螺纹锁紧环换热器检修工艺

螺纹锁紧环换热器检修存在的问题及对策摘要：石化炼油厂有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以及密封泄漏等一系列的问题。

通过采取改变螺栓结构，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 加氢裂化高压换热器操作条件表2 渣油加氢高压换热器操作条件I-E101II-E101反应流出物反应进料17.4 20.5 454 427I-E102AII-E102A混合进料热高分气20.6 17.2 400 427I-E102BII-E102B混合进料热高分气20.4 17.1 360 401I-E103II-E103混合氢热高分气20.6 17.2 280 3203 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。

- 73 -第10期螺纹锁紧环式换热器内漏失效及检验措施赵洵（南京三方化工设备监理有限公司， 江苏 南京 210033）[摘 要] 详细介绍了螺纹锁紧环式换热器的构造和主要结构特点，重点分析了螺纹锁紧环式换热器发生内漏失效的原因，针对内漏失效原因总结了相应的检修措施，提出了检修中应注意的事项。

[关键词] 螺纹锁紧环换热器；结构特点；内漏失效；检验措施作者简介：赵洵（1990—），男，黑龙江齐齐哈尔人，大学本科，助理工程师。

南京三方化工设备监理有限公司，部长助理。

为了有效地降低能量损耗，提高能源利用率，高压换热器在诸多领域得到广泛应用，然而，换热器的故障会直接引起生产过程中的许多问题，例如造成加热炉工作温度过高，更严重的甚至导致生产系统停工。

因此，做好高压换热器的维护是保证安全生产顺利进行的关键。

传统的换热器结构复杂，不便于装卸维修，并且存在明显的泄漏问题，目前，对于高温高压工况下的热交换设备，国内广泛采用螺纹锁紧环换热器，这种换热器在具备耐高温、耐高压的同时，还具有漏点少、占地面积小、节省加工材料等特点，此外，这种换热器最突出的优势是能够在设备运行过程中解决泄漏问题，有效地避免了由于设备问题停工带来的经济损失。

1 螺纹锁紧环换热器简介1.1 螺纹锁紧环换热器的典型结构由美国Chevron 公司与日本Chiyoda 公司联合研究生产的螺纹锁紧环换热器，由于其结构上具有明显的优势，目前被广泛地应用在高温高压生产行业。

我国最早引入螺纹锁紧环式换热器要追溯到上世纪80年代，石油石化行业逐渐引进万吨级加氢裂化装置，90年代初，洛阳石油化工工程公司与兰州石油化工机器总厂对加氢裂化装置共同进行研发，最终实现了螺纹锁紧环换热器的国产化，目前已被广泛地应用在各大炼油厂[1]。

螺纹锁紧环换热器主要分为整体式与分体式两种，如图1所示，为整体式螺纹锁紧环式换热器的结构图，这种类型的换热器管板置于换热器内部，管箱的盖板采用螺纹锁紧环的方式与换热器管箱一端相连接，整体式换热器管壳程筒体固定成为一体，并且两侧的筒体均为高压端；分体式换热器管板与管箱为一体，管壳程采用螺栓连接的方式，这样壳程仅能承受较低的压力，而管程依然要承受较高压力。

炼厂螺纹锁紧环换热器检修施工方案一、工程概况及特点1、设备概况及立项理由AA安装四公司承担了XX 35万吨/年柴油加氢精制装置E102A/B、E103A/B四台高压螺纹锁紧环换热器的在线检修任务。

其中E102A/B 属于高低压型（H-L），E103A/B属于高高压型（H-H）。

2、高高压设备结构特点图1高高压锁紧环换热器结构简图图2高低压锁紧环换热器结构简图3、工程特点3.1检修设备从开工投用运行已经两年时间，多处密封点存在粘接可能性很大，部分连接件由于长期高温高压运行出现疲劳咬死现象，锁紧环有无法旋出的可能。

3.2整个施工过程与催化剂装卸剂同步实施，作业车辆集中，交叉作业较多，对工序衔接有一定影响。

3.3因为设备高温高压，检修过程中，对各部件的标准、精度、质量要求较高，为保证检修质量，需要钳工、检测等多工种进行作业。

3.4此设备检修工序和作业方法在结算时没有现行的定额依据，需要按协议价格结算。

二、编制依据1、《承压设备无损检测》 JB/T4730-20052、《钢制压力容器》 GB150-19983、《管壳程换热器》 GB151-19994、《石油化工施工安全技术规程》 SH3505-19995、《管壳程换热器维修检修规程》 SHS01009-20046、E-3101A/B设备制造图纸三、施工组织机构四、人力、机械、材料使用计划1、人力需求计划（表1）2、工机具需求计划（表2）图3工装结构简图3、吊车使用计划（表3）4、材料需求计划（表4）五、重点吊装参数表根据实测现场地理位置、设备各部件图纸重量及吊车性能表，并有我方技术人员测算，芯子抽装和锁紧环拆装需使用80吨吊车进行作业，其中芯子抽装吊装总重为3.7吨，80吨吊车为南北向站车，车辆中心距设备中心8米。

吊装具体参数如下表所示：设备吊装技术参数表（表5）吊物总重量合计为8.5吨，其中钩头重量0.4吨，抽芯机重量4.4吨，芯子重量为3.7吨，此条件下，吊车可吊重量为9.3吨>8.5吨，满足作业要求。

螺纹锁紧环换热器日常维护和故障处理
(1)、日常维护
a)装置系统蒸汽吹扫时，应尽可能避免对有涂层的换热器进行吹扫，工艺上确实避免不了的，应严格控制进换热器吹扫温度（不大于200℃），以免造成涂层破坏。

b)装置开停工时，应控制换热器缓慢升降温和升降压，以免造成冲击。

开工时遵循“先冷后热”，即先进冷料，再进热料；停工时遵循“先热后冷”，即先停热料，后停冷料。

c)开停工时要确认螺纹锁紧环换热器管壳程流程畅通。

避免管板单程受热或受压。

d)认真检查设备运行参数，严禁超温超压，。

对按压差设计的换热器，在运行当中不得超过规定的差压。

e)操作人员应遵循安全操作规程，定时对换热器进行巡回检查，检查基础支座稳固及设备泄漏等。

f)应经常对换热器管壳程介质的温度和压降进行检查，分析换热器的就泄露和结垢情况，在压降增大和换热系数降低超过规定数值时，应根据介质和换热器的结构，制定有效的方法进行清洗。

g)应经常检查换热器的振动情况。

h)在操作运行时，有防腐涂层的换热器要严格控制温度，避免涂层破坏。

i)保持保温层完好。

(2)、换热器常见问题及处理措施
a)换热器运行中常见问题及排除方法。

螺纹锁紧环换热器检修工艺
螺纹锁紧环换热器检修工艺
【摘要】本文通过对螺纹锁紧环换热器检修程序、施工方法和专业工具的应用系统阐述。

对检修过程中存在的问题、解决策略加以说明。

对螺纹锁紧环式换热器检修有很强指导意义。

【关键词】螺纹锁紧环换热器检修动态平衡
专用工具螺纹锁紧环换热器是能在高温高压工况下进行热交换的换热设备。

具有结构紧凑，密封可靠等优点。

在炼油加氢裂化装置中得到广泛应用。

但是也由于其内部构件复杂，配合精密，检修过程需使用专用工具人机配合作业难度较大。

且过程中力的传递作用及动态平衡难于是会产生累积误差结果造成隔板压碎或者无法密封等事故发生。

因此本论文将对检修过程详细阐述以指导检修施工。

1 检修流程及检修要点
1.1 结构组成及密封原理
1.1.1组成
1垫片 2管板 3盘根压环ⅱ 4盘根5盘根压环ⅰ 6箱内套筒 7顶压螺栓8对开键环 9隔板垫环10支架11外密封圈12隔板13内压圈 14外压圈 15螺纹承压环 16外压杆 17内压杆 18外压紧螺栓 19内压紧螺栓 20管槽盖
1.1.2 密封原理
（1）壳程的密封过程：紧固内圈压紧螺栓—内压杆—内压圈—隔板垫环—顶压螺栓—对开键环—管箱内筒—盘根压环i—盘根—盘。

螺纹锁紧环换热器维护检修要求1、检修内容(1)、抽芯、清扫管束和壳体(2)、进行管束焊口、胀口处理及单管更换(3)、检查修理管箱及内外压紧螺栓、内外压环、分合环、垫片压板、接管及其密封面，更换垫片及试压。

(4)、更换部分螺栓、螺母。

(5)、更换管束或壳体。

(6)、壳体保温修复及防腐。

2、检修与质量标准(1)、检修前准备掌握运行情况，备齐必要的图纸资料。

(a)准备好必要的检修工具及试压胎具、卡具等。

(b)配合业务团队盲板隔离，确认内部介质置换清扫干净，符合安全检修条件(2)、检查内容(a)宏观检查壳体、管束及构件腐蚀、裂纹、变形等。

必要时采用表面检测及涡流检测抽查。

(b)检查防腐层有无老化、脱落。

(c)检查衬里腐蚀、鼓包、折褶和裂纹。

(d)检查密封面、密封垫。

(e)3检查紧固件的损伤情况。

对高压螺栓、螺母应逐个清洗检查，必要时应进行无损探伤。

(f)检查基础有无下沉、倾斜、破损、裂纹及其他地脚螺栓、垫铁等有无松动、损坏。

(3)、换热器拆装步骤及注意事项螺纹锁紧环式换热器管箱具体结构如下图所示：换热器的检修拆装均需要专用拆装工具，专用工具结构如下图所示：拆装工具除上述简图中的零部件外，还有联接板（一）和螺纹头等配件，在拆装不同的设备零部件时根据需要更换使用。

拆装工具须在吊车的配合下使用。

拆装工具组合使用时可拆装的零部件简述如下：联接杆（一）＋联接板（一）：管束、分程箱；联接杆（一）＋螺纹头：分程箱半圆盖、密封盘；联接杆（一）＋联接杆（二）＋联接板（二）：承压环组件。

(a)换热器拆卸➢拆除内、外压紧螺栓。

➢拆除螺纹承压环和压盖。

拆除内外压紧螺栓后，在注油孔和螺纹咬合端面注入松动剂，浸透一段时间，将拆装工具的联接板（二）用螺栓与螺纹承压环上的螺孔紧固，用加长螺栓将压盖与联接板（二）紧固。

将配重物置于适当位置，使吊点两端力矩相同。

开始搬动前、后搬手使其逆时针转动，一般刚刚起动时力量很大可借助其它助力机构起动，如手动葫芦、千斤顶等。

第 48 卷 第 12 期2019 年 12 月Vol.48 No.12Dec. 2019化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry高压螺纹锁紧环换热器的抢修要点谭日红（中国石油天然气集团公司广西石化公司，广西 钦州 535008）摘　要：讨论了蜡油加氢裂化装置高压螺纹锁紧环换热器抢修的具体步骤及需要注意的要点，对同类型装置的高压换热器检修具有较好的借鉴作用。

关键词：螺纹锁紧环换热器；抢修；要点中图分类号：TQ 051.5 文献标识码：B 文章编号：1671-9905(2019)12-0068-03作者简介：谭日红（1983-），男，工程硕士，从事设备管理工作。

E-mail: tanrihong@ 收稿日期：2019-09-24某石化蜡油加氢裂化装置采用UOP 公司提供的工艺包技术，加工原料油为常减压蒸馏装置来的减压蜡油，主要产品为柴油、航煤、石脑油、未转化油及干气，装置于2009年建成投产。

2017年在生产过程中发现其柴油产品出现硫含量升高、颜色浑浊等现象，判断为高压螺纹环换热器发生内漏，需要进行停工检修。

本文主要对高压螺纹环换热器检修时的施工步骤进行归纳梳理，并指出该换热器检修时需要重点注意的地方。

1　螺纹环换热器的主要结构特点螺纹环换热器主要有高高压式和高低压式两种结构，两者的主要区别在于壳程压力是按高压或低压进行设计。

本次检修涉及到的换热器均属于高高压式换热器，本文重点对此类换热器结构进行讨论。

图1是典型的高高压式螺纹环换热器的管箱结构示意图。

主体密封由两个部分组成，一是管侧密封，包括外圈压紧螺栓、顶销、密封盘及管程侧密封垫片；二是壳侧密封，包括内圈压紧螺栓、顶销、压环、分合环和壳程侧密封垫片。

使用过程中若是出现管侧或壳侧由于密封垫产生的泄漏，可以通过紧固对应的外、内圈螺栓来解决[1]。

2　检修前准备2.1　确定检修目标换热器如图2所示，该装置高压螺纹环换热器的数量较多，按工艺流程可以分为两个打压包段。

aintenance&Service维%&锁紧环式高压换./检修要点赵聚运中国石油天然气第七建设有限公司山东青岛266300摘要紧式高压换热器在检修中的要点分析，提出了注意事项及可靠的解决方法，对行业内同类检修问题的处理具有一定的借鉴意义。

关键词紧换热器压紧泄露中图分类号TE682文献标识码B文章编号1672-9323(2019)04-0078-03高压换热器是加氢装置中的重要设备之一，它不仅能为生产提供必要的工艺条件，而且为减少能源消耗、降低生产成本起到了重要作用。

但传统的管壳式换热器已经逐渐不能满足高温高压条件下的生产需要。

近年,密封可靠、结构紧凑、维护简单,又能及时解决运行中出现的泄露问题的螺纹锁紧环式换热器应运而生，并广泛应用在各类加氢装置中。

本文通过对螺纹锁紧环换热器的结构特点的研究，结合检修施工现场的具体情况，阐述了螺纹锁紧环式换热器的解体检修要点及注意事项。

1螺纹锁紧环式高压换热器的结构特点螺纹锁紧环式高压换热器主要是由锁紧环、管束、壳体、压、密封、、管成，其结构示意图见图1。

螺纹锁紧环式高压换热器具有以下特点：管箱与壳体为一体结构结构，构件，密封管板为差压设计;有内、外两圈压紧螺栓，可在设备运行中处理泄露问题。

设备运行中，现管壳时，可紧压紧加密封的压力，从而消除内部泄露。

当发生外漏(管程介质泄露时，可紧压紧压紧密封消泄露，设备不工，需换可消除泄露现象，不会影响装置正常生产。

1-压盖;2-内压紧螺栓；3-外压紧螺栓；4-螺纹锁紧环；5-压环；6-卡环；7-管程内套筒；8-盘根；9-管板；10-壳体;11-管束；12-密封盘；13-波齿复合垫片；14-简体图1螺纹锁紧环式高压换热器结构示意图2螺纹锁紧环式换热器解体检修要点分析2.1解体检修前准备1设备，设备设要，设备结构特点。

⑵编制科学可行的施工技术方案，并对施工人员进行安全、技术交底。

78I石油化工建设2019.04aintenance&Service 维⑶准备好吊车、倒链、抽芯机、扳手、工装等施工机具材料等。

石化加氢装置高压螺纹锁紧环换热器检修若干工艺要点摘要：随着20世纪80年代从美国引进的两套加氢裂化装置的运行，在中国石化系统开始使用高压螺纹锁紧环换热器。

伴随着国产化的进展和逐步成熟，高压螺纹锁紧环换热器逐步广泛应用在加氢裂化、渣油加氢、蜡油加氢等装置上。

关键词：石化加氢装置；螺纹锁紧1 壳程试压方案的选择1.1 管程内件回装组螺纹锁紧环与螺纹锁紧环旋入工装内部，保证压紧螺栓结构能够保持进出的通畅性与完整性。

待旋入螺纹锁紧环之前，需要将临时性的垫子全部取出，修磨管箱结构内部的螺纹。

选取使用吊车起吊螺纹锁紧环结构，并旋入工装和处理，找正具体的位置，选取使用导链结构，与管箱结构对接处理，并慢慢的旋入内部，旋至图纸规定的尺寸后，取下对应的螺纹锁紧环工装结构。

1.2 回装、把紧压紧螺栓压紧螺栓在拧紧过程中，拧紧时应上下左右均匀对称拧紧，分三次拧紧，第一次为50%力矩，第二次为80%力矩，第三次为100%力矩。

最后再用标准力矩均匀拧紧，以确保管程垫片受力均匀。

2 螺纹锁紧环换热器检修中主要故障和处理方法探讨2.1 内、外压紧螺栓旋不出或旋断(1)原因分析。

在本次检修中，热高分/冷低分油换热器(EA201106)螺纹锁紧环换热器出现了内外圈螺栓旋不动甚至旋断的情况，给检修拆卸造成了较大的困难。

出现这种情况的原因有以下几方面：首先，设计的螺栓直径偏小、长度偏长、螺纹摩擦副细牙螺纹丝扣较长，当螺栓出现变形、错位，或者在预紧时扭矩过大，就会发生乱丝情况导致螺栓无法顺利旋出。

其次，由于管箱结构内部与壳体的材质膨胀处理的系数存在不通过，且在具体的运行管理过程中，会导致整个内件轴向变形量不一致，一定温差变化的条件下，可能会导致螺栓结构与结合面导致形成磨损、凹坑，甚至会导致螺栓变形而使得螺栓无法顺利旋出。

(2)故障处理。

部分压紧螺栓在拧松的情况下拧断，在对应的头盖位置拆下后，选取机械加工处理，若在螺栓结构断裂的过程中，螺栓没有拧紧，则可在现场将断裂的螺栓结构取出，这样即不能够破坏螺栓，也要安装前期的所有螺孔，重新攻丝处理。

高低压螺纹锁紧环换热器检修规程2.4 NB/T47014-2011 2.5 NB/T47015-2001 12.6 JB/T4730-2005 《承压设备焊接工艺评定》《压力容器焊接规程》高低压螺纹锁紧环换热器检修规程1主题内容和适用范围1.1 主题内容本篇规程了高低压螺纹锁紧环换热器检修程序、注意事项及标准等内容。

1.2 适用范围本篇规程适用于：高压走管程，低压走壳程的高低压螺纹锁紧环换热器的检修2编写修订依据2.1 GB150-2011 《压力容器》2.2 GB151-1999 《管壳式换热器》2.3《固定式压力容器安全技术监察规程》2.7《管壳程换热器维修检修规程》SHS01009-20042.8换热器制造技术条件2.9高低压螺纹锁紧环换热器图纸3概述3.1换热器结构说明高低压的螺纹锁紧式换热器，其结构比较复杂，安装精度要求较高，工艺条件比较苛刻；同时对其拆装、检修作业也有相当特殊的要求。

管程：采用紧固压紧螺栓，经顶销、压环及密圭寸盘，将压力传递到密圭寸盘垫片（管程垫片）而达到密圭寸效果；壳程：采用把紧双头螺柱达到密封效果。

4 ?设备检修所需备件及检修工装汇总：4.1管箱密封垫片:1件4.2分程箱垫片：1件2 ?螺纹锁紧环拆卸工装：1套，包括：连接板、连接螺栓螺母及配重；3. 密圭寸盘装配杆：1套5 ?设备检修前准备工作5.2检修前的准备：正式检修时，提前对螺纹锁紧环注油孔浇注润滑油，便于检修时拆卸螺纹锁紧环。

6螺纹锁紧环换热器的拆卸1. 对要拆检的螺纹锁紧环换热器先停车、卸压；待设备温度冷却至160C以下时，进行浇注润滑油；2. 拆除螺纹锁紧环上压紧螺栓；2.1. 提前12小时对所拆压紧螺栓涂螺栓松动剂；2.2. 松开所有的压紧螺栓，卸下后用煤油清洗除锈后，放在指定的位置并保管好；3. 按下图所示组装螺纹锁紧环拆卸工装；3.1. 安装管箱压盖螺栓；32螺纹锁紧环拆卸工装组装好后，用吊车吊起螺纹锁紧环拆卸工装，再用导链调整找正，并与螺纹锁紧环、压盖把好固定螺栓；3.3.根据螺纹锁紧环、压盖、压环等重量，计算出螺纹锁紧环旋出工装所需的配重, 并把好配重，如下图所示：3.4. 按下图所示：在旋螺纹工装上加上旋转螺纹扳手、50T千斤顶及吊车;/T)3.4.1. 当螺纹锁紧环内部温度小于等于50度，开始拆卸螺纹锁紧环。

螺纹锁紧环换热器文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）螺纹锁紧环换热器摘要本文结合检修过程，简要阐述了高压螺纹锁紧环换热器的拆装程序，着重分析了检修中存在的几个主要问题及可采取的相应措施；并计算了如何确定管、壳程垫片螺栓预紧力。

关键词高压螺纹锁紧环换热器结构特点问题对策1概述在炼油厂使用的换热器结构形式较多，但最常用的是普通大法兰联接型式的换热器。

该换热器具有结构简单、拆卸方便、易于密封等优点。

但随着装置的大型化，所需换热器的尺寸也越来越大，尤其是在加氢裂化、加氢脱硫等装置上用于高温高压并含有氢和硫化氢介质场合的换热器，首先要解决在如此苛刻条件下的密封问题。

为了解决密封问题，这种形式的换热器管、壳程法兰将变得很厚，其紧固螺栓也随之明显增大，这不仅给紧固、拆卸带来了很大的困难，既不便于维修，又难以保证不漏，并且大大增加了金属材料的耗量。

所以，具有密封可靠、结构紧凑、维护简单而且又能及时解决运行中出现的泄漏问题的螺纹锁紧环式换热器应运而生，并广泛地应用在加氢裂化和加氢脱硫等装置中。

2螺纹锁紧环换热器的结构特点螺纹锁紧环换热器的密封结构最早是由美国Chevron公司和日本千代田公司共同开发研究成功的，我国已有十几套加氢装置使用这种换热器。

此换热器的管束多采用U形管式，它的独到结构在于管箱部分。

该换热器可分为两类：即H-H型和H-L型，H-H型适用于管壳程均为高压的场合；H-L型适用于壳程为低压而管程为高压的场合［1］。

本文重点介绍H-H型螺纹锁紧环换热器，它的基本结构如图1所示。

图1H-H型螺纹锁紧环换热器基本结构图管箱中：1、管板；2、壳程垫片；3、隔板箱；4、填料；5、填料压盖；6、内法兰；7、三合环；8、内法兰螺栓；9、管程垫片；10、垫片压板；11、外压环；12、外圈压紧螺栓；13、外圈顶梢；14、螺纹锁紧环；15、管箱盖板；16、内圈压紧螺栓；17、内压环；18、支撑圈；19、内套筒。