浮頭式換熱器管束泄漏準確查找新方法

王禮梅，王 歡，宋 駿

（中國石油西南油氣田公司天然氣凈化總廠，重慶 401120）

0 引言

石油化工企業在介質交換及傳質、傳熱過程中多數采用列管式換熱器，而浮頭式換熱器廣泛應用于生產過程中，浮頭式換熱器結構如圖1 所示。其使用工況多為高溫、高壓、易燃、易爆、酸堿性環境。方式為間壁式換熱。即使在循環水環境，換熱管內、外表面也易形成水垢而產生垢下腐蝕，使設備在服役期出現點、面折損直至穿孔而失能。破壞產品造成安全隱患。停產處理將影響下游相關單位，且設備規格不同，難于事前準備相關配套設施。修復時間難于保證，極大影響單位經濟效益。結合多年現場經驗，總結出列管式換熱器現場準確快速找漏方法，可一次完成所有泄漏管束查找。該方法可廣泛應用于各種規格列管式換熱器處理。

圖1 浮頭式換熱器結構

1 傳統找漏方法

目前國內普遍采用的假帽試壓法（填料函密封試壓）。制作專用假帽，拆除內、外浮頭及管箱盲板，將假帽裝配至浮頭端設立封閉空間。從殼程低端進水、高點排空，加壓至試驗壓力查找泄漏點，然后堵管。該方法的弊端：一是需制作連接法蘭、變徑法蘭、壓蓋等，機加工及焊接工作量大，不利于設備快速恢復使用功能，然而該試壓工裝使用率較低，處于長期閑置狀態，成本很高；二是由于浮頭端管板密封面太窄，密封范圍受限，因此不能有效密封。水會沿著密封處流出，因此不能準確判斷具體是哪根管子漏了，需要多次重復才能找出泄漏管子，因此工作效率低，工人勞動強度大，嚴重制約檢修工期。填料函試壓工裝如圖2 所示。

圖2 填料函試壓工裝

2 新查漏方法介紹

現介紹一種新的管束泄漏查找方法，該方法能夠準確判斷出泄漏管線，一次性解決泄漏問題，而且成本低，大大降低工人的勞動強度，縮短施工工期，經現場使用，效果很好。

該方法的具體施工步驟如下：

（1）拆除設備內、外浮頭。用工廠風吹干管內余水并達到干燥。用橡皮泥壓入列管內，保證封堵嚴密，外露橡皮泥揉連為一整體[2]。浮頭端管束的封堵如圖3 所示。

圖3 浮頭端管束的封堵

（2）將內、外浮頭復位，拆開管箱盲板。此時管箱端形成開放空間，殼程為封閉流程。在殼程低端進水，高處設置排氣口，灌水（不銹鋼應嚴格控制氯離子含量≤25×10-6加壓至試驗壓力。穿孔泄漏管束由于一端封堵，自流水液將從管箱端流出。換熱器制作規范要求換熱管與花板外伸長度為2～3 mm，若上部管束泄漏，自流水將在花板上形成掛壁水流，對下部管束泄漏情況的判斷形成嚴重影響。

（3）現制作一引流裝置，將相應直徑橡膠塞中間開出一小孔，用小孔管插入孔內，保證橡膠回彈壓緊孔管，在尾部連接相應長度軟管，保證將水流引至管箱外，引流管安裝方式如圖4 所示。

圖4 引流管安裝方式

3 泄漏管束的處理

（1）升壓至試驗壓力下保持30 min，無新增泄漏管束，在泄漏管子上作上標記，然后泄壓排液。

（2）拆除內、外浮頭，剔除管板橡皮泥需按圓環逐步向內進行。若發現橡皮泥有水包鼓起，則判定為焊縫漏，需對應封堵或更換相應管束。采用封堵可加工堵頭，堵頭的加工應嚴格把控尺寸，為保證自鎖型，加工斜度保證在3～5°，且不低于50 mm長度，材料與管束相同[1]。堵頭形狀如圖5 所示。

圖5 堵頭加工機械圖

（3）堵頭脹入泄漏管束后進行焊接，焊接前對管板及管口進行清潔處理，嚴格控制線能量，避免熱應力影響相鄰管束產生新漏點。堵頭插入管束如圖6 所示，焊接工藝參數見表1。

圖6 堵頭插入管束

表1 焊接工藝參數

（4）回裝試壓。介質宜采用清潔水，當材料為奧氏體不銹鋼時嚴格控制水中氯離子含量≤25×10-6，壓力升至試驗壓力時穩壓觀察30 min，無變形，無壓降，再降至設計壓力穩壓10 min，無變形，無壓降為合格。泄壓排液并吹干，當設計超過200 ℃時，按式（1）計算。

式中 Ps——試驗壓力，MPa

K——系數，液壓試驗取1.5，氣壓試驗取1.15

P——設計壓力，MPa

[σ]1——試驗溫度下材料的許用應力，MPa

[σ]2——設計溫度下材料的許用應力，MPa

[σ]1/[σ]2大于6.5 時，取6.5。

4 結束語

此熱交換器管束泄漏查漏新方法適用于任何規格列管式換熱器。該方法簡單直觀，不借助于任何專用工裝，成本低，工作效率高，經現場使用，效果明顯。較之傳統查漏方法具有明顯的優點，可以在石油化工企業進行推廣使用。