Сборка кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
Аппараты теплообменные кожухотрубчатые согласно ГОСТ 9929-82 (СТ СЭВ 1043-78, СТ СЭВ 3026-81) изготавливаются следующих типов:
Н – с неподвижными трубными решетками;
К – с температурным компенсатором на кожухе;
П – с плавающей головкой;
У – с U-образными трубками;
ПК – с плавающей головкой и компенсатором на ней.
Основными частями кожухотрубчатых теплообменников являются трубные пучки с трубными решетками и кожухом, крышки и распределительные камеры.
Технические требования к стальным кожухотрубчатым теплообменным аппаратам изложены в ГОСТ 24304-80 (СТ СЭВ 798-77).
Предельные отклонения размеров в местах крепления труб к решетке должно быть не больше 2–5 мм. Отклонение от перпендикулярности торца трубы не должно превышать 1 мм. Предельное отклонение от перпендикулярности уплотнительной поверхности неподвижной трубной решетки к оси трубного пучка не должны превышать 1 мм при диаметре трубной решетки до 1000 мм; 1,5 мм при диаметре решетки до 1500 мм; 2 мм при диаметре решетки свыше 1500 мм.
Предельное отклонение расстояния между центрами двух соседних отверстий в трубных решетках и перегородках (шаг) составляет 0,25 мм и на любую сумму шагов 0,5 мм.
Непрямолинейность длины кожуха должна быть в пределах значения допустимой разности между внутренним диаметром кожуха и наружным диаметром поперечных перегородок трубного пучка.
Трубные решетки должны иметь гладкие и ровные уплотнительные поверхности под прокладки без поперечных рисок, забоин, пор и раковин.
Поверхность концов труб, помещаемых в трубную решетку на длине, равной двойной толщине трубной решетки требуется зачищать до чистого металла. Зачистка поверхности не должна выводить внешний диаметр трубы за пределы допускаемых отклонений. Внутренние сварные швы в корпусе аппарата зачищают заподлицо с внутренней поверхностью кожуха. Допускается превышение скругленных швов на значение не более 0,5 мм. Сварные швы и основания штуцеров зачищают таким образом, чтобы не препятствовать монтажу и демонтажу трубного пучка.
При изготовлении корпусов их двухслойных сталей должны быть выполнены условия согласно ГОСТ 24306-80.
После закрепления труб в трубных решетках следует проверять плоскостность уплотнительной поверхности трубной решетки и ее перпендикулярность к оси трубного пучка. Отклонения не должны превышать значений, установленных ОСТ 26-291-94, ДСТУ 3-17-191-2000.
Сварные крышки плавающей головки после сварки и ликвидации дефектов сварки подлежат термообработке независимо от материалов и размеров деталей крышки.
Теплообменные трубы, в том числе U-образные, следует вставлять в перегородки и трубные решетки так, чтобы исключались пластические деформации или следы от ударов молотка. U-образные трубы необходимо изготавливать без поперечных сварных швов. В технически обоснованных случаях в U-образных трубах допускается не более двух поперечных швов, расположенных на расстоянии не менее 200 мм от начала изгиба. При наличии одного шва допускается его расположение на прямом участке труб, при этом шов не должен препятствовать сборке трубного пучка. Минимальный внутренний радиус изгиба U-образных труб RMIN = 0,8dTP. U-образные трубы (колена), имеющие радиус изгиба меньше пяти диаметров трубы, обязательно подвергают термообработке.
После приварки колен должен быть обеспечен свободный проход внутри трубы, что проверяют пропуском шара диаметром 0,86dВН трубы через каждую трубу.
В аппаратах с прямыми трубами следует использовать трубы без поперечных швов.
При сборке аппарата трубный пучок должен беспрепятственно входить в кожух. Фланцевые соединения следует затягивать равномерно, причем необходимо закреплять гайки на шпильках, расположенных под углом 120 и затем последовательно одна за другой – по диаметру аппарата.
Гидравлическое испытание герметичности крепления труб в трубных решетках необходимо выполнять при пробном давлении. Если условное давление для кожуха меньше условного давления для распределительных камер, плотность крепления труб испытывают воздухом, керосином, гелием, фреоном или аммиаком.
Шов приварки трубной решетки к фланцу аппарата типа Н и К подлежит контролю по всей длине.
Ниже приведен типовой технологический процесс сборки кожухотрубчатых теплообменников.
При соединении труб с трубной решеткой развальцовкой твердость материала трубной решетки должна быть выше твердости материала труб.
Трубные решетки следует изготавливать из цельных стальных листов или поковок. В технически обоснованных случаях допускается изготовление сварных решеток.
Для аппаратов с агрессивной средой в трубном пространстве возможно применение трубных решеток из двухслойной стали, стали с наплавкой или облицовкой легированным или цветным металлом.
Конструкция корпуса, распределительной камеры и крышек к ним должна обеспечивать полный спуск воздуха и дренаж жидкости при гидроиспытаниях.
Крышки аппарата массой более 20 кг должны иметь строповочные устройства для выполнения сборочных работ.
Типовой технологический процесс сборки кожухотрубчатого теплообменника типа К приводится ниже (табл. 30.2., рис. 30.3)
Рисунок 30.3 – Кожухотрубчатый теплообменник
Технические требования кожухотрубчатых теплообменников
1. Аппарат предназначен для проведения теплообменных процессов.
2. Рабочая среда – вода – неагрессивная жидкость. Давление – 0,6–2,5 МПа. Температура –40…+450С.
3. Поверхность теплообмена F = 1–2000 м2. Диаметр D = 400–2200 мм. Диаметр трубок d = 38х2 мм. Длина трубки l = 100–9000 мм.
4. Детали выполняют из углеродистой стали. Материал прокладок – паронит.
5. Соединение крышек с трубчаткой – на фланцах. Крепление труб в трубных решетках – развальцовкой импульсом. Сварные соединения выполнить электродуговым способом. Электроды Э42.
6. После изготовления провести испытания на прочность и герметичность согласно требованиям Госгортехнадзора.
7. Рабочее положение аппарата – вертикальное.
Таблица 30.2 – Технологический процесс сборки кожухотрубчатого теплообменника
№ перехода |
Содержание переходов |
Приспособление (код, наименование) |
Инструмент (код, наименование) |
|
І Сборка обечайки |
|
|
1 |
Установить отдельные части обечайки и компенсатор на роликовый стенд |
Пневматическая шлифовальная машина и пневмомолоток |
Щетки металлические, молоток, абразивный круг, керн, чертилка, рулетка металлическая, l =10 м, электродержатель. |
2 |
Зачистить кромки частей обечайки и компенсатора до металлического блеска |
||
3 |
Выверить положение частей обечайки и компенсатора, прихватить ручной электросваркой |
||
4 |
Приварить части обечайки между собой электросваркой под слоем флюса |
||
5 |
Обить шлак, зачистить сварные швы |
||
6 |
Разметить на обечайке места расположения отверстий для штуцеров |
||
7 |
Вырезать отверстия под штуцеры ацетиленокислородной резкой |
||
8 |
Зачистить и опилить отверстия с подгонкой по штуцерам |
||
9 |
Установить штуцеры в отверстия, прихватить ручной электросваркой |
||
10 |
Приварить штуцеры к обечайке ручной электросваркой |
||
11 |
Обить шлак, зачистить сварные швы |
||
12 |
Разметить места установки опорных лап |
||
13 |
Установить поочередно лапы на обечайке, прихватить ручной электросваркой |
||
14 |
Приварить лапы к обечайке ручной электросваркой |
||
15 |
Обить шлак, зачистить сварные швы |
||
|
ІІ Контрольная |
|
|
1 |
Проверить правильность размеров обечайки в сборе, перпендикулярность торцов и образующей |
Кассеты для фотопленок, распорки Рентгеновская установка РУП-200М |
Рулетка металлическая, отвес, l=10 м, уровнемер рамный |
2 |
Произвести рентгенопросвечивание сварных швов согласно ГОСТ 7512-75 |
||
|
ІІІ Сборка трубного пучка |
|
|
1 |
Зачистить кольцевой выступ на трубной решетке до металлического блеска |
Пневмошлифовальная машина, ловители, электродрель |
Абразивный круг, молоток, щетки металлические, электродержатель, развальцовки, дисковая фреза |
2 |
Транспортировать со сварочного участка обечайку в сборе с компенсатором, штуцерами и лапами |
||
3 |
Зачистить кромки обечайки до металлического блеска |
||
4 |
Установить обечайку на решетке |
||
5 |
Прихватить обечайку к трубной решетке ручной электросваркой |
||
6 |
Собрать промежуточные перегородки со штырями под сварку |
||
7 |
Установить в промежуточных перегородках пять-шесть контрольных труб |
||
8 |
Прихватить штыри к перегородкам ручной электродуговой сваркой |
||
9 |
Приварить штыри к перегородкам ручной электродуговой сваркой |
||
10 |
Завести комплект перегородок в корпус |
||
11 |
Вставить контрольные трубы в отверстия решеток |
||
12 |
Выверить и пристыковать к корпусу вторую решетку, прихватить ручной электросваркой |
||
13 |
Установить корпус на стенд для автоматической сварки |
||
14 |
Приварить трубные решетки к обечайке электросваркой под слоем флюса |
||
15 |
Обить шлак, зачистить сварные швы |
||
16 |
Установить сливной штуцер, прихватить ручной электросваркой |
||
17 |
Приварить сливной штуцер к обечайке и трубной решетке ручной электродуговой сваркой |
||
18 |
Зачистить сварные швы |
||
19 |
Установить опорную плиту |
||
20 |
Вставить в решетки трубки до упора в опорную плиту |
||
21 |
Вальцевать трубки с одной стороны |
||
22 |
Убрать опорную плиту |
||
23 |
Вальцевать трубки с другой стороны |
||
24 |
Торцевать трубки |
||
25 |
Подрезать при необходимости концы труб, выступающие над плоскостью решетки свыше 5 мм |
||
26 |
Транспортировать трубный пучок на стенд для гидроиспытаний |
||
|
IV Испытания |
|
|
1 |
Подготовить трубный пучок к гидравлическим испытаниям, поставить заглушки, установить манометры, присоединить насос |
Заглушки, прокладки, болты с гайками, предохранительные клапаны |
Манометры, ключи гаечные |
2 |
Провести гидравлические испытания на пробное давление межтрубного пространства согласно инструкции предприятия и разделам 4-7 Госгортехнадзора |
||
3 |
При обнаружении неплотностей между трубной доской и трубами подготовить трубный пучок к пневматическим испытаниям, присоединить один из штуцеров к редуктору линии высокого давления |
||
4 |
Провести пневматические испытания рабочим давлением с погружением трубного пучка в ванну с водой |
||
5. |
Устранить дефекты: вырубить и проварить ручной электродуговой сваркой дефектные места в сварных швах, доразвальцевать или заглушить трубки |
||
6 |
Повторить испытания |
||
|
V сборка крышки |
|
|
1 |
Зачистить кромки крышки и фланца до металлического блеска |
Манипулятор, электрошлифовальная машина |
Электродержатель, щетка металлическая, молоток, линейка металлическая, l =10 м, абразивный круг |
2 |
Установить фланец на плиту, соединить с крышкой, прихватить ручной электросваркой |
||
3 |
Приварить под слоем флюса крышку к фланцу электросваркой на роликовом манипуляторе |
||
4 |
Обить шлак, зачистить сварные швы |
||
5 |
Соединить штуцер с корпусом, предварительно зачистить места соединения до металлического блеска, прихватить ручной электросваркой |
||
6 |
Приварить фланец к патрубку ручной электродуговой сваркой |
||
7 |
Зачистить места соединения, установить штуцер, прихватить ручной электросваркой |
||
8 |
Подогнать штуцер к отверстию, проточенному в крышке |
||
9 |
Зачистить места соединения, установить штуцер, прихватить ручной элктросваркой |
||
10 |
Прихватить штуцер к днищу ручной электродуговой сваркой |
||
11 |
Обить шлак, зачистить сварной шов |
||
|
VІ Токарная |
|
|
1 |
Проточить торец крышки до заданных по чертежу размеров |
Токарно-карусельный станок, кулачки, ключи накидные |
Штангенциркуль, резец проходной и подрезной |
|
VІІ Сборка трубного пучка с крышками |
|
|
1 |
Протереть поверхность прилегания прокладки на фланце и трубной решетке |
Прокладки, болты, гайки, тросы, струбцины |
Гайковерт |
2 |
Нанести на сопрягаемые поверхности слой клея, подсушить в течение 20-30 мин |
||
3 |
Установить трубчатку в вертикальном положении, наложить на трубную решетку прокладку |
||
4 |
Застропить крышку, установить ее на трубную решетку, установить болты, шайбы, гайки, произвести затяжку Аналогично собрать вторую крышку |
||
|
VІІІ Гидроиспытания |
|
|
1 |
Подготовить теплообменник к гидравлическим испытаниям, поставить заглушки, установить манометры, присоединить насос |
Набор ключей, тросы, заглушки |
Манометры, лупа складная 10 - кратная |
2 |
Провести гидравлические испытания трубного пространства на пробное и рабочее давление согласно инструкции предприятия и разделов 4-7 Госгортехнадзора |
||
3 |
Устранить дефекты и провести повторные испытания |
||
|
IХ Клеймление |
|
|
1 |
Клеймить на одном из фланцев следующие данные: завод изготовитель, номер заказа, номер изделия, год выпуска, рабочее давление в трубном и межтрубном пространствах |
|
Клеймо, молоток |
2 |
Покрасить места клеймления бесцветным лаком |
||
|
Х Окраска |
|
|
1 |
Просушить сухим нагретым воздухом внутренние объемы, обдуть внутренние поверхности |
Щетка, кисти, ветошь, краскопульт, набор гаечных ключей, шланги. Приспособление для продувки воздухом |
Сопло |
2 |
Окрасить согласно инструкции предприятия |
||
3 |
Установить заглушки и затянуть их крепежными деталями |
Рисунок 30.4 – Развальцовочный стенд
Развальцовочный стенд ВЭП-66-8 (рис. 30.4) имеет самопадающую вальцовку 1 и привод ее вращения. На поворотной стойке 4 установлена качающаяся люлька 5 с двухступенчатым редуктором и электродвигателем 6. Входной вал посредством шарнира Гука 2 соединен с вальцовкой. Качающаяся люлька тщательно уравновешена. Длину вала, соединенного с вальцовкой, можно изменять, перемещая его в горизонтальном и вертикальном направлениях. Оператор, удерживая привод вращения вальцовки за рукоятку 3, свободно вводит вальцовку в конец трубы и выводит ее после окончания развальцовки. Электрический прибор при достижении оптимального крутящего момента на веретене вальцовки автоматически отключает рабочий ход и включает реверсивное движение. Когда веретено вальцовки при реверсировании совершит четыре–пять оборотов, привод автоматически отключится на рабочий ход. Цикл повторяется столько раз, сколько концов труб в решетке.