换热器抽芯过程中管束变形控制方法研究

1 换热器抽芯过程中管束变形原因分析

1.1 抽芯操作不当

在抽芯过程中，若抽芯机安装不牢固、位置不准确，或抽芯参数设置不合理，如拉力过大、速度过快，会导致管束受力不均，从而引发变形。例如，某炼油厂在抽芯作业时，由于抽芯机安装时未确保其中心线与管束中心线重合，在抽芯过程中管束出现偏斜，导致部分管子弯曲变形。

1.2 管束自身因素

管束长期运行后，可能存在腐蚀、磨损等问题，导致管子壁厚变薄、强度降低。在抽芯过程中，这些薄弱的管子更容易发生变形。此外，管束的制造质量也会影响其抗变形能力，如管子与管板的焊接质量不佳，在抽芯时可能出现焊缝开裂，进而引发管束变形。

1.3 外部环境影响

换热器壳程结焦严重、杂质沉积等情况会增加管束的抽出阻力。在抽芯过程中，为克服阻力，抽芯机施加的拉力增大，容易导致管束变形。例如，某炼油厂的原料油浆换热器，由于长期运行，壳程结焦情况十分严重，同时有大量杂质沉积在壳程内。在进行抽芯作业时，管束抽出的阻力大幅增加，抽芯机不得不加大拉力才能完成抽芯操作。然而，过大的拉力导致管束在抽出过程中出现了明显的变形，影响了换热器的正常使用和检修进度。

2 换热器抽芯过程中管束变形控制方法

2.1 前期准备阶段

设备与介质处理：提前停机，排空换热器内部介质，关闭进出口阀门并加装盲板，防止介质泄漏危害人员与环境。对换热器进行清洗，去除壳程和管程内的杂质、污垢，减少抽芯过程中的阻力。例如，某炼油厂在抽芯前，采用高压水枪对换热器进行冲洗，有效清除了壳程内的结焦和杂质，降低了抽芯阻力。

工具设备准备：根据管束规格选择合适的抽芯机，大型换热器宜选用液压式抽芯机，其拉力大且运行稳定；小型换热器可选机械式抽芯机，结构简单、成本低。同时，准备好扳手、吊具、千斤顶等工具，并确保其性能良好。

场地清理：清理换热器周边环境，移除障碍物，保证场地宽敞平整，便于抽芯机和管束移动操作。

2.2 抽芯操作阶段

抽芯机安装与调试：将抽芯机固定在管束抽出阻力小的一端，确保其中心线与管束中心线重合，防止抽芯时管束偏斜。用螺栓将抽芯机牢固固定在基础上，把拉杆与管束端部连接，可采用螺纹或卡扣连接，保证连接牢固可靠。根据管束规格和重量调整抽芯机参数，如拉力、速度等，并进行空载试运行，检查运行状态，确保无异常声音和振动。

缓慢启动与过程监控：启动抽芯机，缓慢加力抽出管束，初期密切观察有无卡涩、偏斜等情况。安排专人监控运行参数和管束抽出状态，通过压力表、位移传感器掌握拉力和抽出距离。若拉力突增或抽出速度异常，立即停机检查并排除故障。例如，某炼油厂在抽芯过程中，监控人员发现拉力突然增大，及时停机检查，发现是管束端部有杂物卡住，清除杂物后继续抽芯，避免了管束变形。

故障处理：若管束卡涩，可采用高压水冲洗或机械清理杂物、结垢；若管束偏斜，调整抽芯机位置和拉力。对于无定位吊耳的旧管束，可借助人力撬棍初抽出部分管束，并用尼龙吊带捆扎管束缓慢抽出，避免管束受损。

2.3 管束检查与修复阶段

管束放置与检查：当管束被抽出后，需将其稳妥放置于专门定制的支撑架上，保证其放置稳固可靠。这样做是为了防止管束直接与地面接触，避免因地面的不平整或外力作用导致管束出现变形、损坏等状况。随后，对管束展开全方位、无死角的检查工作。检查过程中，要仔细查看管子是否存在泄漏、腐蚀、磨损等问题。为确保检查结果的准确性，采用多种检测方法相结合的方式，包括目视检查，通过肉眼直接观察管子表面是否存在明显异常；着色探伤，利用渗透剂渗入管子表面缺陷中，再通过显像剂将缺陷显示出来；超声波探伤，利用超声波在管子中传播时遇到缺陷会产生反射的原理，检测管子内部是否存在缺陷等。同时，对每一次检查的结果都要详细、准确地做好记录，以便后续的分析和处理。

管束修复：针对检查过程中发现的不同程度的管子损坏情况，采取相应的修复措施。对于那些仅存在轻微腐蚀、磨损问题的管子，可以采用补焊的方法，在损坏部位进行焊接修补，以恢复管子的完整性和强度；也可以采用贴补的方式，将合适的补片贴附在损坏部位，增强管子的局部性能。而对于那些损坏情况较为严重，已经无法通过简单修复来保证其正常使用功能的管子，则应及时进行更换。在完成管子的修复或更换工作后，需要对管束进行重新组装和焊接。在焊接过程中，要严格按照相关标准和规范进行操作，确保焊接质量达到要求，避免出现焊接缺陷，影响管束的整体性能和使用寿命。

2.4 回装阶段

清理与回装准备：在回装工作开始之前，需要先对换热器壳体内部和管箱进行彻底的清理。使用高压水枪，利用高压水流对壳体内部和管箱进行冲洗，将附着在表面的杂物、污垢等冲刷掉；同时，使用吸尘器对一些细小的灰尘、颗粒等进行吸附清理，确保换热器内部达到清洁干净的状态。此外，还要对回装过程中所需的各类零部件，如密封垫片、螺栓等进行仔细的检查和清理。检查零部件是否存在损坏、变形等问题，对于存在问题的零部件要及时进行更换；对零部件表面的污垢、油渍等进行清理，保证其表面干净整洁，确保所有零部件都完好无损，能够满足回装的要求。

按顺序回装：回装工作要按照与抽芯过程相反的顺序逐步进行。在回装过程中，要特别注意管束的对中情况，确保管束能够准确地安装到预定位置，避免管束与壳体之间发生碰撞，以免造成管束或壳体的损坏。在拧紧螺栓时，要严格按照规定的扭矩和顺序进行操作。使用扭矩扳手等工具，按照预定的扭矩值拧紧螺栓，保证每个螺栓的拧紧力均匀一致；同时，按照一定的顺序依次拧紧螺栓，确保密封良好，防止出现泄漏等问题，保证换热器回装后的正常运行。

结束语

换热器抽芯过程中的管束变形控制是炼油化工行业中石油项目设备维护的关键环节。通过在前期准备阶段做好设备与介质处理、工具设备准备和场地清理；抽芯操作阶段确保抽芯机安装与调试正确、缓慢启动并加强过程监控、及时处理故障；管束检查与修复阶段全面检查管束并进行修复；回装阶段做好清理与回装准备、按顺序回装等措施，可以有效控制管束变形，保障换热器的安全稳定运行，提高炼油化工生产的效率和可靠性。未来，随着技术的不断进步，应进一步优化换热器抽芯工艺和管束变形控制方法，为炼油化工行业的发展提供更有力的支持。

参考文献

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