高温高压换热器运行故障分析及处理周有石，张德华，姜红超扬子石油化工股份有限公司芳烃厂，江苏南京210048摘要换热器属商温高压临氢设备，其密封性能的好坏，将直接影响到加氢裂化装置的安全运行。本文对首次进行检修改造的尺101在试用期间出现的管箱与盖板封头之间实心园垫片角焊缝密封处泄漏的原因进行了分析，对螺栓的密封扭矩进行了计算，并提出了处理措施，对高温高压临氢设备国产化具有定的借鉴意义，关镰词，温高压临氢设备；角焊缝；密封分析；扭矩计算中分类号了，151.5文献标识码101为扬子芳烃加氢裂化装置新鲜进料与加氢裂化反应器出料换热器的第级，由意大利。00100公司制造。换热器形式为立式型管式，程数为2，结构尺寸为551226爪爪父6398 mmX83.5mm，设计压力为l8.4MPa，设计温度为433，设备简1.　　该换热器的特点是介质临氢压力温度高温差大运行工况恶劣。在具有温高压和腐蚀性周期运行的关键所在。为此，该换热器管壳程之间板之间的密封采用实心圆垫片密封焊结构，2.　　2001年7月，101换热器由于管程与管箱盖板之间的密封采用实心圆垫片的角焊缝出现泄漏等故障进行整台更换，现便用的是国内相关化工机械厂的改造件。　　新更换的设备在2001年8月6日加氢裂化装置大修开车后即发现101改造件的管箱与盖板之间的实心圆垫片与管箱的角焊缝出现裂纹，产生泄漏现象，严重影响了加氢裂化装置的高负荷安全运行，因此，有必要对泄漏原因进行深入细致的分析，杜绝此类现象的发生，为装置安全生产提供保证。　　1现场拆卸情况在停车检修过程中，用8 40000液压扳手拆下管箱与盖板的连接螺栓24M90，拆卸时发现液压扳手油压*大为20MPa，*小为35MPa.　　落下管箱盖板后，检，实心圆垫片的角焊缝的焊角度实测为23 2角焊缝泄漏原因分析12CrMO910，内壁覆盖厚度为3mm不锈钢堆焊层，堆焊层材质为1.4551018，9.管箱盖板材作者简介周有石1967，男，江苏省南京市人，大学。工程师。电管箱与管箱盖板密封采用金属平垫片+密封焊，结构2.金属平垫片为实心圆结构，尺属平垫片内壁覆盖厚度为3不锈钢堆焊层，金属平垫片周围则覆盖厚度为10，1不锈钢堆焊层，堆焊层材质为1.4551018心9.角焊缝泄漏原因分析如下。　　2.栓，力不足金属平垫片密封的机理为在定的螺栓紧力金属平垫片与法兰密封面压实贴合，金属平垫片产生微置塑性变形，填满密封面之间的微观凹凸不平之处，从而达到密封效果。影响金属平垫片密封要素为法兰的强度密封面的粗糙度垫片的硬度及螺栓紧力，很显然，对于温压设备现场检修，控制螺栓紧力较为关键。根据随101进口设备带来的1；检修说明书的规定，101压螺栓把紧时的螺栓拉伸器空气液压泵的油压为23该压力包括大约25的松弛，再加上10的安全裕度，专用工具的液压面积为189.7.，12，则螺栓拉伸力为则螺拴的扭紧力矩为摩擦角=31呢1.155扣以1.15515=9.8；为当量摩擦半径14，螺母环形支撑面直径十螺栓孔直径28十94=55.5，所以，液压板手油压为，为液压扳手的*大扭矩。　　参照钢制压力容器；815098国家标准上101管箱封头法兰在操作状态需要的*小螺栓载荷为Pc为计算压力取*工作压力16.3MPa；w为垫片系数，对于不锈钢平板〃取6.5；6为垫片有效密封宽度，在操作状态7单个蜾栓的*小载荷为3 2035564=85则在操作状态下单个蜾栓的*小油压为=21.9166.685箱盖螺栓时，发现液压扳手油压*大为201化，*小为35，其中*小油压远小，在操作状态尸单个螺栓能达到密封效果的*小油压，所以，这是造成泄漏的主要原因。　　2.2角焊缝强度不够从1已结构可以看出，管板垫片密封焊角焊缝部位焊缝度要求为6爪，13，而在施工现场，管箱实心圆垫片的角焊缝的焊缝度尺实测为23，1.强度等级明显偏低。　　101管箱与管箱盖板密封采用金属平垫片+密封焊结构，决定了该角焊缝要以某种方式承受着定的载荷，这就决定了该角焊缝必须要具，足够的强度，而角焊缝本身几何尺寸复杂，位尸结构不连续部位，很容易产生根部未焊透现象，同时，又难于进行射线及超声波探伤，所以焊缝质量般难以保证。　　针对上述问，在角焊缝焊接实施过程中，在第层焊缝焊接完成时，定要进行着色检，以确保角焊缝根部全部溶合焊透，在焊接时要注意层间要清理干净，以防止产生夹杂及气孔等缺陷，同时，还要加强角焊缝的外观检，以避免咬边飞溅等缺陷产生。　　由于角焊缝般受剪切破坏，而焊角度不够则尤其容易发生剪切破坏，因此，根据实际情况，参照钢制压力容器，815098标准，对101的金属平垫片密封角焊缝不仅要控制焊角高芰尺寸，同时还应该严格控制角焊缝的喉部尺寸，确保大于0.7尺以达到密封焊相应的强度要求= 3现场处理情况根据现场抢修的需要，采用局部补焊的方法，用手工重新焊接管箱盖板垫片角焊缝第道焊缝使用幻02焊条手工电弧焊；其它焊缝使用132焊条手工电弧焊；第道焊缝焊前预热12，在实际焊接过程加强外观检查，第层及，后焊完经着色检，合格。测，密封板角焊缝焊角高度为8，及喉部高度为6，合格。　　根据现场条件，使用液压扳手对1018栓材质巳巾甸外的214，57241谓，5改为内前，应对国产螺栓的强度进行校核。　　在螺栓预紧时，螺栓不怛要承受由预紧力产生可以求出螺栓所能承受的，大预紧拉仲载荷。25Cr2MoV材质螺杜的温力学性能，在400t时的屈服极限fil.2为530MPa，为防止在预紧过程中各种不确定闪素引起预紧扭矩的波动，应保证预紧载荷超过其屈服极限的0.8倍。，06的螺栓螺纹小衿4为83.5，螺纹中径心为10101所以则在预紧时单个螺栓的*大极限油压为p 190=25MPa因此，在实际把紧过，中，把液+板子油控制在22MP；l是安全可行的。螺栓复位时分圈对称把紧，第圈肘，3，第圈为17，第圈为22MH 4结论国内相关制造厂已经具备了制造101这样的温高压临氢设备的能力。101经现场局部打磨，消除裂纹，重新焊接岳运行至今，情况良好就是有力的证明。　　管箱与盖板之间的实心圆垫片与管箱的角焊缝焊接强度不足，达不到纸设计要求，螺栓把紧力矩人小不均且总体偏小，这是造成装置开车它泄漏的主要原因。　　通过严格控制密封焊焊接1艺，加强外观及着色检丧，是能够保证焊接质量的，另外，根椐101管箱密封焊结构，将角焊缝的焊脚高度欠为6，改为8.，以保证凡大于6，达到增强角焊缝强度的目的。　　对于高温高压临氢设备密封面的紧固，定要严格控制住螺栓紧力，必要时要对螺栓强度进行校核。　　戈晓岚。工程材料0.南京东南大学出版社，1996.7799.　　机械设计手册。北京化学工业出版社，1987.210247.　　钢制压力容器。北京中国标准出版社。1998.847 41杨可帧。机械设计基础lM.北京高等教W出版社，1998，U6 5吴望周。化工设备断裂失效分析1.北京中国化，学会教存编辑今治泉。