絲堵式空冷器管束查漏方法及堵漏技術分析

周璐璐

摘 要：空冷器由于具有節能環保的優勢，在各行業中得到了廣泛應用，其中石油煉化裝置中使用最多的是絲堵式空冷器，但是由于絲堵式換熱器的管束容易發生泄露問題，對企業工藝運行具有極大危害?？紤]到絲堵式空冷器結構特殊性，查漏難度較高。本文針對上述問題進行了分析，借助新型查漏專用工具作業，大幅縮減了設備檢修周期，并提出了相應的堵漏技術。

關鍵詞：絲堵式空冷器；查漏；堵漏；技術；專用工具

中圖分類號：TQ051 文獻標志碼：A

0 前言

空冷器作為石油煉化行業中常見設備，具有換熱系數高、節能環保、結構簡單的優勢。當下空冷器管束一般是采用錯裂布置的形式，管束包括4層、6層結構。投入運行后，一旦某根管子發生泄露，需要快速及時的查找出故障位置，避免內部流體滲漏等造成的危害。由于換熱管間距小，布置方式靈活多變，查漏過程難度相對增加，且后續堵漏問題有待優化。

1 查漏作業和專用工具的應用

結合石油行業空冷器使用狀況分析可發現，部分換熱管束由于常年連續使用，經常發生泄露問題，高效快速的查找出故障位置并進行堵漏處理具有重大價值。

1.1 查漏流程分析

第一，若換熱管束發生泄露，物料外流狀況，根據大體位置判斷可能泄露的管子。將管箱端頭處的絲堵寫下，在螺孔位置插入楔子，保證管子兩端密封后，重新裝上絲堵。第二，核查堵管后的換熱器，保證外界工藝條件參數的合理性，向空冷器內部充入水或壓縮空氣等介質。不出現泄露問題，表面查漏工作結束。如果仍存在物料泄露問題，表面堵管位置有誤，需要重復上述步驟進行查漏處理。直到沒有物料外流后方可確認查漏工作結束。

1.2 查漏難點分析

換熱器管束的查漏作業具有重復性高、耗時長的特點。此外，考慮到空冷器結構特殊性，所有管子的端口都位于管箱內部，如果查漏環節中，誤將沒有泄露的管子堵上，將會減小實際散熱面積，可能會導致換熱量無法滿足負荷要求，危害極為突出。這也是導致空冷器使用壽命下降速度增加的主要原因，對企業而言是增加了設備成本問題，經濟損失狀況較為嚴重。此外，查漏堵漏的檢驗中，堵住管子兩端后便需對整個空冷器進行水壓試驗，充水、放水時間長，工序復雜度高，一定程度上還會引起資源浪費問題。

1.3 查漏專用工具的應用

從上述分析可以得出，換熱器管束的查漏處理難度大、耗時長。為了高效快捷地找到泄漏位置，同時降低試驗操作中資源耗費量，本文提出專用查漏工具。

該工具從結構上分析：第一，核心部件是空芯可旋轉螺栓，該螺栓是中間有通孔的絲堵，且螺栓絲堵規格與空冷器裝置的相吻合，一般為M30mm。螺栓的有效螺紋長度比空冷器長出幾mm。第二，一般選用無縫鋼管替代主水管，規格為DN15mm，保證壁厚滿足強度要求。第三，專用工具的制備中，需要將空芯旋轉螺栓套在實心桿、主水管外，然后焊接處理，將擋塊固定在實心桿位置處。第四，為了保證專用工具的合理性，需要結合空冷器管箱深度進行擋環和楔形管間距的確定，以空心旋轉至2/3處后，恰好到換熱其管口位置為判定原則。第五，楔形頭需要根據換熱管規格進行更換操作，一般換熱管為DN15mm、DN20mm兩種形式。

專用工具可快速、精確的查找出泄露點，可避免浪費試驗介質、錯誤堵管等常見問題，對絲堵式空冷器的查漏具有極大幫助，專用工具的使用方法分析如下。第一，結合物料泄露狀況，將疑似泄露位置的絲堵拆開，借助2號專用工具沿螺孔深入管箱，然后擰緊螺栓，推動實心桿前行，借助楔形材料堵住管口處。第二，采取上述同樣方法處理，借助1號專用工具楔形管頭堵住管子另一端，借助活接頭將水注入換熱管內部，升壓至試驗要求數據，關閉閥門后檢漏。第三，若空冷器下部出現水滴、升壓后壓力示數下降，均表明該換熱管出現泄漏問題。第四，將1號、2號專用工具拆除，暫時堵住管子兩端，讓空冷器正常運行，若設備下放沒有再次出現水滴問題，且壓力能維持穩定示數，表面換熱管沒有漏電。第五，重復第四步，便可查出所有漏點位置，且精度高達100%。該堵漏技術易于操作，原理簡單，可避免錯誤堵管的危害，是保證設備散熱性能的關鍵步驟，在散熱器管子查漏作業中具有重大使用價值，可以在業內進行廣泛推廣使用，需要引起設備廠家、企業的共同關注。

2 管束堵漏技術分析

2.1 快速堵漏技術

如果泄露位置是層疊翅片管的形式，一般不推薦焊接堵漏的方法。結合空冷器的結構，可采用不動火封堵的方法。將管箱處絲堵拆下，然后加工較長的錐頭絲堵，將管束兩端漏氣位置封上，便可達到堵漏要求。但是該方法仍存在一定弊端，僅將管子內壁堵住，未考慮脫鉚位置的間隙問題，可能無法完成堵漏要求。

結合管子加工制造等工藝要求分析后，可采用新型堵漏技術進行處理。將堵頭設計成分體的形式，然后對頂絲、堵頭分別進行加工?？稍诠芟渖隙税惭b頂絲，堵頭位置需要由兩種規格的圓柱體構成，前端需要與管子內徑吻合，保證與管子的間隙滿足實際要求，伸入內部后便可完成導向作用，后端需要大于管子外徑，借助堵頭端的階梯面完成與管束的密封。還需要借助銅墊圈等配件安裝在堵頭端口處，這是保證密封壓實牢固度的基礎，頂絲壓緊后便可完成整個密封處理。

安裝過程中，需要先將管箱絲堵拆開，將工具深入到箱體內部后，再進行管端面的清潔處理。然后將銅墊圈放置在絲堵孔、翅片管中間，裝上頂絲后進行預壓緊操作，然后對螺母進行擰緊處理，旋緊螺母后對管子另一端進行同樣操作，最后對管子進行加壓、試漏處理。

2.2 密封材料的應用

堵漏工藝操作中，需要注重堵頭密封材料的形式和種類，硬度過大的材料具有可塑性差的特點，密封難度高，硬度過小材料在空冷器管束振動作用下，容易發生變形問題，可能會發生封堵效果下降。為此，可采用黃銅材料進行處理，黃銅是銅、鋅材料構成的合金，具有應用范圍廣的優勢。黃銅種類包括：第一，普通黃銅，由銅、鋅元素構成，牌號為H70，也可稱為三七黃銅，具有塑型高、耐腐蝕的優勢。第二，含銅量高于63%的材料，可以進行冷加工，具有良好的延展性，可進行退火操作。第三，含銅量較低，大部分是鋅元素的材料，主要在熱加工時應用較多，具有強度高的優勢。第四，兩種或多種元素構成的合金，也稱為復雜黃銅。

考慮到空冷器堵漏工藝需求，需要保證密封材料具有硬度適中、密封性良好、耐受性高的優勢，其次需要考慮材料成本，通用性等要求。通過對不同材料進行綜合比對可分析得出，H70黃銅形式較為合理，硬度較低，價格低廉，首選該材料進行銅墊片的加工。如果工藝操作允許的條件，可進行結晶退火處理，可進一步降低硬度到55（布氏硬度）。應用實踐表明，本文所采用的不動火堵漏技術可在空冷器中進行應用，對設備運行穩定性具有較大意義，屬于較為實用的新型堵漏技術。該方法不會對空冷器外觀造成負面影響，同時加工難度小，材料成本低，應用范圍較為廣泛。分體結構中的堵頭設置中，需要考慮銅墊片的應用，這是提高材料塑性合理性的基礎。

結語

絲堵式空冷器的查漏工作具有復雜度高的特點，略有偏差將會導致設備停運。借助專用查漏工具可快速完成查漏工作。將復雜的查漏工作簡單化，大幅提高了檢修效率。同時查漏中不需進行空冷器整體的充水、放水處理，降低了資源浪費帶來的負面作用。此外，本文針對空冷器管子泄露問題進行了補漏技術探討，最大程度地延長了空冷器使用壽命，是提高空冷器利用價值和散熱性能的重要方法，具有較高的經濟價值和實用價值。

參考文獻

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