预防高压加热器泄露的质量监控措施

预防高压加热器泄露的质量监控措施

赵广森桑士忠李冬冰

（山东电力建设第三工程有限公司266100）

摘要：近年来公司很多项目在执行过程中，发生了高压加热器在运行过程中泄漏的事故，这不仅给公司造成了严重的经济损失，同时给公司的声誉带来了很大的负面影响。为全面查找泄漏的原因，公司成立专门人员对各个项目部高加和换热管进行取样、分析、化验等，从高加的设计、材料选择、加工制造、运输、施工及运行作等环节进行了大量的取证分析研究，同时委托国内外研究院和咨询公司协助进行协助诊断，最终得出了换热管失效的根本原因，并根据所有原因，制定了设计、材料选择、加工制造、运输、施工和运行操作等环节的技术质量控制措施，对预防高压加热器泄漏能起到积极的作用，保证了高压加热器的安全运行和使用。

关键词：预防；高压加热器（高加）；泄漏；控制；措施

一、高加设计和换热管材质选择过程技术质量控制措施

1.1加强高加内部结构设计审查，确保设计质量符合要求

严格对高加设备制造厂家设计资料的审核，加强对设备制造厂家高加制造过程的设计质量控制，特别是过热区隔热板形式，安装位置，管板管孔直径以及管板之间跨度等参数进行认真审核，必要时要求厂家进行高加模拟运行，并对各项数据进行分析和研究，对换热管及隔板的受力情况，过热区温度参数等进行研究。确保其设计满足质量要求。比如隔热板两侧温差需要满足要求，因为温差过大会导致隔热板发生位移和弯曲，进而导致隔热板附近的换热管发生塑性变形以及产生的弯曲应力；同时隔热板的设计形式和布置要满足要求，确保隔热板起到分隔过热区的作用，否则蒸汽会穿过隔热板孔隙瞌入管板后部，蒸汽在此区域凝结。若蒸汽中含有杂质，这些杂质会沉淀在换热管上，该区域经历数次干、湿态的循环后，杂质会越积越多，这些杂质会加剧应力腐蚀开裂，另外换热管管板的跨度过大也会导致高加运行过程中换热管解赈动过大产生疲劳腐蚀，尤其需要引起特别重视是，在采用不锈钢材质换热管高加制造中，一些设备厂家由于缺乏经验和设计能力，完全将原碳钢材质换热管高加的设计方案应用到不锈钢换热管材质高加设计中，使得高加在运行过程中因应力，温差等因素造成高加换热管的泄漏，甚至导致高加的完全报废。

1.2高加换热管的选择满足质量要求

目前国产高压加热器生产厂家在高加制造过程中采用的换热管材质一般为碳钢，这种材质的换热管在耐汽水腐蚀方面具有一定的耐蚀作用，但是在耐冲刷方面具有唾邮融点在运行过程中经常由于流体冲刷引起管壁减薄造成泄漏据统计采用碳钢材质的换热管运行寿命在1O年左右。基于此，越来越多的设备生产厂家开始尝试其余材质的换热管，比如低合金钢和不锈钢，旨在提高高加换热管的使用寿命，但是对于不同类型冷却水的机组来说，换热管材质的选择并不是越高级越好，本文认为换热管材质选择要遵循以下原则，以确保材质的选择满足质品要求。

采用淡水冷却的机组，冷却水含盐量较低，即便是加药过程带来的冷却水浓缩倍率变大，当凝汽器发生泄漏后冷却水中的含盐量不足以造成对换热管的化学腐蚀，此类型机组高加换热管可以选择一般碳钢材质即可满足要求，如果业主为提高高加使用寿命，亦可以选择低合金钢或不锈钢材质。

二、加工制造过程的技术质量控制措施

2.1对换热管材质及生产进行质量监督检

查目前一些高加设备生产厂家多采用部件外购的方式，比如换热管等，这就使得在对高加生产的监造过程中往往忽视高加换热管的质量监督，所以这就需要对换热管以及换热管原材料进行严格的监督检查，确保其原材料的材质符合要求，换热管加工尺寸，直径，厚度、内表面清洁、完好度符合质量要求。

对于一些换热管的生产制造工艺同样要求引起重视，特起重视别是不锈钢换热管在制造过程中国内制造厂商往往选择无缝管制造，采用高温挤压钻孔或者旋转熔化穿孔的方式，这两种操作有可能带来内表面缺陷，内表面有划痕和凹陷等，在后续高加运行过程中引起换热管产生裂纹泄漏等质量同题。

2.2换热管壁厚符合技术要求

高加换热管在制造过程中，无论是采用碳钢材质或是不锈钢材质，除了满足热交换所必须的基本要求外，还应满足管侧设计压力下应有壁厚的管材最大许用应力，比如对于SA一213型TP3O4换热管，根据HEI标准对高加的要求（参考（e）），换热管所需最小壁厚由如下公式算出：

因此在高加生产监造过程中，对于换热管壁厚的质量监督检查必须严格到位，壁厚太厚会影响热交换的效率但如果壁厚不能满足最大许用应力要求，会造成高加换热管在运行过程中的破裂。

三、高加装卸、运输、贮存期间技术质量控制措施

高加出厂后在装卸、运输和贮存期间，要采取内部充氮保护措施定期检查高加充氮保护压力是否正常，不易过早破坏充氮保护，特别对于海外项目来说，海上运输周期比较长，而且运输到现场后现场存放时间比较长，采取业嗄的质量控制措施来保证高加的内部充氮保护显得更加重要。比如某项目高加发生泄漏后，对其内部检查时发现一些管道内壁有锈蚀、划痕和凹陷，不确定是由生产厂家管侧水压试验后在吹干过程中不正确的程序造成的，还是在加热器安装之前的仓储不当造成的。同时发现高加在现场存放过程中防护措施（充氮保护）不到位，加热器存放仓库的室外空气潮湿且伴随着咸雾，盐雾进入到高加也会导致换热管的应力腐蚀开裂。

四、高加施工过程技术质量控制措施

高加在安装就位前要确保内部充氮保护措施到位，定期检查高加充氮保护压力是否正常，不易过早破坏充氮保护进行管道安装工作，应尽量后延接近调试运行阶段。严格控制与高加连接附属管道内部的清洁度，安装完成的管道严禁随意开孔，防止管道内杂物进入高加内部或换热管内部，造成换热管内外壁划伤或堵塞，鉴于高压加热器制造过程中内部壳体、管束清洁度很高（加热器内部制造厂已清理洁净并充氮保护），如果高加参加碱洗，因换热管管孔过小（1Omm左右），碱洗过程中系统内的杂质会卡涩在换热管内和累积在壳体内死角处，对换热管造成伤害，造成运行时爆管。因此，高压加热器原则上不必参加碱洗，碱洗后期，用除盐水对高加进行冲洗至洁净即可满足要求，管道吹扫或碱洗完毕后，管道上严禁再进行开孔工作，管道恢复时，补装的管道必须经喷沙处理后方可安装，以确保高加内部的清洁。

五、结语

本文从高加设计、换热管材料选择、加工封置、运输、施工和运行操作等环节可能造成高加换热器泄漏的综合因素进行考虑，制定了相关的技术质量控制措施，如消除高加内部隔热区过大温差，减少换热管生产、安装时过大的残余应力，控制高加出厂时内部清洁度，高加运输、存放、安装期间的保护措施，高加冲洗过程的内部满吉度控制以及运行过程中对于高加的保护措施等，从而可以有效的预防高压加热器发生泄漏，保证了高压加然曙暑的安全运行和使用。

参考文献：

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