Причинами выхода из строя поверхностей нагрева могут быть упуск воды по причине, не сработавшей автоматики, человеческий фактор, не правильная консервация в меж отопительный период, не корректно работающая система ХВО, не качественные материалы, примененные при изготовлении или ремонте. Все эти причины и еще ряд других, являются виновниками останова котла на значительный срок, а следовательно и прекращение теплоснабжения или выработки пара. Эта ситуация не так болезненна на предприятиях, где есть резервные котлы. Но тем, кто работает без резерва, намеренно или вынуждено, выход котла из строя по причине разрывов или образования свищей в экранных, дымогарных, жаровых, конвективных трубах и трубах пароперегревателя, может повлечь за собой значительный материальный ущерб.
Замена труб поверхностей нагрева не должна выполняться только после образования свищей и разрыва труб. Эта операция должна быть заранее запланирована и выполняться в период останова котлов, по итогам технического диагностирования, технического освидетельствования и осмотров. Перед ремонтом необходимо произвести очистку внутренних и наружных поверхностей труб. Работы проводятся после останова и расхолаживания котла до температуры не выше 40°С.
Замена труб поверхностей нагрева одно из направлений монтажного отдела ООО «ЭВОЛИ ПЛЮС». Специалисты компании выполняется замена труб поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов, водотрубных и жаротрубных. В рамках замены труб поверхностей нагрева выполняется весь спектр работ, разборка обмуровки, демонтаж старых труб поверхностей нагрева, монтаж новых, проведение гидравлического испытания, восстановление обмуровки и ее просушка, проведение внеочередного освидетельствование котла с соответствующей записью в паспорте котла.
Располагая собственной производственной базой, монтажным отделом выполняется подготовка труб для котлов любого типа. При необходимости гнутье по шаблонам и предварительная подготовка.
Замена труб поверхностей нагрева выполняется специалистами монтажного отдела, имеющими все необходимые аттестации и обучения. Компания располагает всеми разрешающими документами и свидетельством СРО, аттестацией технологии сварки НАКС.
На счету ООО «ЭВОЛИ ПЛЮС» значительное количество успешно выполненных работ по замене труб поверхностей нагрева, как паровых, так и водогрейных на различных видах топлива и различной мощности и конструкций.
ООО «ЭВОЛИ ПЛЮС» выполнит для Вас замену труб поверхностей нагрева, экранных труб, труб конвективных пучков, труб пароперегревателей и дымогарных труб. Для этого достаточно связаться с нашими специалистами любым удобным для Вас способом и обсудить техническое задание.
5. РЕМОНТ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА5.1. Перед ремонтом необходимо произвести очистку внутренних и наружных поверхностей труб. Работы проводятся после останова и расхолаживания котла до температуры не выше 40°С.
5.2. Очистка внутренних поверхностей экранных, кипятильных или пароперегревательных труб может выполняться химическим или механическим способами.
Химическая очистка внутренних поверхностей должна осуществляться по инструкции завода-изготовителя котла или по инструкции специализированной организации.
Механическая очистка от накипи должна выполняться шарошечными головками с электрическим или пневматическим приводом. Диаметр шарошечной головки в сложенном виде должен быть на 3-4 мм меньше номинального внутреннего диаметра трубы. Места зачистки шарошками омывают водой для охлаждения шарошек и смыва разрушенных отложений.
Качество очистки проверяют визуальным осмотром с подсветом электрической лампой и прогонкой контрольным шаром. Диаметр шара должен регламентироваться НТД (ПТД).
5.3. Очистка наружной поверхности трубной системы котла при рыхлых отложениях выполняется металлическими щетками. При твердых отложениях пиками, шиберами, затупленными зубилами или нераскидными шароками. После механической очистки необходимы обдувка или обмывка водой (приняв меры защиты обмуровки от разрушения водой). Обивку шлака необходимо начинать сверху.
5.4. Дефектные участки труб или трубы допускается удалять газовой, плазменной или механической резкой; трубы, закрепленные по концам в вальцовочных соединениях, выбивают, стремясь не повредить гнезда.
5.5. Общие требования к сварочным работам при замене дефектных труб или их участков изложены в шестом разделе.
5.6. При замене труб, стыкуемых угловым швом с барабаном или коллектором, удаляют механическим способом остатки наплавленного металла заподлицо с поверхностью. Поверхность барабана или коллектора вокруг отверстия на расстоянии 10-15 мм, отверстия на всю глубину и концы устанавливаемых труб тщательно зачищают.
5.7. При стыковой сварке труб снимают фаску и обеспечивают перпендикулярность плоскости реза к оси трубы. Сборка стыка производится с применением приспособлений, обеспечивающих смещение кромок не более 1,5 мм и излом оси не более 1,5 мм на 290 мм.
5.8. Угловые сварные швы приварки труб поверхностей нагрева к барабанам и камерам и стыковые швы должны быть многослойными (не менее двух слоев).
5.9. Гибка ремонтных труб должна производиться в холодном состоянии на трубогибочных станках. Выполняется выборочный контроль овальности и утонения гнутых труб в объеме не менее 10%. Овальность не должна превышать 20% и утонение не более 20%.
5.10. Покоробленные экранные и кипятильные трубы подлежат подгибке или рихтовке, если погнутость или смещение выходит за пределы допускаемых отклонений. Отклонение труб от плоскости общего ряда не должно превышать 10 мм.
В зависимости от характера и величины коробления, расположения покоробленного участка и конструкции крепления рихтовку производят с нагревом трубы или без нагрева.
Отдельные трубы рихтуют с помощью нагрева их с выпуклой стороны погнутого участка. Нагрев производят на длине 200-250 мм и ширине 30-40 мм.
Рихтовку экранных и кипятильных труб производят при помощи специальных приспособлений, домкратов, клиньев, талей и других устройств, а также регулировкой натяжения креплений.
Змеевики пароперегревателя и экономайзера выравнивают регулировкой длины подвесок и восстановлением дистанционных креплений.
Правку труб с нагревом выполняют при их значительной погнутости. Трубы из углеродистой стали нагревают до 1050°С. Правку заканчивают при температуре не ниже 750°С.
5.11. Стыки труб поверхностей нагрева с дефектами, устранение которых местной подваркой недопустимо, удаляют.
5.12. При ремонте вальцовочных соединений допускается их обварка в соответствии с рекомендациями, изложенными в письмах Госгортехнадзора (№ 11-40/221 от 25.03.81 г., № 11-40/420 от 10.10.78 г.).
Характер ремонтных работ определяется конструкцией поверхности нагрева. Ремонт трубчатой поверхности складывается из следующих операций:
2) изъятие требующих замены труб;
3) подготовка новых труб и трубной решетки;
4) установка и развальцовка труб;
5) испытания.
Ремонт теплообменников типа «труба в трубе» состоит из следующих операций:
1) осмотр поверхности нагрева;
2) замена прокладок;
3) частичный ремонт труб;
4) испытания.
Ремонт пластинчатых теплообменников в основном сводится к замене дефектных пластин резиновых прокладок.
Наибольшее распространение получили теплообменники с трубчатой поверхностью нагрева, ремонт которой рассматривается наиболее подробно.
Осмотр поверхности нагрева производится после очистки аппарата от накипи во время гидравлического испытания под давлением 0,3 – 0,5 МПа.
При опрессовке аппарата проверяется состояние трубной решетки, плотность развальцованных трубок в трубной решетке, фланцевых соединений, сварных швов, т.е. проверяют герметичность труб в трубной решетке (рис. 9.1).
Рис. 9.1. Схема опрессовки теплообменника
При ремонте трубного пучка допускается установка пробок на дефектные трубки до 15 % в каждом потоке пучка. При выходе из строя более 15 % трубок заменяются полностью.
Применение бывших в употреблении трубок допускается, если они потеряли вследствие износа не более 30 % первоначального веса. Изъятие труб, требующих замены, не следует проводить с помощью специального зубила, что вызывает порчу поверхности очка в трубной доске. Следует обжимать концы труб винтовым приспособлением в виде клещей, совершенно не портящем очков. Усилие обжима возникает при завинчивании гайки.
Для замены неисправных труб находит применение специальная головка с резцом, приводом для которого служит вальцовочная турбина или электродрель (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Схема режущей головки для теплообменных труб
Небольшой резец 1 устанавливают в прорезь барабана рабочей частью вверх так, что своей нижней скошенной торцевой поверхностью он садиться на поверхность подающего конуса, который связан с барабаном скользящим штифтом 4. На барабан насажена фиксирующая упорная шайба 3, которой он прижимается к трубной решетке и фиксирует положение резца у того места, где труба должна быть отрезана. Вращая подающий конус (а с ним и барабан с резцом), легким осевым нажимом на него постепенно выдвигают наружу резец, обеспечивая его поперечную подачу.
Оставшиеся в гнездах трубных решеток концы труб зубилом или бородком сплющивают или выбивают.
Сменяемую трубу с помощью выточенной, по ее наружному диаметру правки извлекают через одну из решеток и вместо нее вставляют новую, концы которой развальцовывают в трубных решетках или приваривают к ним.
Труднее менять трубу с приваренными концами. Для этого вручную или пневматическим молотком срезают шов, а иногда механически обрабатывают гнездо в решетке.
На практике изношенные трубы заменяют новыми очень редко; их обычно заглушают с двух концов металлическими (например, стальными) пробками, имеющими небольшую конусность (3 – 5º). Пробки забивают туго, чтобы они надежно противостояли максимальному давлению в трубах.
9.2. Устранение дефектов на поверхностях аппаратуры
Цель дефектации – выявление пороков (утолщение стенок, трещин, местных искажений формы и др.). Остаточная толщина стенки проверяется засверлением отверстий ∅ 3–4 мм в местах наибольшего износа и измеряется толщина с помощью штангенциркуля, глубиномера с точностью 0,05 – 0,1 мм. Затем в отверстиях нарезают резьбу, вворачивают пробки и расчеканивают их снаружи. Иногда отверстия заваривают.
Все засверловки отмечаются в эскизах, прилагаемых к паспортам аппаратов (рис. 9.3).
В настоящее время толщину стенки на крупных заводах меряют ультраакустическими приборами. После замера толщины стенки ведут осмотр для выявления трещины, пористости сварных швов, свищей, вмятин и т.д.
Рис. 9.3. Эскиз засверловки аппарата: Ο – засверловка в мае 2002 г.;
∆ – засверловка в мае 2005 г. (δ стенки = 22 мм, δ днищ = 28 мм)
Все замеченные дефекты фиксируют на развертках. Форма и протяженность видимых трещин выявляется пробой керосином. То есть участок смачивают керосином 2–3 раза через 1/2 часа, протирается насухо и покрывают меловой краской (9 частей мела и 1 часть малярного клея в воде). Через 2 – 4 часа поверхность обстукивается с обратной стороны. Контуры трещин при этом выступают в виде тонких жилок или пятен. Концы трещин фиксируются засверливанием отверстий ∅ 15 – 20 мм (чтобы не увеличивались при заварке).
Существует магнитный способ выявления трещин – для обнаружения мельчайших (волосовых) пороков.
Диагностика, магнитный поток создается электрическим током, проходящим по проводнику вблизи проверяемой поверхности металла. Силовые линии поля замкнуты, и магнитный поток направлен перпендикулярно направлению создаваемого его потока. Для целей намагничивания ток пропускают либо прямо через металл, либо через специальный проводник.
В местах трещин магнитная проницаемость падает и магнитный поток в значительной мере огибает такие нарушения сплошности, уплотняясь по периферии трещины. Дефект обнаруживается визуально с помощью магнитного порошка. Уплотнение порошка будет заметным, если трещина перпендикулярна вектору магнитного потока. Поэтому если направление трещины неизвестно, то проверка проницаемости проводится при двух перпендикулярных направлениях магнитного потока (рис. 9.3, а, б).
Рис. 9.3. Магнитный способ выявления трещин:
а – правильный выбор мест подвода тока; б – неправильный
При порошковом методе ток (V = 6 – 12 В) и (I = 1000 – 1500 А) проводится непосредственно к двум крайним точкам испытываемого участка, причем для указанных параметром тока длина участка не должна превышать 250 мм.
9.3. Ремонт повреждений и целостности сварных швов в аппаратах
Различают три типа трещин.
1. Несквозные, неглубокие (глубина не более 0,4) толщины сечения.
2. Сквозные узкие трещины.
3. Сквозные широкие трещины с расхождением кромок более чем на 15 мм.
Все трещины, а также поры, свищи устраняются сваркой. В алюминиевых, медных, никелевых, свинцовых аппаратах их паяют.
Сварка трещин первого рода
Трещины разделывают под сварку односторонней вырубкой на максимальную глубину со снятием кромок под углом 50 – 60°. Длинные трещины заваривают для снижения термического эффекта участками, одноступенчатым швом (рис. 9.5).
Рис. 9.5. Схема трещин первого рода
Сварка трещин второго рода
Трещины разделывают на всю толщину вырубкой зубилом либо прорезкой газом (без наклепа): v-швов при δ ≤ 12 – 15 мм; x-швов при δ > 12 – 15 мм (рис. 9.6).
Рис. 9.6. Схема швов второго рода
Трещины с L < 100 мм – заваривают за один проход одноступенчатым методом и с многослойным наложением швов.
Сварка трещин третьего рода
Газом вырезают участок поверхности металла вместе с трещиной, а в вырез ввариваются заплаты (чтобы избежать больших термических напряжений). Длина вырезанного куска 50 – 100 мм больше длины трещины, ширина не менее 250 мм. Заплаты довариваются заподлицо с основным металлом, т.е. она должна иметь ту же форму, что и у ремонтируемой поверхности. Площадь одной заплаты не должна превышать 1/3 F листа аппарата в месте ремонта. Заварка трещин всех трех типов в ответственной аппаратуре регулируется правилами Госгортехнадзора по сварке аппаратов при P > 0,7 атм (рис. 9.7).
Рис. 9.7. Схема заварки трещин заплатой:
а – симметиричная: I – общее направление сварки от центра к краям;
б – сдвинутая: II – общее направление сварки к зазору
9.4. Ремонт вмятин и выпучиваний
Вмятины возникают от внешнего давления, выпучивания ‒ от внутреннего давления. Их проверяют на отсутствие трещины, а затем проводят правку в горячем состоянии с местным подогревом до 850 – 900 °С. Нагрев производят на жаровне или газовой горелкой. Правка прекращается при температуре 600 °С (во избежание синеломкости). Правка производится с помощью домкрата, струбцины и болтов или ударным воздействием. Дефекты с крутой кривизной вырезают и вваривают заплату (рис. 9.8).
Рис. 9.8. Схема ремонта выпучивания нагревом:
1 – обжимка; 2 – выпучивание; 3 – болт; 4 – рубашка водяного охлаждения болта
9.5. Сборка и испытание теплообменной аппаратуры
После ремонта теплообменник подвергают опрессовке при снятых крышках, затем крышки навешивают и закрепляют. Собранный аппарат подвергают окончательной опрессовке водой. Сначала опрессовывают на контрольное давление межтрубное пространство (корпус) при заглушенных штуцерах на крышках. Затем опрессовывают трубное пространство, как указывается в паспорте аппарата. При отсутствии в паспорте этих данных корпус аппарата (межтрубное пространство) испытывают как емкость, а трубное пространство – на удвоенное рабочее давление. Отсутствие течи через спускные фланцевые соединения свидетельствует о надежной плотности и прочности. После снятия заглушек аппарат сдают в эксплуатацию.
Наиболее часто встречаемыми повреждениями поверхностей нагрева паровых котлов являются свищи, отдулины, трещины и разрывы трубных элементов, которые могут быть вызваны различными причинами.[ ...]
Перегрев металла вызывает изменение его структуры, снижение механических свойств и повышенное окалинообразование. В соответ-ствии с инструкцией по наблюдению и контролю за металлом трубопроводов и котлов для повышения эксплуатационной надежности и предупреждения повреждений оборудования за состоянием металла различных участков паровых котлов и трубопроводов устанавливают систематический контроль.[ ...]
Регулярная обработка суточных графиков температуры пара за каждым котлом позволяет своевременно учитывать (при температуре пара 450 °С и выше) время работы при превышении температуры пара выше номинальной. Во время ремонтов, а также при останове котлов для внутренних осмотров и гидравлических испытаний выполняют тщательный осмотр труб поверхностей нагрева и их сварных соединений для выявления труб, имеющих большую остаточную деформацию, коррозию, золовой износ, трещины в сварных соединениях, недопустимую овальность и другие дефекты. Эти данные анализируются лабораторией металлов, которая также ведет контроль за ростом остаточных деформаций труб пароперегревателей, выполненных из легированных сталей.[ ...]
На основе анализа условий работы металла и причин повреждений руководство эксплуатирующего предприятия разрабатывает мероприятия по предотвращению повреждений труб поверхностей нагрева.[ ...]
Остаточная деформация определяется по отношению к номинальному наружному диаметру.[ ...]
На пароперегревателях котлов, работающих с температурой пара 540 °С и выше, устанавливают контроль за изменением структуры, свойств металла и окалинообразования. Этот контроль ведут по контрольным участкам в обогреваемой зоне пароперегревателя в местах наиболее высоких температур.[ ...]
Рост остаточных деформаций труб поверхностей нагрева может быть вследствие либо перегрева металла, либо его ползучести. Повреждения труб могут быть также вследствие коррозионного износа (наружной или внутренней поверхностей), окалинообразования, эолового износа или износа от воздействия струи пара из обдувочного аппарата.[ ...]
Для предупреждения повреждений труб поверхностей нагрева, вызванных коррозионным износом или окалинообразованием, важно обеспечить работу металла при температурах, не превышающих уста-новленные Руководящими указаниями по учету жаростойкости легированных сталей для труб поверхностей нагрева паровых котлов. Эти температуры приведены в табл. 4.1.[ ...]
Приведенные в табл. 4.1 значения температур установлены для вновь проектируемых котлов, однако соблюдение их на действующих котлах позволит повысить надежность работы котлов и снизить количество повреждений поверхностей нагрева. Соблюдение указанных температур обеспечивает эксплуатацию котлов с утонением трубных поверхностей нагрева на 1,0 мм за 100 тыс. ч.[ ...]
В период капитальных ремонтов котлоагрегатов проверяют состояние устройств, защищающих трубы от местного абразивного износа летучей золой, а также измеряют и фиксируют величину эолового, дробевого и коррозионного видов износа стенки трубы с наружной стороны. Если имеется подозрение на чрезмерный износ стенок труб, то делают контрольную вырезку отрезков и замеры утоненной части. Степень внутренней коррозии контролируют при осмотре образцов труб, вырезаемых на тех участках, где наблюдались коррозионные повреждения. Периодичность вырезок устанавливают исходя из коррозионной активности воды, но в любом случае их производят не реже одного раза в 5 лег. При износе, превышающем принятую прибавку к расчетной толщине стенки, труба (или ее часть) подлежит замене.[ ...]
Рисунки к данной главе:
Перед ремонтом необходимо произвести очистку внутренних и наружных поверхностей труб. Работы проводятся после останова и расхолаживания котла до температуры не выше 40 °С.
Очистка внутренних поверхностей экранных, кипятильных или пароперегревательных труб может выполняться химическим или механическим способами.
Химическая очистка внутренних поверхностей должна осуществляться по инструкции завода-изготовителя котла или по инструкции специализированной организации.
Механическая очистка от накипи должна выполняться шарошечными головками с электрическим или пневматическим приводом. Диаметр шарошечной головки в сложенном виде должен быть на 3-4 мм меньше номинального внутреннего диаметра трубы. Места зачистки шарошками омывают водой для охлаждения шарошек и смыва разрушенных отложений.
Качество очистки проверяют визуальным осмотром с подсветом электрической лампой и прогонкой контрольным шаром. Диаметр шара должен регламентироваться НТД (ПТД).
Очистка наружной поверхности трубной системы котла при рыхлых отложениях выполняется металлическими щетками. При твердых отложениях пиками, шиберами, затупленными зубилами или нераскидными шароками. После механической очистки необходимы обдувка или обмывка водой (приняв меры защиты обмуровки от разрушения водой). Обивку шлака необходимо начинать сверху.
Дефектные участки труб или трубы допускается удалять газовой, плазменной или механической резкой; трубы, закрепленные по концам в вальцовочных соединениях, выбивают, стремясь не повредить гнезда.
Общие требования к сварочным работам при замене дефектных труб или их участков изложены в шестом разделе.
При замене труб, стыкуемых угловым швом с барабаном или коллектором, удаляют механическим способом остатки наплавленного металла заподлицо с поверхностью. Поверхность барабана или коллектора вокруг отверстия на расстоянии 10-15 мм, отверстия на всю глубину и концы устанавливаемых труб тщательно зачищают.
При стыковой сварке труб снимают фаску и обеспечивают перпендикулярность плоскости реза к оси трубы. Сборка стыка производится с применением приспособлений, обеспечивающих смещение кромок не более 1,5 мм и излом оси не более 1,5 мм на 290 мм.
Угловые сварные швы приварки труб поверхностей нагрева к барабанам и камерам и стыковые швы должны быть многослойными (не менее двух слоев).
Гибка ремонтных труб должна производиться в холодном состоянии на трубогибочных станках. Выполняется выборочный контроль овальности и утонения гнутых труб в объеме не менее 10%. Овальность не должна превышать 20% и утонение не более 20%.
Покоробленные экранные и кипятильные трубы подлежат подгибке или рихтовке, если погнутость или смещение выходит за пределы допускаемых отклонений. Отклонение труб от плоскости общего ряда не должно превышать 10 мм.
В зависимости от характера и величины коробления, расположения покоробленного участка и конструкции крепления рихтовку производят с нагревом трубы или без нагрева.
Отдельные трубы рихтуют с помощью нагрева их с выпуклой стороны погнутого участка. Нагрев производят на длине 200-250 мм и ширине 30-40 мм.
Рихтовку экранных и кипятильных труб производят при помощи специальных приспособлений, домкратов, клиньев, талей и других устройств, а также регулировкой натяжения креплений.
Змеевики пароперегревателя и экономайзера выравнивают регулировкой длины подвесок и восстановлением дистанционных креплений.
Правку труб с нагревом выполняют при их значительной погнутости. Трубы из углеродистой стали нагревают до 1050 °С. Правку заканчивают при температуре не ниже 750 °С.
Стыки труб поверхностей нагрева с дефектами, устранение которых местной подваркой недопустимо, удаляют.
При ремонте вальцовочных соединений допускается их обварка в соответствии с рекомендациями, изложенными в письмах Госгортехнадзора (N 11-40/221 от 25.03.81 г., N 11-40/420 от 10.10.78 г.).
