化工部年PTA装置PE101A换热器检修年doc.docx

化工部年PTA装置PE101A换热器检修年doc.docx

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化工部年PTA装置PE101A换热器检修年doc

化工部2014年PTA装置停车抢修项目

压力容器检修

PE-101A换热器检修

施工方案

编制：

审核：

批准：

津滨石化设备有限公司化工检维修分公司检一车间

二零一四年九月二十九日

施工方案审批表

工程名称

化工部2014年抢修项目

项目编号

方案名称

PTA装置PE-101A换热器检修

审批部门

审批意见

车间

车间主管领导审核意见：

签字：

年月日

车间安全总监审核意见：

签字：

年月日

设备部

审核意见：

签字：

年月日

安环部

审核意见：

签字：

年月日

生产部

审核意见：

签字：

年月日

其他部门

审核意见：

签字：

年月日

主管领导

审核意见：

签字：

年月日

1编制说明

1.1适用范围

本方案仅适用于本次化工部PTA装置PE-101A换热器的抢修施工项目。

1.2编制依据

1.2.1管理文件

化工部检修计划、检修委托书和检修许可证等相关文件

《中国石化设备管理制度汇编》

《2011版天津石化设备管理制度汇编》

《天津分公司直接作业环节安全管理规定》

《化工部直接作业环节网格化安全管理规定》

1.2.2石油化工设备维护检修规程相关内容

《石油化工设备完好标准》SHS01001-2003

《压力容器检维护规程》SHS01004-2004

《管壳式换热器维护检修规程》SHS01009-2004

1.2.3相关国内标准

《钢制管壳式换热器》GB151-2011

《钢制压力容器》GB150-2010

《石油化工换热设备施工及验收规范》SH3532-2005

《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999

2工程概况

2.1设备概况

PE-101A是PTA单元主要设备，卧式浮头换热器，主体材料为：

304L，换热管规格为Ф19*2。

本次检修施工主要内容是换热器管束阻塞的清洗，目前设备没有泄露现象，但经过碱洗后设备依然不通畅。

施工计划表

工单描述

检修内容

项目负责人

施工单位

施工负责人

PE-101A检修

1、拆装封头两端保温

2、拆装封头

3、搭架子,列管检查,清洗

4、更换垫片（做垫片和螺栓储备）

5、壳程打压试漏

6、封头复位

7、管程打压检查

8、热紧后恢复保温,拆架子

架设4000×3000×3000北侧

4000×3000×3000南侧，南端增设围挡

张敬山

津滨化工检一

葛相弢

设备规格型式

序号

位号

名称

设备规格

备注

1

PE-101A

进料预热器

BES;φ850×6238×8

8管程；浮头式；材质304L；

管束672根；φ19*4880

设备参数

设计压力MPa

操作压力MPa

试验压力MPa

设计温度℃

操作温度℃

壳

管

壳

管

壳

管

壳

管

壳

管

1.32

1.62

0.29

1.078

1.65

2

220

160

进143

出143

进95.7

出137

2.2施工特点及难点

该设备位于PTA装置地面，可以采用叉车配合吊车进行抽芯作业。

换热器底座较高，需要在两端搭设脚手架，并用吊链将管箱上部接管抬高便于拆除管箱和抽装管束。

不包括停车-开车，从设备降温、降压交出检修到拆除盲板时间控制在21小时内，其中管束清洗疏通控制在4小时内，抽芯换垫需要6小时（因为该设备管板带螺纹，螺栓拆除困难）。

设备降温停水后先拆除管箱侧螺栓，用行车配合倒链吊起管箱，在从南侧用倒链将管箱拉出，可以再管箱下边用法兰胀开器配合。

拆除管箱、大冒和浮头时间尽量控制在4小时内，管束疏通控制在4小时内，回装管箱及小浮头进行管程试压4小时，管程排水、安装大冒壳程工艺试漏控制在4小时内。

工艺怀疑壳程蒸汽带料，抽芯回装还需要增加4-6小时检修时间。

因本次设备因阻塞检修进行疏通，设备本体未发生泄漏，所有为保证检修时间不进行管头试压，管程试压主要检查各处垫片密封和壳体变形情况。

如检查出设备泄漏还需延长维修时间。

3施工组织

3.1施工组织机构图

生产技术负责人

张金强

陈凤岐

3.2安全网络图

安全生产专业负责人

刘广顺

3.3质量管理网络图

技术组长

葛相弢

4施工准备

4.1图纸资料

换热器图纸

4.2施工器具

主要施工材料是倒链、风板子和吊车、叉车。

主要负责拆除设备，拆除设备连接管道短节，协助清洗疏通，并试压回装和热紧，将试压环和抽芯设备运抵现场应急备用。

法兰连接螺栓拆除板子规格根据现场螺母情况配套使用，通用工具不在方案中列表。

序号

名称

规格

数量

备注

1

压力表

4.0MPa

2

2

试压工装

套

1

3

试压管

10m

2根

4

密封带

四氟乙烯

1卷

5

压力表接头

M20×1.5

2件

6

压力表座

2套

7

试压用钢板

根据现场盲板需求确定

8

上水管线

消防带

4根

9

润滑脂

2kg

10

塑料布

1kg

11

铁丝

8#

1kg

12

吊装带

4条

13

钢丝绳

4个

14

绳扣

2对

15

卡扣

5t

2个

16

倒链

3吨

2件

17

倒链

1吨

2件

18

电动试压泵

1台

19

枕木

20根

20

触电保护器

1个

21

电源箱

1个

22

线轴

100米

10个

23

空压机

1台

24

管钳

14"

1把

25

大锤

12P

1把

26

橇棍

500

2件

27

橇棍

1000

2件

28

各种气动板子头

4件

29

各种可砸板子

8件

30

活板子

450

1件

31

刮刀

2件

32

可砸螺丝刀

1件

33

安全警戒绳

200米

34

砂轮片

50片

35

吊车

1台

36

运行车

1台

37

手砂轮

1台

38

抽芯机

1台

4.3材料检验

更换的垫片、螺栓及代购维修材料等要有合格证或质量证明书。

不合格的垫片要向甲方报告，禁止使用与检修作业中。

5施工工期

从设备交出检修到准工艺恢复计划施工时间控制在21小时内，其中设备及管束疏通清洗必须在4小时内完成。

抽芯情况下检修时间进度约21小时，包括设备清洗的4小时时间：

时间

夜班-7:

00

7:

00

-11:

00

11:

00

-14:

00

14:

00

-18:

00

18:

00

-20:

00

20:

00

-24:

00

0:

00

-2:

00

2:

00

-4:

00

2:

00

-夜班

检修内容

4小时

3小时

4小时

2小时

4小时

2小时

2小时

拆除保温，预制工装，停车降温，配合工艺处理，接软管吹扫

施工准备，搭设脚手架，安装隔离盲板，具备拆除条件

断开换热器接管并固定，拆除管板壳体和管箱；两侧螺栓

拆除管箱，同时拆除大冒、拆除小浮头沟圈

抽管束

设备及管束清洗4小时

回装管束

回装管箱、小浮头，管程灌水

管程试压

管程排水吹扫

回装大冒、壳程工艺试压

拆除盲板恢复工艺管路气密置换

升温热紧、设备投用

6施工程序

抽芯、清洗疏通管束、设备

拆除管箱、大冒、小浮头

拆除接管，拆除管箱、大冒螺栓

施工机具脚手架准备，降温、置换、工艺处理、倒盲板

拆除盲板、工艺管路恢复、系统气密、置换、设备投用

安装大冒、盲板、壳程工艺试压

管程试压合格、排水吹扫

安装管箱、小浮头、试压盲板等

管束回装、换垫

升温、热紧、保镖

7施工技术措施

7.1主要作业项目

7.1.1检修内容：

抽芯、清洗管束和壳体；

管束焊口、胀口处理及单管更换；

检查修理管箱及附件、浮头盖、钩圈、外头盖、接管等及其密封面，更换垫片并试压；

检查更换螺栓、螺母；

壳体保温及防腐修补；

更换管束或壳体。

7.1.2检查内容

7.1.2.1冷换设备一般检查内容

宏观检查壳体，管束及构件腐蚀、裂纹、变形。

必要时采用表面检测及涡流检测检查。

检查防腐层有无老化、脱落。

检查衬里腐蚀、鼓包、褶皱和裂纹。

检查密封面、密封垫。

检查紧固件的损伤情况。

对高压螺栓、螺母应逐个清洗检查，必要时无损探伤。

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。

7.1.2.2冷换设备重点检查以下部位：

检查部位主要有管板、管箱、换热管、折流板、壳体、防冲板、小浮头螺栓、小浮头盖、接管及联接法兰等。

✓易发生冲蚀、汽蚀的管程热流入口管端，易发生缝隙腐蚀的壳程管板和易发生冲蚀的壳程入口和出口；

✓容易产生坑蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀的管板和换热管管段；

✓介质流向改变部位，如换热设备的入口处、防冲挡板、折流板处的壳体及套管换热器U形弯头等；

✓检查壳体应力集中处是否有裂纹；

✓检查换热管的壁厚；

✓检查接管及法兰密封面。

7.1.3检修项目与质量标准

7.1.3.1在换热器管束抽芯、装芯、运输和吊装作业中，不得用裸露的钢丝绳直接捆绑。

移动和起吊管束时，应将管束放置在专用的支承结构上，以避免损伤换热管。

7.1.3.2管束内、外表面结垢应清理干净。

7.1.3.3管箱、浮头有隔板时，其垫片应整体加工，不得有影响密封的缺陷。

7.1.3.4管束堵漏，在同一管程内，堵管数一般不超过其总数的10%。

在工艺指标允许范围内，可以适当增加堵管数。

7.1.3.5所用零部件应符合有关技术要求，具有材质合格证。

7.1.3.6更换换热管。

7.1.3.6.1管子表面应无裂纹、折叠、重皮等缺陷。

7.1.3.6.2管子需拼接时，同一根换热管，最多只准一道焊口，U形管可以有两道焊口。

最短管长不得小于300mm，而U形管弯管段至少50mm长直管段内不得有拼接焊缝，对口错边量应不超过管壁厚的15%，且不大于0.5mm。

7.1.3.6.3管子与管板采用胀接时，应检验管子的硬度，一般要求管子的硬度比管板硬度低30HB。

管子硬度高于或接近管板硬度时，应将管子两端进行退火处理，退火长度比管板厚度长80~100mm。

7.1.3.6.4管子两端和管板孔应干净，无油脂等污物，并不得有贯通的纵向或螺旋状刻痕等影响胀接紧密性的缺陷。

7.1.3.6.5管子两端伸出管板，其长度为4±1mm。

7.1.3.6.6管子与管板的胀接宜用液压胀。

每个胀口重胀不得超过两次。

7.1.3.6.7管子与管板采用焊接时，管子的切口表面应平整，无毛刺、凹凸、裂纹、夹层等，且焊接处不得有熔渣、氧化铁、油垢等影响焊接质量的杂物。

7.1.3.6.6管子拼接时，一根最多一道焊口，最短接管大于300mm，U形管直段要大于50mm，对口错边不超过壁厚的15%，且不大于0.5mm。

最小直段内不许拼焊。

7.1.3.6.7管束整体更换应按GB151-1999《钢制管壳式换热器》或设计图纸要求进行。

7.1.3.6.8壳体修补按SHS01004-2004《压力容器维护规程》的要求执行。

7.1.3.6.9密封垫片的更换按设计要求或参照SHS01009-2004表1选用。

7.1.3.6.10换热器的螺栓、螺母需要更换时，应按设计要求或参照SHS01009-2004表2选用

7.1.3.6.11紧换热器螺栓应涂抹适当的螺纹润滑剂或防咬合剂，螺栓安装时要伸出螺母3-4扣。

7.1.4质量标准

7.1.4.1压力试验

换热器铭牌上规定最大允许工作压力时，试验压力公式中设计压力P用最大工作压力替代。

立式换热器卧置时，试验压力应为试压压力PT加液柱静压力。

7.1.4.2压力试验

7.1.4.2.1试压值采用下列中较大值

a.液压试压值

b.气压试压值

PT——耐压试验试压值，MPa；

P——管程或壳程最高操作压力，MPa；

[σ]——试验温度下材料的许用应力，MPa；按GB150选取；

[σ]t——操作温度下材料的许用应力，MPa；按GB150选取。

c.气密查漏试验值：

采用设备的最高工作压力值。

7.1.4.3试压时压力缓慢上升至规定压力。

恒压时间不低于20min，然后降到操作压力进行详细检查，无破裂、渗漏、残余变形为合格。

如有泄漏等问题，处理后再试验。

7.1.4.4压力试验顺序及要求

浮头式换热器、釜式重沸器（带浮头式管束）

（一）用试验压环和浮头专用工具进行管与管板接头试压。

对釜式重沸器，还应配备管与管板接头试压专用壳体，检查换热管与管板接头及有关部位。

（二）管程试压，检查管箱、浮头盖及有关部位。

（三）壳程试压，检查壳体、换热管与管板接头及有关部位。

换热器试压后内部积水应放净。

必要时应吹干。

7.1.4.5注意事项

装置系统吹扫时，对有涂层的冷换设备进行吹扫，吹扫温度不大于200℃，以免损坏涂层。

开停车时，换热器要缓慢升温和降温，避免压差过大和热冲击，同时遵循停工时先退热料，后退冷料；开工时先紧冷料，后进热料。

有防腐涂层的设备应严格控制温度，避免涂层损坏。

根据压降和温差确定换热器清洗时间。

7.1.5检修条件

7.1.5.1设备与连接管线应加盲板隔离。

7.1.5.2设备内部必须经过吹扫（蒸煮）、置换、清洗干净，并符合有关安全规定。

7.2加抽盲板作业规范（其他隔离动火作业参照执行）

7.2.1盲板的直径应依据管道法兰密封面直径选择；

7.2.2盲板应有一个手柄并挂牌标识；

7.2.3易燃易爆管线、设备（未退料吹扫干净的）使用防爆工具；

7.2.4周围不能有动火作业；

7.2.5加抽盲板人员必须按规定佩带面罩等劳保用品；

7.2.6盲板两侧应加石棉垫片，防止泄漏及保护法兰面。

7.2.7不能用其它物体代替盲板。

7.2.8经预制的管线与设备连接应加装盲板，与老设备、管线连接的管线、设备动火要按老管线对待。

7.2.9尽量不使用撬棍加拆盲板，尤其是高温高压临氢系统法兰（有条件可选用盲板加拆器）。

7.2塔系统作业规范（其它进设备作业参照执行_如釜式换热器，塔内加热器等）

7.3施工准备

7.3.1进行安全教育及施工技术、安全交底。

7.3.2将抽芯机、吊车、电焊机、试压机、叉车及铲车等大型机具运至现场。

7.3.3了解现场水源、电源、气源的提供情况，进行施工准备，连接气动工具和电动工具；准备手持工具和倒链、吊装带等。

7.3.4根据设备位置及高度搭设脚手架、检修平台、马凳及跳板。

7.3.5水压试验需用的假法兰、假头盖与PTA车间核实清点，并标明换热器位号。

按实际需要运往现场。

名称

位号

尺寸:

外径*孔心距*内径*厚度

螺栓

孔数

孔径

试压环

PE-101

1025*970*850*65

M24

36

27

假浮头

PE-101

1140*1085*870*270

M24

40

27

7.4拆卸过程

7.4.1停车吹扫完毕，达到拆卸要求后方可施工。

7.4.2拆卸与设备相连的管线法兰。

7.4.3要求抽芯的换热器拆卸管箱、外头盖、小浮头、钩圈等，不要求抽芯的换热器拆卸管箱盲板（无盲板的拆卸管箱），设备接管法兰加盲板。

将拆下来的螺栓放在换热器的下方，螺栓帽拧好，并用塑料布盖好，避免锈蚀，影响使用；锈蚀严重的用废润滑油浸泡，确认丝扣损坏、变形、拉伸不能使用的，与PTA车间负责人确认更换螺栓；各台的零部件应分别堆放，不得混乱。

7.4.4拆卸完毕，根据PTA车间安排的清洗场地抽芯安放，交PTA车间安排清理及容检。

7.4.5必须准备道木将芯子垫起，并做好防滚、防滑保护。

7.5抽芯

7.5.1抽芯可用下面的两种方法根据现场具体情况舍取进行：

用抽芯机抽芯，此方法不损伤换热器基础，但耗时太大；用卷扬机或装载机抽芯。

根据不同情况配以导向滑轮。

优点是速度快，但遇芯子与筒体装配过紧时、壳体内结垢或带料时，操作不当，会对基础有一定损伤。

7.5.2抽芯过程中，起重工及时观察抽出的过程，发现异常响声或有卡住现象，立即停止。

7.6液压试验

7.6.1PTA车间安排清理及容检完毕后，方可进行回装，试压时应事先通知PTA车间等有关人员到现场，升压至试验压力（试验压力以设备铭牌为准，对于铭牌不清楚的旧设备与PTA车间联系最终确认试验压力），稳压，经有关人员检查合格后，签字确认，方可泄压。

7.6.2准备好试压泵，压力表、阀门及上水管线等。

7.6.3接通水源、电源，并安排好排水地点。

7.6.4试压前，先封闭好法兰孔及接好试压管线，并在设备顶部设置放空阀，待一切合格后，将温度不低于5℃的水注入设备，当放空阀向外溢水并无气泡时，表示水已注满，然后关闭放空阀。

7.6.5试压时应至少装两块压力表，其量程为试验压力的1.5~2倍，其精度等级为1.5级，表盘的直径不小于100mm，装设的位置便于观看。

表与容器之间应设针形阀，容器与表之间应设存水弯管，压力表应校验合格，对于无计量合格证、无铅封、刻度不清，表盘破裂，表指针不回零位，均不得使用。

7.6.6试压过程中，必须缓慢升至试验压力，稳压30分钟，然后降至试验压力的80%，稳压30分钟，对所有焊缝及连接部位进行检查，整个过程无压降，无渗漏等异常现象，符合以上条件即为合格，做好试压记录，然后打开底部放净阀和顶部放空阀将水放净。

7.6.7试压过程中，可能出现换热管和换热管与管板焊缝渗漏等现象。

对换热管渗漏要找出漏管进行更换，对焊口漏水要进行补焊，补焊前，应用绞刀或砂轮将漏点处焊缝金属磨掉，然后进行补焊。

根据换热管和管板的材质选用匹配的焊条。

处理完毕后重新试压。

7.6.8试压完毕后，要去掉接管法兰试压盲板，螺栓复位，将水放干净。

7.7试压步骤

7.7.1固定管板式换热器先进行壳程试压，再进行管程试压。

壳程试压时，拆除两端管箱，对壳程加压，检查壳体、换热管与管板连接部位；管程试压时，应安装两端管箱，对管程加压，检查两端管箱和有关部位。

7.7.2U型管式换热器先进行壳程试压，再进行管程试压。

壳程试压时，拆除管箱，安装试压环，然后对壳程加压，检查壳体、换热管与管板连接部位；管程试压时，拆除试压环，安装管箱，对管程加压，检查管箱和有关部位。

7.7.3浮头式换热器先进行管头试压，再管程试压，最后进行壳程试压。

管头试压时在管箱侧安装试压法兰，在浮头盖侧安装假头盖，对壳体加压，检查壳体、换热管与管板连接部位及壳体接管法兰；管程试压时，拆除试压法兰、假头盖，安装管箱和浮头盖，对管程加压，检查管箱和浮头有关部位及管箱接管法兰。

壳程试压时，安装外头盖，对壳程加压，检查壳体、外头盖及有关部位。

7.8法兰螺栓及垫片安装技术要求：

7.8.1安装前的检查:

管箱、浮头及外头盖在拆卸前要做好标记，以便在安装时能对号入座。

安装时，检查法兰形式是否符合要求，密封面是否光洁，有无机械损伤等缺陷，如有上述缺陷，应予以处理或更换。

7.8.2检查螺母及螺栓的材质，形式及规格是否符合要求。

螺母在螺栓上转动灵活，但不应松动，螺栓应光滑完整，无有断缺及弯曲。

安装时螺栓应全部安装，螺栓在紧固时螺母应上满扣，螺栓螺纹至少露出两扣。

7.8.3对垫片进行下列检查:

垫片的材质、形式、规格应符合要求，垫片表面不允许有机械损伤，安装垫片时，安装前应仔细清理法兰密封面，垫片必须放正，不许倾斜。

7.9换热器试压泄漏的处理：

7.9.1管程泄漏

在换热器管程试压过程中，仔细观察换热管管口，如有试压介质漏出，则说明该管锈蚀穿孔，需要封堵；采用堵头对发生泄漏的换热管进行两端封堵，全部泄漏封堵完成后带检查合格后，按该设备的设计压力的1.25倍进行压力试验，保压30分钟无泄漏，无降压情况，为处理合格。

7.9.2换热器壳程泄漏的处理：

换热器出现壳程泄漏（外漏）情况，一般原因为大法兰密封面失效造成，采用的施工方法为紧固螺栓和更换垫片两种。

在螺栓紧固过程中，必须采用螺栓对角依次把紧的方式，均匀用力，避免损伤垫片或造成圆周其它位置密封面泄漏。

更换垫片前必须完全清除密封面附着物，并考虑多管程换热器垫片的安装方位。

7.9.3如果出现密封面金属损伤，如径向划痕、沟槽等，则需要对密封面缺陷处进行补焊，并砂轮修磨。

密封面修补完成后，更换垫片，回装管箱（或浮头），然后对壳程进行试压。

7.9.4待试压水排净后，关闭换热器的排空阀门。

7.10换热器的补焊

用焊接方法对换热器进行修理或改造时，一般应采用挖补或更换，不应采用贴补方法，且应符合以下要求

7.10.1换热器的挖补、更换筒节及焊后热处理等技术要求，应参照相应制造技术规范，制定施工方案及适合于使用的技术。

焊接工艺应经焊接技术负责人批准；

7.10.2焊缝同一部位（指焊补的填充金属重叠的部位）的返修次数不宜超过2次。

超过2次以上的返修，应经施工单位技术总负责人批准，并应将返修的次数、部位、返修后的无损检测结果和技术总负责人批准字样记入换热器资料中；

7.10.3缺陷清除后，一般均应进行表面无损检测，确认缺陷已完全消除。

完成焊接工作后，应再做无损检测，确认修补部位符合质量要求；

7.10.4母材焊补的修补部位，必须磨平。

焊接缺陷消除后的修补长度应满足要求；

7.10.5返修的现场记录应详尽，其内容至少包括坡口形式、尺寸、返修长度、焊接工艺参数（焊接电流、电弧电压、焊接速度、预热温度、层间温度、后热温度和保温时间、焊材牌号及规格、焊接位置等）和施焊者及钢印等；

7.10.6要求焊后热处理的压力容器，应在热处理前焊接返修；如在热处理后进行焊接返修，返修后应再做热处理；

7.10.7压力试验后需返修的，返修部位必须按原要求经无损检测合格。

主要受压元件返修深度大于1/2壁厚的压力容器，还应重新进行压力试验；

7.10.8有抗晶间腐蚀要求的奥氏体不锈钢制压力容器，返修部位应需保证原有抗晶间腐蚀性能；

7.10.9根据介质使用情况，制定焊补的焊接工艺应考虑焊接前除氢处理，同时，焊接工艺应按制造要求进行。

7.11焊接过程相关技术要求

7.11.1施焊环境：

当施焊环境有下列情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：

气体保护焊时风速大于2m/s；相对湿度大于90%；雨天环境。

7.11.2焊接材料保管

焊材库管理员应做好焊