在石油化工生产装置中约有40%左右的设备属于换热设备,换热设备是所有工艺流程中不可或缺的重要设备,它在降低能耗、降低生产成本起到了重要的作用。但是,随着装置的大型化、节能减排的严苛要求和工艺设计条件的越加苛刻,传统意义上的螺纹锁紧环换热器已经不能满足工艺生产要求。小编有幸在工程实际中接触到了螺纹锁紧环换热器,该换热器具有结构紧凑、泄漏点少、密封可靠、节省材料、可以在纬修理等优势。其特殊之处还在于管箱部分,基本原理是管程内压引起的轴向力通过管箱压盖和螺纹锁紧环而由管箱本体承受,管箱通过螺纹锁紧环上的外圈压紧螺栓来压紧外密封垫圈来实现密封[1,对于操作条件苛刻、介质成份复杂的工况来说,选用螺纹锁紧环换热器是合适的
根据换热器的设计参数,依据 Nelsor设备本体受压材质选择12Cr2Mo1V锻钢,内部有不锈钢堆焊层,堆焊材料为E309L+E347,堆焊层厚度为3+3.5mm,堆焊层能耐硫化氢腐蚀。
螺纹锁紧环换热器的大螺纹：
螺纹锁紧环换热器所有的力由螺纹锳紧环和管箱壳体端部的梯形螺纹来承担,螺纹设计是螺纹锳紧环换热器的关键之处,螺纹承受着管程和壳程的综合载荷,是这些载荷的最终受力点″。螺纹锁紧环换热器的螺纹采用 AISI B18《 stub acmescrew threads》标准的(15/16)in(23.8125mm)的短齿梯形螺纹,该螺纹具有啮合高度大、抗剪、抗弯能力强等特点,适用于螺纹锳紧环换热器上。该螺纹公差范围较宽,因内、外螺纹配合公差涉及的外界因素较多,螺纹又在高温下工作,螺纹锻件会有微量变形,如果螺纹配合公差选的不合适,就有拆卸困难的可能。长期以来一直认为,螺纹的齿数越多越好,而根据计算结果,对整个端部螺纹来说,承压最大的是靠近管箱内部的少数齿,其它的齿承受的力越来越小。因此,整个端部螺纹每个齿受力不—样这也是这种换热器的不足之处,即力不能均匀分布到每个齿上。
垫片的选择
密封性和回弹性是选择垫片的两个重要指标。管板垫片和内套筒垫片仅需承受管板压差产生的力及垫片本身密封所需的力,因缠绕垫的垫片系数m及比压力y较小,为了减小管壳程之间的密封力,减少螺栓的直径及数量,管板垫片和内套筒垫片采用缠绕垫,其由S30403金属骨架与柔性石墨材料复合而成的。金属骨架的上下表面有相互错开的特殊形状的同心园沟槽形成波齿,金属骨架的上下表面复合一层柔性膨胀石墨,构成整体复合垫片。外密封垫片选用选用S30403金属垫,这样即保证了垫片的强度,又能满足密封要求。
尽管螺纹锁紧环换热器作为种特殊的换热器,在设计条件苛刻的工况下尤其高效节能的优势。
但是,在实际的生产过程中,该换热器的检修需要采用专用的检修工具进行拆装,在检修的过程中需要对换热詈的螺栓螺纹迸行重点的保护,以防岀现螺纹咬死、拉伤等现象,从而影响设备的使用效果。同时在加工制造的过程中,换热器的管板垫片表面粗糙度要求较高,在安装过程中需要严格对中方可达到最好的密封效果。
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