丝堵式空冷器管束查漏方法及堵漏技术分析

周璐璐

摘 要：空冷器由于具有节能环保的优势，在各行业中得到了广泛应用，其中石油炼化装置中使用最多的是丝堵式空冷器，但是由于丝堵式换热器的管束容易发生泄露问题，对企业工艺运行具有极大危害。考虑到丝堵式空冷器结构特殊性，查漏难度较高。本文针对上述问题进行了分析，借助新型查漏专用工具作业，大幅缩减了设备检修周期，并提出了相应的堵漏技术。

关键词：丝堵式空冷器；查漏；堵漏；技术；专用工具

中图分类号：TQ051 文献标志码：A

0 前言

空冷器作为石油炼化行业中常见设備，具有换热系数高、节能环保、结构简单的优势。当下空冷器管束一般是采用错裂布置的形式，管束包括4层、6层结构。投入运行后，一旦某根管子发生泄露，需要快速及时的查找出故障位置，避免内部流体渗漏等造成的危害。由于换热管间距小，布置方式灵活多变，查漏过程难度相对增加，且后续堵漏问题有待优化。

1 查漏作业和专用工具的应用

结合石油行业空冷器使用状况分析可发现，部分换热管束由于常年连续使用，经常发生泄露问题，高效快速的查找出故障位置并进行堵漏处理具有重大价值。

1.1 查漏流程分析

第一，若换热管束发生泄露，物料外流状况，根据大体位置判断可能泄露的管子。将管箱端头处的丝堵写下，在螺孔位置插入楔子，保证管子两端密封后，重新装上丝堵。第二，核查堵管后的换热器，保证外界工艺条件参数的合理性，向空冷器内部充入水或压缩空气等介质。不出现泄露问题，表面查漏工作结束。如果仍存在物料泄露问题，表面堵管位置有误，需要重复上述步骤进行查漏处理。直到没有物料外流后方可确认查漏工作结束。

1.2 查漏难点分析

换热器管束的查漏作业具有重复性高、耗时长的特点。此外，考虑到空冷器结构特殊性，所有管子的端口都位于管箱内部，如果查漏环节中，误将没有泄露的管子堵上，将会减小实际散热面积，可能会导致换热量无法满足负荷要求，危害极为突出。这也是导致空冷器使用寿命下降速度增加的主要原因，对企业而言是增加了设备成本问题，经济损失状况较为严重。此外，查漏堵漏的检验中，堵住管子两端后便需对整个空冷器进行水压试验，充水、放水时间长，工序复杂度高，一定程度上还会引起资源浪费问题。

1.3 查漏专用工具的应用

从上述分析可以得出，换热器管束的查漏处理难度大、耗时长。为了高效快捷地找到泄漏位置，同时降低试验操作中资源耗费量，本文提出专用查漏工具。

该工具从结构上分析：第一，核心部件是空芯可旋转螺栓，该螺栓是中间有通孔的丝堵，且螺栓丝堵规格与空冷器装置的相吻合，一般为M30mm。螺栓的有效螺纹长度比空冷器长出几mm。第二，一般选用无缝钢管替代主水管，规格为DN15mm，保证壁厚满足强度要求。第三，专用工具的制备中，需要将空芯旋转螺栓套在实心杆、主水管外，然后焊接处理，将挡块固定在实心杆位置处。第四，为了保证专用工具的合理性，需要结合空冷器管箱深度进行挡环和楔形管间距的确定，以空心旋转至2/3处后，恰好到换热其管口位置为判定原则。第五，楔形头需要根据换热管规格进行更换操作，一般换热管为DN15mm、DN20mm两种形式。

专用工具可快速、精确的查找出泄露点，可避免浪费试验介质、错误堵管等常见问题，对丝堵式空冷器的查漏具有极大帮助，专用工具的使用方法分析如下。第一，结合物料泄露状况，将疑似泄露位置的丝堵拆开，借助2号专用工具沿螺孔深入管箱，然后拧紧螺栓，推动实心杆前行，借助楔形材料堵住管口处。第二，采取上述同样方法处理，借助1号专用工具楔形管头堵住管子另一端，借助活接头将水注入换热管内部，升压至试验要求数据，关闭阀门后检漏。第三，若空冷器下部出现水滴、升压后压力示数下降，均表明该换热管出现泄漏问题。第四，将1号、2号专用工具拆除，暂时堵住管子两端，让空冷器正常运行，若设备下放没有再次出现水滴问题，且压力能维持稳定示数，表面换热管没有漏电。第五，重复第四步，便可查出所有漏点位置，且精度高达100%。该堵漏技术易于操作，原理简单，可避免错误堵管的危害，是保证设备散热性能的关键步骤，在散热器管子查漏作业中具有重大使用价值，可以在业内进行广泛推广使用，需要引起设备厂家、企业的共同关注。

2 管束堵漏技术分析

2.1 快速堵漏技术

如果泄露位置是层叠翅片管的形式，一般不推荐焊接堵漏的方法。结合空冷器的结构，可采用不动火封堵的方法。将管箱处丝堵拆下，然后加工较长的锥头丝堵，将管束两端漏气位置封上，便可达到堵漏要求。但是该方法仍存在一定弊端，仅将管子内壁堵住，未考虑脱铆位置的间隙问题，可能无法完成堵漏要求。

结合管子加工制造等工艺要求分析后，可采用新型堵漏技术进行处理。将堵头设计成分体的形式，然后对顶丝、堵头分别进行加工。可在管箱上端安装顶丝，堵头位置需要由两种规格的圆柱体构成，前端需要与管子内径吻合，保证与管子的间隙满足实际要求，伸入内部后便可完成导向作用，后端需要大于管子外径，借助堵头端的阶梯面完成与管束的密封。还需要借助铜垫圈等配件安装在堵头端口处，这是保证密封压实牢固度的基础，顶丝压紧后便可完成整个密封处理。

安装过程中，需要先将管箱丝堵拆开，将工具深入到箱体内部后，再进行管端面的清洁处理。然后将铜垫圈放置在丝堵孔、翅片管中间，装上顶丝后进行预压紧操作，然后对螺母进行拧紧处理，旋紧螺母后对管子另一端进行同样操作，最后对管子进行加压、试漏处理。

2.2 密封材料的应用

堵漏工艺操作中，需要注重堵头密封材料的形式和种类，硬度过大的材料具有可塑性差的特点，密封难度高，硬度过小材料在空冷器管束振动作用下，容易发生变形问题，可能会发生封堵效果下降。为此，可采用黄铜材料进行处理，黄铜是铜、锌材料构成的合金，具有应用范围广的优势。黄铜种类包括：第一，普通黄铜，由铜、锌元素构成，牌号为H70，也可称为三七黄铜，具有塑型高、耐腐蚀的优势。第二，含铜量高于63%的材料，可以进行冷加工，具有良好的延展性，可进行退火操作。第三，含铜量较低，大部分是锌元素的材料，主要在热加工时应用较多，具有强度高的优势。第四，两种或多种元素构成的合金，也称为复杂黄铜。

考虑到空冷器堵漏工艺需求，需要保证密封材料具有硬度适中、密封性良好、耐受性高的优势，其次需要考虑材料成本，通用性等要求。通过对不同材料进行综合比对可分析得出，H70黄铜形式较为合理，硬度较低，价格低廉，首选该材料进行铜垫片的加工。如果工艺操作允许的条件，可进行结晶退火处理，可进一步降低硬度到55（布氏硬度）。应用实践表明，本文所采用的不动火堵漏技术可在空冷器中进行应用，对设备运行稳定性具有较大意义，属于较为实用的新型堵漏技术。该方法不会对空冷器外观造成负面影响，同时加工难度小，材料成本低，应用范围较为广泛。分体结构中的堵头设置中，需要考虑铜垫片的应用，这是提高材料塑性合理性的基础。

结语

丝堵式空冷器的查漏工作具有复杂度高的特点，略有偏差将会导致设备停运。借助专用查漏工具可快速完成查漏工作。将复杂的查漏工作简单化，大幅提高了检修效率。同时查漏中不需进行空冷器整体的充水、放水处理，降低了资源浪费带来的负面作用。此外，本文针对空冷器管子泄露问题进行了补漏技术探讨，最大程度地延长了空冷器使用寿命，是提高空冷器利用价值和散热性能的重要方法，具有较高的经济价值和实用价值。

参考文献

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