螺纹锁紧环换热器检修存在问题及对策

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1、螺纹锁紧环换热器检修存在问题及对策茂名炼化股份有限公司苏国柱摘要：某厂的两套加氢装置使用了由国外设计、制造的H—H型螺纹锁紧环换热器，由于设计不合理，在停车对换热器进行拆装时，出现了外圈螺栓粘结、螺纹锁紧螺纹损坏、内法兰螺栓拆卸困难和密封泄漏等问题，通过采取改变螺栓结构和改进拆装程序与方法等措施，完成对换热器的检修，也方便换热器以后的拆装检查。关键词：螺纹锁紧环高压换热器拆卸问题改进1前言加氢裂化装置和渣油加氢脱硫装置的高压换热器均为螺纹锁紧环式换热器，这种结构型式的换热器最初是由美国雪弗龙公司开发设计的。其管箱用大型螺纹环承担全部压力，省掉了传统换热器两个大

2、型法兰和相应的一套重型螺栓、螺母，因此其体积小、结构紧凑；另外从密封角度上讲，压紧垫片的螺栓只承受垫片压紧力，与换热器内压力几乎无关，且运行过程中出现泄漏时，也不必停车，只需紧固外面的螺栓即可达到密封要求，因此其结构是合理的，密封有保证，操作安全可靠。但螺纹锁紧环式换热器的结构比较复杂，内构件多，装配复杂，拆装需要借助专用工装。加氢裂化装置和渣油加氢脱硫装置的高压换热器的结构基本相同，但也存在差异之处，本文介绍了高压换热器的结构特点，并就两套装置的换热器在检修过程存在问题进行阐述，并提出处理办法。2换热器的操作条件两套装置的换热器的操作条件见表1、2。表1加氢

3、裂化高压换热器操作条件设备编号介质温度℃压力MPa管程壳程管程壳程管程壳程E101反应流出物热循氢41425417.6419.35E102/A反应流出物新鲜原料37830717.5618.99E102/B反应流出物新鲜原料36320217.4519.02E103反应流出物冷循环氢32925417.4419.42E104反应流出物新鲜原料27620217.3419.06E105/A反应流出物丁烷塔原料23719417.242.08E105/B反应流出物丁烷塔原料20913916.902.0310表2渣油加氢高压换热器操作条件设备编号介质压力MPa温度℃管程壳程管

4、程壳程管程壳程I-E101II-E101反应流出物反应进料17.420.5454427I-E102AII-E102A混合进料热高分气20.617.2400427I-E102BII-E102B混合进料热高分气20.417.1360401I-E103II-E103混合氢热高分气20.617.22803203换热器的结构简介以渣油加氢装置的高压换热器为例，以下简单介绍高压换热器的结构形式。3.1管箱结构管箱的结构详见图1。图1管箱结构图3-管箱4-管板5-壳侧垫片7-分程隔板套圈9-内法兰10-内法兰螺栓11-三合环12-内套筒13-垫片压板14-管箱垫片15-管箱

5、盖16-压环17-内圈螺栓18-固定环19-螺纹锁紧环20-外圈螺栓21-换热管子22-检漏口3.2管箱结构的特点⑴、管程压力的传递过程：管程内的压力所产生的轴向力，由管箱盖（15）通过螺纹锁紧环（19）的外螺纹和管箱（3）的内螺纹啮合，传递给管箱体。⑵、壳程压力的传递过程：管板（4）两侧压差产生的轴向力，由管板通过分程隔板套圈（7）、内法兰螺栓（10）、内法兰（9）、三合环（11）传递给管箱。⑶、管程密封结构：由管箱垫片（14）、垫片压板（13）、固定环（18）、外圈螺栓（20）、管箱盖（15）所组成。调节外圈螺栓的力矩，密封比压随着改变，从而达到控制密封的

6、目的。10⑷、壳程密封结构：由壳程垫片（5）、管板（4）、分程隔板套圈（7）和内法兰螺栓（10）所组成。调节内法兰螺栓，可控制密封面比压。为使管程和壳程之间不串漏，密封垫片应充分压紧，要达到密封所需的压紧力，其方法是在安装时用内法兰螺栓第一次压紧，待操作过程中发现有内漏现象时上紧内圈螺栓即可达到密封。为补偿膨胀差引起的压缩量的大小变化，在内套筒与管板之间加金属平垫。（加氢裂化高压换热器无此结构）4检修过程存在问题加氢裂化高压换热器于1982年使用，已检修多次，而渣油加氢高压换热器于1999年投用，2001年进行了第一次检修，两套装置的换热器在检修过程中都存在一

7、些问题。4.1外圈螺栓粘结在拆卸渣油加氢换热器ⅠＥ103时，发现外圈螺栓有旋不动的现象，螺栓螺纹与螺纹锁紧环发生粘结，拆卸极为困难，即使注入大量的松锈剂，锁紧环上仍有8个螺栓拆不动。在拆卸其它几台时也发现有同样现象，使用的专用液压工具(德国WREN5型)的扭矩对于ⅠⅡＥ102达到了7000Ｎ*Ｍ，仍无法拆卸（ⅠⅡＥ102螺栓规格为1-1/2″，规定的拆卸正常力矩为990Ｎ*Ｍ，最大为1320N*M），ⅠＥ102A更有一条螺栓的螺帽被拧断，还有部分螺栓在旋松1/4圈后便越拧越紧。在锁紧环拆下后对旋不动的螺栓进行再次的拆卸，仍无法旋转出来。检查发现已经拆卸下来的外

8、圈螺栓中有60％在螺纹的底部3～7丝的