维修生产成本。目前，该粘接修复技术已应用在我公司其它石墨设备中，给我公司带来了可观的经济效益和社会效益。 参考文献 [1]成达先.机械设计手册(第三卷)[M]. [2]左景伊,左禹.腐蚀数据与选材手册[M]. [3]董大勤,袁凤隐.压力容器与化工设备实用手册[M]. [4]许志远.石墨制化工设备[M]. |
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