欧米伽环换热器维修论文
换热器故障问题分析与故障解决方案论述
康 瑞龙 盛 明泽 杨 彦浩 （西北 化工 研 究院设 计所 ，陕西 西 安 ７１００６１）
摘要 ：本 文主要 对换 热 器 常见故 障 问题进 行深 入 分析 ，并 ４．１工作 过程 中的检 查和 清洗
且 找 出导致 故 障发 生的 原 因 ，定 时检 查 并且 清理换 热 器 ，防 止 换 热 器受到腐蚀 和结垢 以及 泄露的情 况 ，进 而增 加换 热器使 用 的 时 间 。
的损 伤 ，所 以这 种方法 还存 在 着一定 的局 限性 ，和喷 射清 洗相
导 致振 动 的 主 要 因素 有 ，因 泵和 压 缩机 振 动 导致 管 束振 同都 比较 适合 那些体 积较小 ，拆 卸和更换 起来都 十分方便 的热
动 ，因旋转 设施导 致在 的脉动 。因流 入管束 的快速流 体对于 管 交换器 。
关键词 ：换热 器 ；故 障问题 ；解决方案
针 对 热交 换 器工作 过程 中流 体 的流量 和温 度 以及 压 力这 些 工艺 方面 的指标 改 变断 定热 交换 器的 基本情 况 ，通 常来 讲 ， 温度 和流量 以及压 力这些 指标 出现 改变 ，应该 思考 管束结垢 或 者是 堵塞对 于其效 果造成 的影 响 ，应该 在 固定 的时 间里使用 无
种 方式 。
实施检查 。
（１）在冷 却水 中加入 阻垢剂 同时定期 进行清 洗 ，比如 ，对 于
另外 ，可 以使用 管道检查 器或者 是光 照对于管 子里面 表面
煤 气 冷却其 中的冷 却水 选择 离子 经典 处理 器 或者是 加 入 阻垢 的情 况进 行检查 ，管束 安装 地方 的距 离 ，应该 使 用实 验环 对于
灯 多种金 属离子 和阴 离子以及 有机物 ，火 星离子 会提升 冷却水 体情 况。
高压换热器Ω密封环腐蚀泄漏案例分析及改进措施
㊀２０２０年㊀第３期Ｐｉｐｅｌｉｎｅ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ２０２０㊀Ｎｏ ３㊀收稿日期：２０１９－１１－２４高压换热器Ω密封环腐蚀泄漏案例分析及改进措施马文礼，唐鸿雁，李立峰，姜文波，马春生（中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依㊀８３４００３）㊀㊀摘要：某加氢装置反应产物与原料油换热器Ｅ３０４／ＡＢ采用的是Ω环式的密封结构，该高压换热器管程密封部位多次发生腐蚀泄漏㊂针对该加氢装置换热器腐蚀泄漏的原因进行了分析，根据换热器密封结构㊁设备材质㊁操作介质成分㊁温度㊁压力等影响因素采取了相应的改进措施，有效地解决了该换热器腐蚀泄漏的问题㊂关键词：加氢装置；腐蚀泄漏；原因分析；改进措施中图分类号：ＴＥ９６５㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００４－９６１４（２０２０）０３－００５３－０３ＣａｓｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｓｏｆΩＳｅａｌＲｉｎｇＣｏｒｒｏｓｉｏｎＬｅａｋａｇｅｉｎＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒＭＡＷｅｎ⁃ｌｉ，ＴＡＮＧＨｏｎｇ⁃ｙａｎ，ＬＩＬｉ⁃ｆｅｎｇ，ＪＩＡＮＧＷｅｎ⁃ｂｏ，ＭＡＣｈｕｎ⁃ｓｈｅｎｇ（ＣＮＰＣＫａｒａｍａｙＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｒａｍａｙ８３４００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔａｎｄｆｅｅｄｏｉｌｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒＥ３０４／ＡＢｏｆａｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｄｏｐｔｓｔｈｅｓｅａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆΩｒｉｎｇｔｙｐｅ．Ｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｐａｒｔｏｆｔｈｅｔｕｂｅｓｉｄｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈ⁃ｐｒｅｓｓｕｒｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｈａｓｓｕｆｆｅｒｅｄｆｒｏｍｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｌｅａｋａｇｅｆｏｒｍａｎｙｔｉｍｅｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｃａｕｓｅｓｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｌｅａｋａｇｅｏｆｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｎｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｕｎｉｔ，ｔｈｅｃｏｒ⁃ｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓｗｅｒｅｔａｋｅｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｈｅａｔｅｘ⁃ｃｈａｎｇｅｒ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｅｄｉｕｍｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｌｅａｋａｇｅｏｆｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｓｂａｓｉｃａｌｌｙｓｏｌｖｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｕｎｉｔ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｌｅａｋａｇｅ；ｃａｕｓｅａｎａｌｙｓｉｓ；ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓ０㊀引言某加氢装置高压换热器Ｅ３０４／ＡＢ（以下简称Ｅ３０４／ＡＢ）主要用于反应产物与原料油换热，其密封结构为Ω环密封，管程材质为：基层１５ＣｒＭｏ㊁堆焊层３ｍｍ的０Ｃｒ２３Ｎｉ２３＋３ｍｍ的０Ｃｒ１８Ｎｉ１１Ｎｂ㊁管程内件和Ω密封环为０Ｃｒ１８Ｎｉ１０Ｔｉ，与介质所接触的管程设备材质都为奥氏体不锈钢，管程操作压力为７．５ＭＰａ㊂该换热器多次发生泄漏，严重影响了装置的安全平稳运行［１］㊂１㊀换热器泄漏的典型案例高压换热器具体参数如表１所示㊂表１㊀换热器具体参数ħ工艺编号管程温度壳程温度Ｅ３０４Ａ２３５ １８０９０ １４０Ｅ３０４Ｂ１８０ １３０４０ ９０㊀㊀２０１８年７月检查发现Ｅ３０４Ｂ换热器管箱附近有油气味，检测后为换热器端盖内圈螺纹顶丝处有油气泄漏（换热器端盖内圈螺纹顶丝共３７颗，在距离顶丝３ｃｍ处均有可燃气报警），换热器管箱内隔膜腐蚀穿孔导致油气从端盖内圈螺纹顶丝处泄漏㊂同时检查发现Ｅ３０４Ａ换热器Ω密封圈出现砂眼及裂纹，并且多次发生泄漏的均为高压换热器管程Ω密封环，换热器管程的介质为加氢反应器反应流出物，除去主要成分精制汽油㊁轻烃类和循环氢气，导致腐蚀发生的介质有：硫化氢（５０００ ７０００ｍｇ／ｇ）㊁氨氮（２０００ ３０００ｍｇ／ｇ）㊁硫酸根（４０ ６０ｍｇ／ｇ）㊁亚铁离子（０．３ ０．６ｍｇ／ｇ）㊁少量反应生成水，检测ｐＨ值为５ ７㊂２０１８年８月大检修返厂拆解后，发现Ｅ３０４Ａ内部结焦严重，管板坑蚀较多，换热器内部壳程结焦堵塞较严重，图１表示Ｅ３０４Ａ换热器内部结焦与管板坑蚀情况㊂使用普通高压清洗枪清洗干净，换热器管板（靠近管头侧）表面ＰＴ检测发现其表面存在大量裂纹，裂纹深度０．５ ４ｍｍ㊂Ｅ３０４Ｂ拆检后发现换热器内部结焦物较少，管板表面ＰＴ检测较完整，但是其端㊀㊀㊀㊀㊀５４㊀ＰｉｐｅｌｉｎｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｙ ２０２０㊀盖薄膜处有压痕情况，图２所示为Ｅ３０４Ｂ换热器管板及端盖薄膜情况㊂根据现场泄漏情况，检查换热器管箱内端盖薄膜腐蚀穿孔情况，没有发现异常情况，油气从端盖内圈螺纹顶丝处泄漏原因为端盖薄膜安装㊂换热器水压试验发现若干管束腐蚀开裂泄漏㊂（ａ）Ｅ３０４Ａ壳程结焦（ｂ）Ｅ３０４Ａ管板腐蚀图１㊀Ｅ３０４Ａ换热器内部结焦与管板坑蚀情况㊀（ａ）Ｅ３０４Ｂ管束腐蚀情况（ｂ）Ｅ３０４Ｂ端盖薄膜图２㊀Ｅ３０４Ｂ换热器管板及端盖薄膜情况２㊀换热器腐蚀的原因分析２．１㊀Ω密封环材质与结构分析对于Ｅ３０４／ＡＢ，管板两侧介质压力相近，管壳程均采用Ω环密封结构，图３为高压换热器Ω密封环结构简图㊂Ω密封环内部存在空腔，空腔内介质不流动，反应产物自Ω密封环拼接缝进入空腔后在内部沉积，介质在空腔内沉积，沉积物在重力和密度差的作用下分层，下部为较高硫化氢浓度的反应生成水，上层为经过加氢反应的汽油㊂硫化氢在下层水溶液中凝缩，水溶液ｐＨ降低至５以下，为硫化氢应力腐蚀提供腐蚀环境；另外，Ω密封环材质为奥氏体不锈钢０Ｃｒ１８Ｎｉ１０Ｔｉ，在硫化氢腐蚀环境中存在应力腐蚀（ＳＣＣ）敏感性［２］㊂（ａ）Ω密封环结构图（ｂ）Ω密封环放大图图３㊀高压换热器Ω密封环结构简图此外，从拆检部位来看，管头部位腐蚀是由于管头焊接接头存在焊接缺陷，换热器在高温高压的环境下经过长期的运行，缺陷会逐渐扩散㊁增大，进而造成管头部位的腐蚀（由于物料进口温度高，故物料进口处管头腐蚀严重）㊂管板表面裂纹则由于胀接力不够，换热管与管板胀接部位间隙不符合设计要求，间隙部位会积存壳程介质，换热器在高温高压的环境下经过长期的运行，换热管的拉力㊁机械胀接应力及壳程介质的冲击力会造成该部位应力腐蚀，从而出现了裂纹；若管板锻件本身存在缺陷，换热器在高温高压的环境下经过长期的运行，缺陷会逐渐扩散㊁增大，进而管板出现了裂纹［３］㊂２．２㊀工艺原因分析某加氢装置于２０１２年由柴油加氢改为焦化汽油加氢，焦化汽油加氢反应剧烈，反应放出热量较高㊂装置开工期间，氢气循环升温后反应器床层温度２００ħ，Ｅ３０４／ＡＢ管程温度在１６０ １８０ħ㊂进油后焦化汽油原料（２００ħ）进入反应器，焦化汽油加氢反应剧烈，反应放出热量较高，反应器床层温升达到１５０ħ左右，反应器出口温度达到３５０ħ左右，各高压换热器管程温度在１５ｍｉｎ内快速上升１００ħ左右，升温速度过快，设备温度上升不均，设备内部传出金属膨胀的声音，管程Ω密封环也因换热器温升速度过快产生较大温差应力，温差应力促进硫化氢应力腐蚀开裂㊂在氨盐生成前工艺注水量过小也是导致腐蚀开裂的原因㊂管程介质中的硫化物㊁氨氮在７．０ＭＰａ㊁１２０ ２００ħ条件下生成铵盐，铵盐极易溶于水，溶液显酸性㊂２０１５年检修前注水量为２．０ｔ／ｈ，在工艺流程中高压分离器中分离的含硫污水中，ＮＨ４ＨＳ浓度高达６％左右㊂３㊀改进措施３．１㊀设备改进针对Ω密封环空腔内凝缩腐蚀介质的问题，将管箱Ω密封环外部环体割除，Ω密封环拼接焊缝打磨光㊀㊀㊀㊀㊀第３期马文礼等：高压换热器Ω密封环腐蚀泄漏案例分析及改进措施５５㊀㊀滑，渗透检测拼接缝处无腐蚀裂纹后，对Ω密封环拼接缝进行密封焊，图４为换热器Ω密封环维修前后对比示意图㊂密封环焊缝焊接部位进行焊前３００ħ消氢处理，焊后进行现场热处理降低焊缝硬度，防止密封焊焊缝开裂［４］㊂Ω密封环环体割除后，消除腐蚀环境㊂（ａ）Ω密封环维修前（ｂ）Ω密封环维修后图４㊀换热器Ω密封环维修前后对比示意图订购新的密封环，新的密封环材质升级为３１６Ｌ，重新委托设计院将密封环的形式设计为不带腔体的唇式密封结构，消除腐蚀介质浓缩空间㊂３．２㊀工艺改进３．２．１㊀降低开工阶段温度上升速率针对焦化汽油反应器床层温升高的问题，开工油是由直馏汽油和焦化汽油按比例掺炼组成，降低开工油原料活性，开工过程中床层温升，减小反应温升对高压换热系统的热量冲击㊂装置建立油相大循环，反应系统温度稳定后，逐渐调整直流汽油和焦化汽油的配比，在床层温升可控情况下，将装置逐渐调整为全焦化汽油原料运行㊂３．２．２㊀增加注水量，降低铵盐浓度增大Ｅ３０４／ＡＢ管程入口注水量（４ｔ／ｈ以上），充分溶解介质中的铵盐，降低介质中氯离子的浓度并提高介质的ｐＨ值，减弱奥氏体不锈钢在氯离子环境下的应力腐蚀速率㊂在工艺流程中，高压分离器中分离的含硫污水中，ＮＨ４ＨＳ浓度降为２．５％㊂３．２．３㊀停工惰性气体保护及化学清洗在装置停工后，对装置反应系统进行充氮，使Ｅ３０４／ＡＢ换热器和其他设备处于氮气环境，防止腐蚀的发生㊂当设备检修或需要暴露在大气环境下，必须对换热器进行整体清洗，清除设备表面含有连多硫酸的介质，防止发生再次腐蚀㊂３．２．４㊀注剂降低焦化汽油原料壳程结焦为降低焦化汽油原料中二烯烃在换热器中的结焦概率，需要控制反应产物在Ｅ３０２出口温度不大于２６０ħ，同时增加原料阻垢剂的注入，防止聚合发生，从而避免或减少生焦，本装置已于２０１８年３月开工期间进行加注，阻垢剂加入部位在原料缓冲罐出口进高压原料泵前，以达到延缓高压换热器Ｅ３０４／ＡＢ（反应产物／原料油）壳程内二烯烃聚合结焦的目的㊂４㊀结束语换热器的安全稳定运行关系到产品生产效率及装置生产安全［５］㊂本文对某加氢装置高压换热器腐蚀泄漏进行了分析，并制订相应的改进措施，最终解决了换热器频繁泄漏的问题，节约了维修成本，延长了换热器的有效运行时间，为国内相关石化设备人员处理Ω环密封结构换热器泄漏问题提供借鉴㊂参考文献：［１］㊀郭建伟．汽油加氢装置换热器泄漏和防腐措施［Ｊ］．石油化工腐蚀与防护，２０１４（２）：３３－３５．［２］㊀马红杰．０Ｃｒ１８Ｎｉ１０Ｔｉ不锈钢换热器管束腐蚀开裂分析［Ｊ］．石油化工设备技术，２０１９（５）：１０－１３．［３］㊀任大为．化工装置换热器及管线应力腐蚀开裂成因及防治措施［Ｊ］．山西化工，２０１９（１）：１５０－１５２．［４］㊀任大为．Ω环换热器泄漏分析及返修技术［Ｊ］．中国化工装备，２０１９（３）：１８－２０．［５］㊀姬淑生．浅析换热器的腐蚀类型与防治措施［Ｊ］．化学工程与装备，２０１９（８）：２２１－２２２．作者简介：马文礼（１９９２ ），工程师，从事设备技术管理工作㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｍａｗｌｋｓｈ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ。
换热器运行故障分析与解决方案
换热器运行故障分析与解决方案引言概述：换热器是工业生产中常用的设备，用于传递热量。
然而，由于长时间的运行和各种因素的影响，换热器可能会出现故障。
本文将详细分析换热器运行故障的原因，并提出解决方案，以帮助读者更好地理解和解决换热器故障问题。
一、换热器管道堵塞1.1 流体中的沉淀物堵塞由于流体中存在固体颗粒或溶解的物质，长时间运行后，这些物质可能会在管道内部沉积，导致管道堵塞。
这会导致换热器的热量传递效率下降，甚至完全失效。
解决方案：定期清洗管道，使用适当的清洗剂和工具，清除管道内的沉积物。
同时，定期检查流体成分，控制流体中固体颗粒或溶解物质的浓度。
1.2 高温氧化产物堵塞在高温环境下，换热器管道内的流体可能会发生氧化反应，产生氧化产物，如铁锈等。
这些氧化产物会附着在管道内壁，逐渐形成堵塞。
解决方案：定期检查管道内壁，清除氧化产物。
可以使用钢丝刷等工具进行清洁，或者使用化学清洗剂进行清洗，以保持管道畅通。
1.3 软管老化变形换热器中的软管长时间运行后，可能会发生老化变形，导致软管内部通道变窄，甚至断裂。
这会导致流体流动不畅，影响换热效果。
解决方案：定期检查软管的状态，如发现老化、变形或破损，及时更换。
选择高质量的软管材料，并注意软管的使用寿命，定期更换以保证正常运行。
二、换热器泄漏2.1 管道连接处泄漏换热器管道连接处可能会出现泄漏，导致热量传递效率下降，甚至造成设备停机。
解决方案：定期检查管道连接处，确保连接紧固。
可以使用密封胶或密封垫片等材料进行修补，以防止泄漏。
2.2 换热器管道破裂由于高温或其他原因，换热器管道可能会出现破裂，造成严重泄漏。
解决方案：定期检查管道的状态，如发现破裂或变形，及时更换。
同时，加强管道的维护和保养，确保其正常运行。
2.3 密封件老化破损换热器的密封件如O型圈、密封垫片等长时间使用后可能会老化破损，导致泄漏。
解决方案：定期检查密封件的状态，如发现老化或破损，及时更换。
高压白油加氢装置换热器Ω环泄漏的修复
高压 白油加氢装置换热 器 Ｑ环泄漏 的修复
牛庆伟 ， 卫国 卞
（ 州兰 石机 械设 备 有 限责任 公 司 ， 肃 兰州 兰 甘
７０ ５ ） ３０ ０
摘 要： 高压 加 氢换 热器 Ｑ 环 泄漏 的修 复 是 一项 复杂 且 有 一定 技 术 难 度 的 工作 。 分 析 了高压 加 氢 换 热器 Ｑ 环 泄漏 的原 因， 并详 细地 叙述 了 Ｑ 环 缺 陷 的修 复 工 艺 ， Ｑ 环 换 热器 制造 或 缺 陷修 复 提 为
压换 热器 Ｅ一５３ Ｅ一５３ 换 热 器 的材 质 为 ： ０ Ａ、 ０ Ｂ， 壳 程 １Ｍｎ 管 束 １ 管 板 １Ｍｎ锻件 ， 箱 １Ｍｎ ６ Ｒ， ０， ６ 管 ６ Ｒ， Ｑ 环 ０ ｒ８ ｉ Ｔ，管 程 设 计 压 力 １ ． ａ ＣｌＮｌ ｉ ０ ９ ５ＭＰ ，壳 程 设 计压 力 １７ ａ ． ８ＭＰ ，管 程 温 度 ３０ ℃ ， 程 温 度 ７ 壳
（） １ 拆开管 箱上进 口、 口法兰 的螺栓 ， 出 使进 、
出管线法兰移位 。
装剩余的 ｂ ４ ｉ 螺栓 ， ６ 并全部把紧。
（３ Ｑ 环对 接焊 缝 焊 接 工 艺 参数 ：Ｉ １） ＴＧ焊 （ ： 注
（） ２ 拆除管箱 与壳程上 ｂ ４的螺栓 （ ２ ） ｉ ６ 共 ４件 （ 均布剩余 ６件螺栓不拆 ） 。
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｉ ｈ—ｐ ｅ ｓ ｒ ｙ ｒ ｇ ｎ ｈ ａｉ ｇ ｅ ｃ ａ ｇ ｒ ￣ 一ｌ ｋ； ｖ ｒｌ ｙ ｈｇ ｒ ｓ ｕ ｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｅ ｔｎ ｘ ｈ ｎ ｅ ； ｉ ｎ ｏ ｅ ａ
１ 概 述
某石化 公 司 ５万 吨／ 白油加 氢装 置 ， 两 台高 年 有
图 ３
欧米伽环换热器维修论文
加氢装置Ω环密封高压换热器的检修工艺杜昊，任俊杰，董秀丽，黄艳，王志坤中国石油华北石化公司，河北任丘062552摘要：介绍了Ω环密封高压换热器的检修工艺，对设计、使用及检修中的问题进行了分析，提出了解决办法。
关键词：Ω环，换热器，检修加氢装置工艺介质易燃易爆，包括加氢换热器在内的主要设备在高温、高压及有氢气和硫化氢存在的条件下运行，要求设备具有很高的可靠性。
加氢换热器一般设计压力7.0～20MPa、温度300～500℃,材料为15CrMoR+321或2.25Cr-1Mo+347，是石化行业中设计难度高、制造难度大的换热设备。
选择何种密封结构至关重要，直接影响加氢换热器密封可靠性及制造难易程度。
因此管板与管箱、壳体的密封结构成为加氢换热器结构设计最重要的环节。
目前常用的换热器密封结构形式有金属环垫（八角垫、椭圆垫）密封、螺纹锁紧环、隔膜密封（盖板式密封）、Ω环密封等。
1 Ω环换热器简介Ω环换热器的管板与管箱法兰、壳体法兰的密封采用Ω环密封结构，如图1所示，利用回转壳受压性能好的机理，设计制作Ω环密封元件；密封环与法兰、管板以角焊缝的形式连接，介质和环境完全隔绝，有效的解决了其它类型垫片可能出现的密封面失效问题，属于无垫片密封。
Ω环密封结构设备主螺栓具有较小的预紧和操作载荷，减小了设备法兰与主螺栓的尺寸和重量。
同钢垫圈密封结构（八角垫、椭圆垫）和螺纹锁紧环密封结构相比，Ω环密封结构兼有两者的优点，拆卸检修方便、密封绝对可靠等特点。
同时具有制造简单、重量轻、造价低、占地面积小以及直径、压力、温度适用范围广的优势，特别适合在石化企业的加氢装置、重整装置以及化肥装置中推广使用。
可减小设备检修强度、提高设备的可靠性，节省设备的一次性投资，具有较高的经济效益和社会效益，有着广阔的应用前景。
该结构换热器国内自1996年研发至今，已在很多加氢装置推广使用。
图1 Ω环换热器结构简图2 Ω环换热器的检修技术要求由于Ω环换热器的管板与管箱法兰、壳体法兰的密封采用Ω环密封结构，Ω环换热器的拆装难度在于合焊及切割两瓣Ω环，其余与普通大法兰式换热器没有区别。
螺纹锁紧环式加氢换热器的维护与保养技术研究
螺纹锁紧环式加氢换热器的维护与保养技术研究随着工业化进程的不断发展，换热器在工业生产中的作用越来越重要。
而螺纹锁紧环式加氢换热器作为一种常用的换热设备，在各行各业都广泛应用。
本文将对螺纹锁紧环式加氢换热器的维护与保养技术进行研究，以提高其运行效率和延长寿命。
一、换热器维护与保养的重要性换热器作为工业生产中的关键设备之一，其正常运行对保证生产效率和产品质量至关重要。
而换热器在运行过程中，受到压力、温度等因素的影响，容易出现故障，影响其换热效率和寿命。
因此，正确的维护与保养措施对于保证螺纹锁紧环式加氢换热器的正常运行至关重要。
二、换热器维护与保养技术1. 清洗换热器管道定期清洗换热器管道是保证其正常运行的重要一环。
清洗过程中，首先需要将换热器管道与系统分离，使用适当的清洗剂进行冲洗。
清洗剂应根据实际情况选择，以达到去除管道内污垢的效果。
清洗完成后，应进行充分冲洗，确保管道内无残留清洗剂。
2. 检查换热器密封性能换热器的密封性能对于换热效率和运行安全至关重要。
定期检查换热器密封圈、密封垫等密封部件，确保其完好无损。
如有发现破损或老化，应及时更换，以保证密封性能。
3. 定期检查冷却水质量冷却水的质量直接影响到换热器的换热效率和寿命。
定期检查冷却水的水质，包括水中的杂质、硬度等。
如有发现水质问题，应及时采取相应措施，保证冷却水的质量。
4. 检查换热面积换热器换热面积的损坏会影响其换热效率。
定期检查换热器的换热面积，如发现损坏或堵塞，应及时清理或更换，以保证换热器的正常运行。
5. 清理换热器外壳和支承定期清理换热器外壳和支承是保证其正常运行的重要一环。
清理过程中，应注意防止损坏外壳和支承结构。
清理完成后，应进行充分检查，确保外壳和支承完好无损。
三、螺纹锁紧环式加氢换热器的维护与保养技巧1. 定期检查螺纹锁紧环的紧固情况螺纹锁紧环是螺纹锁紧环式加氢换热器的关键部件之一，其紧固情况直接影响到换热器的使用效果。
定期检查螺纹锁紧环的紧固情况，如发现松动现象，应及时进行紧固，以保证换热器的正常运行。
换热器运行故障分析与解决方案
换热器运行故障分析与解决方案换热器是工业生产中常用的设备，用于传热过程。
然而，在使用过程中，换热器可能会出现各种故障，影响设备的正常运行。
本文将从换热器运行故障的原因分析和解决方案两个方面进行探讨，帮助读者更好地了解和解决换热器故障问题。
一、换热器运行故障原因分析1.1 清洗不及时换热器在运行过程中会不可避免地积累污垢，如果清洗不及时，污垢会堵塞管道，影响传热效果。
1.2 换热介质不符合要求换热介质的性质和温度应符合设计要求，否则会导致换热器运行故障。
1.3 设备老化长时间使用会导致换热器设备老化，管道堵塞、密封松动等问题会影响设备运行。
二、换热器运行故障解决方案2.1 定期清洗定期清洗换热器是预防故障的有效措施，可以避免管道堵塞和传热效果下降。
2.2 选择合适的换热介质根据实际情况选择合适的换热介质，确保其性质和温度符合设计要求。
2.3 设备维护保养定期检查设备，及时更换老化部件，保证设备的正常运行。
三、换热器故障的预防措施3.1 定期检查定期检查换热器设备，发现问题及时处理，避免故障发生。
3.2 清洗管道定期清洗管道，保持管道通畅，避免污垢堵塞。
3.3 加强维护加强设备的维护保养，延长设备的使用寿命，降低故障率。
四、换热器故障处理方法4.1 清洗管道发现管道堵塞时，及时清洗管道，恢复传热效果。
4.2 更换老化部件发现设备老化现象时，及时更换老化部件，保证设备的正常运行。
4.3 调整操作参数根据实际情况调整操作参数，提高换热效率，减少故障发生。
五、结语通过以上对换热器运行故障原因分析和解决方案的探讨，我们可以更好地了解换热器故障的原因和处理方法。
定期清洗、选择合适的换热介质、加强设备维护和保养是预防换热器故障的有效措施。
当出现故障时，及时清洗管道、更换老化部件和调整操作参数是处理故障的有效方法。
希望本文能帮助读者更好地解决换热器故障问题，确保设备的正常运行。
高压换热器Ω密封环更换检修施工工艺研究
高压换热器Ω密封环更换检修施工工艺研究靳华锋 刘青山（北京燕华工程建设有限公司，北京１０２５０２）摘 要： 分析了高压换热器Ω密封环的特点，探讨了高压加氢装置检修中Ω密封环更换施工工艺，介绍了检修中存在的问题及注意事项。
检修后的换热器运行正常，投产后产量完全达到设计负荷。
关键词： 高压换热器 Ω密封环 检修文章编号： １６７４－１０９９ （２０２０）０２－００５０－０４ 中图分类号：ＴＱ０５１ １ 文献标志码： Ａ收稿日期：２０２０－０２－２４。
作者简介：靳华锋，男，１９８４年出生，２００６年毕业于承德石油高等专科学校数控技术及应用专业，北京燕华工程建设有限公司上海分公司技术负责人，从事石油化工装置新建、改扩建及装置检修、设备维护保养工作，负责现场管理及材料焊接方面的研究。
中国石化上海石油化工股份有限公司高压加氢装置高压换热器ＥＡ－１０４新鲜进料流出物换热器由管箱＋Ｕ型管束、壳程壳体组成，管板与壳体法兰之间采用Ω密封环密封。
该换热器壳程设计压力１７ ４ＭＰａ，管程设计压力１６ １ＭＰａ；管箱、管板、壳体材质为１２Ｃｒ２Ｍｏ１Ｒ＋不锈钢堆焊层（３０９Ｌ＋３４７Ｌ），其中Ω环材质为３１６Ｌ，Ω环弯管厚度为４ｍｍ。
该换热器Ω环已使用３个周期，Ω环已经重复装、拆３次，每次拆装都需将Ω环弯管密封腔沿中线切割焊接，多次切割、焊接奥氏体不锈钢，易发生碳化物析出，导致晶间腐蚀，影响焊接接头组织性能，因此本次检修要将管板与壳体法兰连接处Ω环进行更换。
Ω环弯管较薄，结构特殊，且现场施工焊接空间狭小，施焊困难，检修焊接质量直接影响Ω环密封质量，因此施工中需选择合理的施工工艺并严格过程管控。
１ 高压换热器Ω环密封结构与特点分析高压加氢装置换热器是加氢装置的核心设备之一，其操作条件苛刻（高温、高压、临氢），制造技术要求高，造价昂贵。
加氢换热器的操作介质易燃、易爆，且操作温度与压力均很高，因此不允许有任何的泄漏，这使得密封结构成为加氢换热器结构设计中最为重要的环节。
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加氢装置Ω环密封高压换热器的检修工艺杜昊，任俊杰，董秀丽，黄艳，王志坤中国石油华北石化公司，河北任丘062552摘要：介绍了Ω环密封高压换热器的检修工艺，对设计、使用及检修中的问题进行了分析，提出了解决办法。
关键词：Ω环，换热器，检修加氢装置工艺介质易燃易爆，包括加氢换热器在内的主要设备在高温、高压及有氢气和硫化氢存在的条件下运行，要求设备具有很高的可靠性。
加氢换热器一般设计压力7.0～20MPa、温度300～500℃,材料为15CrMoR+321或2.25Cr-1Mo+347，是石化行业中设计难度高、制造难度大的换热设备。
选择何种密封结构至关重要，直接影响加氢换热器密封可靠性及制造难易程度。
因此管板与管箱、壳体的密封结构成为加氢换热器结构设计最重要的环节。
目前常用的换热器密封结构形式有金属环垫（八角垫、椭圆垫）密封、螺纹锁紧环、隔膜密封（盖板式密封）、Ω环密封等。
1 Ω环换热器简介Ω环换热器的管板与管箱法兰、壳体法兰的密封采用Ω环密封结构，如图1所示，利用回转壳受压性能好的机理，设计制作Ω环密封元件；密封环与法兰、管板以角焊缝的形式连接，介质和环境完全隔绝，有效的解决了其它类型垫片可能出现的密封面失效问题，属于无垫片密封。
Ω环密封结构设备主螺栓具有较小的预紧和操作载荷，减小了设备法兰与主螺栓的尺寸和重量。
同钢垫圈密封结构（八角垫、椭圆垫）和螺纹锁紧环密封结构相比，Ω环密封结构兼有两者的优点，拆卸检修方便、密封绝对可靠等特点。
同时具有制造简单、重量轻、造价低、占地面积小以及直径、压力、温度适用范围广的优势，特别适合在石化企业的加氢装置、重整装置以及化肥装置中推广使用。
可减小设备检修强度、提高设备的可靠性，节省设备的一次性投资，具有较高的经济效益和社会效益，有着广阔的应用前景。
该结构换热器国内自1996年研发至今，已在很多加氢装置推广使用。
图1 Ω环换热器结构简图2 Ω环换热器的检修技术要求由于Ω环换热器的管板与管箱法兰、壳体法兰的密封采用Ω环密封结构，Ω环换热器的拆装难度在于合焊及切割两瓣Ω环，其余与普通大法兰式换热器没有区别。
在组装Ω环时，两瓣环的拼缝焊接时要求高度对中，错边量非常小，焊接时在两片法兰之间的缝隙中完成，增加了焊接难度。
拆装检修时，先用专用的工具把Ω环切割开，拆装检修完毕后再重新组焊，需要准确判定拆装的次数。
检修的质量将直接影响Ω环的密封质量，因此必须严格按照检修规程进行施工。
装置停工后，须将设备从系统中隔离，排净残存介质，并对设备进行氮气置换。
由于加氢装置换热器在检修期间存在连多硫酸腐蚀的情况，可按照美国NACE－RP－01－75《炼厂停工期间使用中和溶液防止奥氏体不锈钢产生应力腐蚀开裂》的要求和步骤进行，自加氢反应器出口至加氢反应产物流程进行碱洗中和，在该流程的内表面保留碱膜。
2.1 环拆卸规程2.1.1拆卸管箱：（1）将设备法兰上4根全螺纹螺柱以外的主螺柱卸掉，使用手动切割或自动切割工具将管板与壳体连接Ω环沿中线切割开, 保留全螺纹螺柱下方无法切割部分；（2）在4根全螺纹螺柱附近安装至少4根主螺柱夹紧管板，再将4根全螺纹螺柱卸掉，移至壳体法兰螺栓孔与管板支耳螺栓孔中，使壳体与管板维持连接；（3）使用手动切割或自动切割工具将全螺纹螺柱下方管板与管箱连接Ω环沿中线切割开；（4）拆卸管箱。
2.1.2拆卸管束使用手动切割或自动切割工具将管板与壳体连接Ω环沿中线切割开, 保留全螺纹螺柱下方无法切割部分；（2）垫平管板，将4根全螺纹螺柱卸掉；使用手动切割或自动切割工具将全螺纹螺柱下方管板与壳体连接Ω环沿中线切割开；（3）在管板端面安装环首螺钉，缓慢抽拉管束，不得碰伤Ω环。
2.1.3如果只抽管束不卸管箱，即管束与管箱一起拆卸（1）将设备法兰上4根全螺纹螺柱以外的主螺柱卸掉；使用手动切割或自动切割工具将管板与壳体连接Ω环沿中线切割开, 保留全螺纹螺柱下方无法切割部分；（2）在4根全螺纹螺柱附近安装至少4根主螺柱夹紧管板，再将4根全螺纹螺柱卸掉，移至管箱法兰螺栓孔与管板支耳螺栓孔，使壳体与管板维持连接，使用手动切割或自动切割工具将全螺纹螺柱下方管板与壳体连接Ω环沿中线切割开；（3）将管束连带管箱一起抽出。
2.2 Ω环组装规程组装前按图3？打磨Ω环之间坡口；组装过程可参照拆卸；要求密封环之间焊接接头组对错边量不得大于0.5mm；采用钨（1）为了组装方便，拆卸前可对Ω环作标记；（2）Ω环组装时，应保证Ω环与设备法兰或管板的同心度及垂直度；（3）在Ω环组焊时，在Ω环最低部预留一段5-10mm左右不焊，待Ω环其余部分全部焊完后，停留一段时间，使Ω环腔内空气冷却至常温后再补焊预留段，Ω环组装完毕后应再次进行碱洗；（4）在气密性试验前或开车前，用蒸汽加热Ω环底部，使Ω环温度在100℃以上，直至气密结束或装置正常运行后。
2.4 Ω环更换程序在Ω环换热器检修过程中，每次拆卸时应对Ω环的内、外表面进行仔细检查，以便及时发现有害缺陷，对存在缺陷的Ω环可进行修复或者更换。
更换步骤如下：（1）将Ω环与设备法兰或管板的焊缝打磨干净，按JB/T 4730.5-2005进行100%渗透检测，I级合格；（2）组装Ω环，保证Ω环与设备法兰或管板的同心度，偏差不大于0.5mm；（3）将Ω环与设备法兰或管板进行焊接，至少分二遍施焊，且焊脚高度≥6mm；（4）施焊完成后焊接接头按JB/T 4730.5-2005进行100%渗透检测，I级合格。
3 问题和讨论Ω形环的使用寿命主要取决于两个Ω形半环间对接焊缝的质量，试验表明通过对装、拆焊接工艺进行严格的控制，Ω环可重复装、拆4一6次。
该类型换热器在加氢装置应用以来，也出现了多次泄漏故障。
上海炼油厂100万t/a汽柴油加氢精制装置中7台临氢高压换热器均采用Q环密封结构， 2000年第一次检修后，发现在装置开工升温后Ω环底部焊缝热影响区处出现泄漏，为穿透性裂纹。
在泄漏处用铁胶泥与特制压块堵住，用蒸汽保护后装置继续运行了2年多，裂纹没有扩展。
2002年第2次拆卸，对换热器原管箱与管板连接的Ω环进行了更换，开工升温后，在Ω环下部焊缝热影响区出现1条3-4mm的穿透裂纹。
经事后分析该缺陷是由于加氢装置的长期运行中，高温H2+H2S介质与钢生成FeS，在停工检修打开设备时与空气中的氧气和水接触反应生成连多硫酸，从而造成腐蚀开裂。
华北石化120万吨年柴油加氢装置有6台临氢高压换热器均采用Q环密封结构，在2011年对换热器进行了检修，检修后在装置氮气置换过程中发现其中一台Ω环顶部焊缝存在局部气孔，检查发现是由于该换热器Ω环恢复过程中，换热器法兰螺栓长度较长，位置受限于换热器的接管法兰，无法全部退出，只能漏出部分Ω环的焊接位置，施工单位采用了手电焊代替钨极氩弧焊，出现了焊接气孔。
修复后在装置进一步升温升压的过程中又在另外的换热器发现两处Ω环下部泄漏。
后经返厂维修，初步判断为连多硫酸腐蚀引起。
通过对以上Ω环维修中及维修后的故障情况分析，运行中Ω环出现故障的可能较小，绝大部分故障出现在检修过程中及设备检修后投入运行初期，采取规定的拆卸、组装工艺和防范措施，是可以避免停工再开工后Ω环的泄漏的现象发生。
在Ω环换热器的设计、使用和检修过程中特别需要注意以下几点3.1 设计方面(1)改进换热器结构，减小由于管箱重力和管线推力施加在Ω环上的应力。
(2)对于存在连多硫酸腐蚀的情况，升级Ω环的材质。
更换材质奥氏体不锈钢18Cr-8Ni (304)长期在高温H2+H2S环境下，停工时会形成连多硫酸应力腐蚀。
18Cr-8Ni-Ti (321)短期使用一般不会产生连多硫酸应力腐蚀，而长时间使用以18Cr-8Ni-Nb(347L)为宜。
对含稳定化元素Ti, Nb的奥氏体不锈钢，经固溶处理，可极大地降低产生晶间腐蚀的倾向。
因此，Ω环须进行固溶处理。
3.2 检修过程(1)装置停工后，可按照美国NACE－RP－01－75《炼厂停工期间使用中和溶液防止奥氏体不锈钢产生应力腐蚀开裂》的要求和步骤，自加氢反应器出口至加氢反应产物流程进行碱洗中和。
另外，对Ω环进行拆卸检查，组装完成后应再次进行碱洗。
(2)在制造及维修的装拆过程中，首先要进行良好的定位。
减小两个Ω形半环焊接接头的错边量;其次应避免Ω形环承受管箱或管板的重力，防止产生剪切破坏。
设计结构是在设备上设置4只装拆螺栓，装拆螺栓全长要加工螺纹，管板上焊有带螺纹的支耳，并要求在检修过程中严格按照程序进行施工。
(3)Ω形环的焊接关键是要防止过大的焊接变形。
为此,要严格按照焊接工艺要求，为避免出现夹渣、气孔等缺陷，保证密封的质量，施焊时每条焊缝至少焊两道，每道焊完均应进行100%渗透检测，以确认无任何缺陷。
每次Ω形环刨开后，要对Ω形环的内、外表面进行仔细的检查，焊接前应认真清理焊接表面，对于焊接后发现的缺陷，必须全部消除后才允许补焊。
(4)由于现场条件限制, Ω形环壁厚薄（3-3.5mm），焊接位置固定，对焊接工人的技术要求较高，应尽量聘请有经验的专业单位完成。
使用Ω形环密封结构换热器的安装，还需要注意螺拴的预紧问题。
由于Ω形环厚度小，不能承受过大的载荷，因此在螺栓预紧时，应对螺栓施加一定的预紧力。
并且通过测量法兰与管板间的间隙，使其均匀，保证操作状态下的螺栓受力。
(5) 长期使用的加氢Ω环换热器内部堆焊层存在氢损伤，如果更换Ω环必须进行消氢处理。
3.3 使用维护(1)在工艺上采用热态开工，系统先升温后升压。
在设备上可防止加氢反应器在升压过程中发生脆性破坏;在工艺上可有效防止在开工过程中发生连多硫酸应力腐蚀。
反应器中催化剂是硫化态(在催化剂表面形成金属硫化物)，在氢气状况下，可能还原生成硫化氢，另在催化剂床层中吸附着在开工中形成的硫化物，催化剂中吸附水分，如采用冷态开工，随气体循环流出反应器的硫化物，在遇到低于其露点温度的工况时，会发生露点积液，在不锈钢表面可能发生应力腐蚀,如采用热态开工，使整个反应系统在较短的时间内升到较高的温度(高于硫化物露点温度)，从而避免发生露点应力腐蚀开裂。
(2)开车或停车时，操作压力及操作温度应缓慢上升或下降，避免造成过大的压差和热冲击；(3) 设备严禁在超过设备铭牌规定的条件下运行；对于按压差设计的设备，无论是开车、停车或操作工况，均应严格控制管壳程的压差不超过设备铭牌的规定，请用户特别注意，严格遵守！(4) 装置停工后，须将设备从系统中隔离，排净残存介质，并对设备进行氮气保护。
(5) 应结合巡检，经常对管壳程介质的温度及压降进行检测记录，分析换热器的泄漏和结垢情况，应经常监视管束的振动情况。
参考文献：1、加氢装高压换热器Ω型密封环的维修及腐蚀原因分析石油化工设备技术，2005，26（6）上海高桥石化工程建设有限公司李力生2、高压换热器的Ω形环密封结构压力容器，2000，总第102期上海高桥石化顾雪东3、螺纹锁紧环双壳程换热器与Ω型密封结构换热器特点比较石油化工设备技术，2004，25（2）中国石化工程建设公司尹丹勤等4、加氢换热器Ω环泄漏原因和对策石油化工设备2000，32(1) 兰州石油机械研究所宋秉棠等5、加氢装置Ω型密封环高压换热器时效分析与防治高桥石化2003，第18卷第2期，沈红杰等6、Ω环换热器检修规程甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司作者简介：杜昊（1979~），男，黑龙江齐齐哈尔人，工程师，从事炼油生产和设备管理。