石油化工设备维修常见技术问题
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摘 要：现阶段，我国的石油化工行业已经具备较大的规模，机械化的应用程度也较高，在石油化工企业的日常运行过程中，对相关设备进行维修能够在排除一些隐患的过程中延长设备的使用寿命，这种维修是一种具有技术含量的工作，面对石油化工产业中数量较大、种类较多的机械项目，如何进行有效的设备维修，提高维修技术，保障设备的正常运行是石油化工企业需要考虑的问题。本文以管壳式换热器维修改造为例。
关键词：石油化工;设备维修;技术问题
1管壳式换热器
据统计，对于管壳式换热器的投资占到化工总投资的四分之一，在炼油厂中的占比更高达三分之一。更突出的是，在整个换热器市场中，换热器种类繁多，主要包括管壳式换热器、螺旋折流板换热器、螺旋槽纹管换热器、波纹管换热器、螺旋扁管换热器和不连续双斜向内肋管换热器，但保守估计管壳式换热器占比也会达到三分之二。换热器市场目前在不断推广和优化管壳式换热器（壳程），同时也注意到了后期的维修与改造。
在现代化学工业生产中，面对管壳式换热器维修和改造问题，我们可以更换换热器的管箱、壳体、外头盖等，但大部分情况都会对管束进行更换。根据维修和改造的现实情况，更换的管束，主要关注的是管束的材料和结构，更换的管束有的两方面都与原设备保持一致，有的只在材料方面做出改变、结构不变，还有的两方面都做出改变。
2常见故障简述及原因分析
某炼油厂使用的39台管壳式换热器中，有17台管壳式换热器是因为长期使用腐蚀了管束外壁，造成了泄露需要进行维修。进行维修的管壳式换热器，根据具体损坏情况，更换管束材料的有六台，在更换管束材料后没别腐蚀状况明显得到了缓解。剩下的十一台管壳式换热器的结垢情况更为严重，甚至出现了升温和加热效果均不符合标准的现象，当务之急是对积垢进行处理，一般常使用机械清洗，且为了延长管壳式换热器使用年限，保障其正常运行，大致2-3个月就需要进行一次清洗。在实际生产中，管壳式换热器经常出现的问题可分为三大方面，一是热交换效率降低，二是出现泄露问题，三是流体介质流程或流速变小。大数据显示，热交换效率逐渐降低的最重要原因是结垢，结垢现象出现后，形成的污垢的导热系数远低于管束，严重阻碍了正常散热。且结垢现象在实际生产中是普遍存在的，甚至高达百分之九十的管壳式换热器都存在着污垢覆盖换热管束的情况。管壳式换热器的泄露问题主要的原因有：腐蚀换热管或管板、螺栓松动或静密封面的泄漏、流体介质不断充数造成的磨损以及温差引起的涨裂。管壳式换热器中流体介质流程或流速變小的形成原因主要有折流板被腐蚀，失去折流作用，流体介质流速下降;在长期使用过程中，分程隔板被腐蚀或隔板槽内用于密封的垫片磨损，出现隔板短路现象，即流体介质流程减小。
3管壳式换热器故障处理和改造
针对上述管壳式换热器的常见问题，在实际维修改造中，主要需要解决结垢和腐蚀问题。对于积垢的清洗方法主要有机械清洗法、高压水泵清洗法、化学试剂清洗法以及使用综合方法清洗。
3.1机械清洗法
适用于管壳式换热器壳程和壳体内壁出现结垢需要清洗的状况，主要是使用钻头手动清洗，但钻头手动清洗一方面清洗效率低，另一方面清洗过程会对设备造成磨损。3.2高压水泵清洗法
通过刚性枪和柔性枪喷射高压水来进行清洗，适用于清洗存在致密污垢的壳体内壁和管束外壁，同样的这种方法也存在着缺陷，使用的高压水枪存在较大危险性，使用人员必须经过专业培训，小心操作。
3.3化学试剂清洗法
通过向换热器需要清洗部位，浸泡或喷淋化学试剂，发生化学反应消融和去除污垢。这种方法对于不易拆卸，无法轻易接触的部位特别有效，但还是要注意尽量选用腐蚀性小的化学试剂，防治设备出现损害。
3.4综合方法清洗
在实际应用中发现，有些污垢通过使用一种除垢方法，无法达到完全去除污垢的效果，随着超声波除垢技术的应用，开始采用多种清洗方法，达到换热器清洗的理想效果。对于管壳式换热器腐蚀问题，被腐蚀的部分若已经穿孔，首先要对被腐蚀情况进行科学合理的评估，若还能继续使用，可以进行焊接修补，若无法再使用，则进行更换。
管壳式换热器，可以细分为固定管板式、U形管式以及浮头式换热器。对于固定管板式换热器的维修基本原则是材料不变时，在监测现场环境的基础上，尽量保持原尺寸;当材料发生变化时，就需要注意保持管板密封面之间的距离、密封面与管口和支座的距离与原来一致。U形管板式换热器的维修相对简单，可根据材料进行维修，也可以换用更加耐腐蚀的材料制作新的管版、壳体以及管束。因为浮头式换热器的复杂构造其维修是最为复杂的。浮头式换热器更换管束会尽可能按原版设计进行更换;若不行则进一步考虑，管板、换热管材质使用更耐腐蚀的材料;还可以考虑将浮头式换热器进行为改造，变成类似于U形管式的换热器。
4结论
上文详细阐述了管壳式换热器维修和改造是目前炼化和制造企业困扰的问题，也是压力容器设计的重点，并进一步分析了管壳式换热器在实际生产操作巾会出现的故障以及原因分析。对于容易出现的问题，我们要吸取经验教训，尽快准确的找到故障点，有计划地采取科学合理的处理方案。在维修改造中不能松懈，要时刻保障工作高效、检修规范。今后将在理论支持下，进一步优化维修程序，做到更有效的维修改造。
参考文献：
[1]武文仲，浅谈石油化工机械设备的维修[J].中国科技财富，2018（11）.
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