專利名稱：一種管殼式換熱器堵管選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于管殼式換熱器檢修時(shí)管殼式換熱器堵管選擇方法，屬于石油化工行業(yè)管殼式換熱器檢測評定領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
管殼式換熱器是石化企業(yè)中使用量最大的一種換熱器，約占企業(yè)設(shè)備總數(shù)的25%。換熱管是管殼式換熱器服役工況最惡劣的部件，經(jīng)常由于腐蝕而出現(xiàn)泄漏(換熱器內(nèi)漏)。換熱管泄漏將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至發(fā)生重大安全事故，例如2011年7月16日，中國石油大連石化公司廠區(qū)內(nèi)1000萬噸常減壓蒸餾裝置換熱器發(fā)生泄漏并引起大火，造成嚴(yán)重?fù)p失，因此避免換熱管泄漏以及由此造成的臨時(shí)停車是石化企業(yè)面臨的重要課題。 由于換熱管處于換熱器殼體內(nèi)部，在日常運(yùn)行和監(jiān)測時(shí)，只能發(fā)現(xiàn)換熱器的泄漏量，要檢修的話只能將換熱器臨時(shí)停車后進(jìn)行，但臨時(shí)停車造成的停產(chǎn)損失很大，故減少換熱器內(nèi)漏的主要措施是在換熱器計(jì)劃的停工檢修期間，通過堵管或者整體更換管束的方法來實(shí)現(xiàn)。在不影響換熱效率情況下，堵管成為主要手段。堵管最重要的一項(xiàng)內(nèi)容是如何選擇危險(xiǎn)的換熱管，即如何確定哪些換熱管需要堵住?，F(xiàn)有堵管選擇方法是通過換熱器水壓試驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)泄漏的換熱管，哪根泄漏堵哪根。該方法簡單易行，檢測速度較快，但只能發(fā)現(xiàn)檢修時(shí)已經(jīng)泄漏的換熱管，對于那些水壓試驗(yàn)時(shí)沒有漏、但存在嚴(yán)重缺陷的換熱管，則無法找出。而這些存在嚴(yán)重缺陷的換熱管，由于腐蝕等因素導(dǎo)致缺陷生長，在下次檢修之前很可能泄漏，這種泄漏是換熱器運(yùn)行周期內(nèi)臨時(shí)停車和發(fā)生危險(xiǎn)的主要因素。因此，為減少換熱管泄漏造成的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患，亟需在現(xiàn)有水壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，找到一個(gè)更為有效的堵管選擇方法，使得換熱器在本次檢修時(shí)，就能選出已經(jīng)泄漏和下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能泄漏的換熱管，并將其堵上，從而大幅減少換熱器運(yùn)行周期內(nèi)的臨時(shí)停車次數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種基于水壓試驗(yàn)、無損檢測和完整性評價(jià)技術(shù)的換熱器堵管選擇方法，使得管殼式換熱器在本次檢修時(shí)，能選出檢修時(shí)已經(jīng)泄漏以及檢修時(shí)尚未泄漏、但下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能泄漏的換熱管。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種管殼式換熱器堵管選擇方法包括以下步驟在換熱器檢修時(shí)，首先通過換熱器水壓試驗(yàn)方法選出已經(jīng)泄漏的換熱管，再通過無損檢測技術(shù)和完整性評價(jià)技術(shù)查找出下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能發(fā)生泄漏的換熱管，所述已經(jīng)泄漏的換熱管和所述下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能發(fā)生泄漏的換熱管之和即為本次檢修時(shí)需要堵住的換熱管。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述查找下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能發(fā)生泄漏的換熱管的方法包括以下步驟在換熱器本次檢修時(shí)，首先通過無損檢測技術(shù)查找出含缺陷換熱管的當(dāng)前缺陷尺寸，然后通過完整性評價(jià)技術(shù)得到換熱管當(dāng)前最大允許缺陷尺寸，若所述當(dāng)前缺陷尺寸小于所述當(dāng)前最大允許缺陷尺寸，則不需堵管，反之，則需要堵管。進(jìn)一步，所述換熱管當(dāng)前最大允許缺陷尺寸=換熱管臨界失效缺陷尺寸-下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)缺陷增長量-無損檢測不確定度。進(jìn)一步，所述換熱器水壓試驗(yàn)方法包括換熱器抽芯、清洗、換墊和試壓的步驟。進(jìn)一步，所述無損檢測技術(shù)為渦流檢測技術(shù)。進(jìn)一步，所述方法包括以下步驟步驟一在本次檢修時(shí)，通過換熱器水壓試驗(yàn)方法選出已經(jīng)泄漏的換熱管；步驟二 利用無損檢測技術(shù)，針對未泄漏的換熱管找出含缺陷的換熱管，并確定每個(gè)缺陷的當(dāng)前缺陷尺寸S，以及確定無損檢測技術(shù)的不確定度Sumt ；步驟三根據(jù)完整性評價(jià)技術(shù)中的剩余壽命評估技術(shù)，確定本次檢修到下次檢修之間的時(shí)間差內(nèi)缺陷的增長尺寸AS;步驟四根據(jù)完整性評價(jià)技術(shù)中的剩余強(qiáng)度評價(jià)技術(shù)，結(jié)合換熱管的規(guī)格、設(shè)計(jì)工況和材料性能，計(jì)算在設(shè)計(jì)工況下不至于出現(xiàn)泄漏或破裂的臨界失效缺陷尺寸Srait ；步驟五計(jì)算本次檢修時(shí)當(dāng)前最大允許缺陷尺寸Sallw ；步驟六確定是否將含缺陷換熱管堵上，將無損檢測所得的換熱管當(dāng)前缺陷尺寸S與當(dāng)前最大允許缺陷尺寸Sallw作比較，若所述當(dāng)前缺陷尺寸S小于所述當(dāng)前最大允許缺陷尺寸Sallw，則缺陷可以接受，在本次檢修時(shí)不用堵管；否則，需要堵管。進(jìn)一步，當(dāng)存在上次檢修無損檢測記錄時(shí)，所述步驟三中缺陷增長尺寸AS的計(jì)
算公式為
權(quán)利要求
1.一種管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于所述方法包括以下步驟在換熱器檢修時(shí)，首先通過換熱器水壓試驗(yàn)方法選出已經(jīng)泄漏的換熱管，再通過無損檢測技術(shù)和完整性評價(jià)技術(shù)查找出下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能發(fā)生泄漏的換熱管，所述已經(jīng)泄漏的換熱管和所述下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能發(fā)生泄漏的換熱管之和即為本次檢修時(shí)需要堵住的換熱管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于所述查找下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能發(fā)生泄漏的換熱管的方法包括以下步驟在換熱器本次檢修時(shí)，首先通過無損檢測技術(shù)查找出含缺陷換熱管的當(dāng)前缺陷尺寸，然后通過完整性評價(jià)技術(shù)得到換熱管當(dāng)前最大允許缺陷尺寸，若所述當(dāng)前缺陷尺寸小于所述當(dāng)前最大允許缺陷尺寸，則不需堵管，反之，則需要堵管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于所述換熱管當(dāng)前最大允許缺陷尺寸=換熱管臨界失效缺陷尺寸-下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)缺陷增長量-無損檢測不確定度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于所述換熱器水壓試驗(yàn)方法包括換熱器抽芯、清洗、換墊和試壓的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于所述無損檢測技術(shù)為渦流檢測技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 步驟一在本次檢修時(shí)，通過換熱器水壓試驗(yàn)方法選出已經(jīng)泄漏的換熱管； 步驟二 利用無損檢測技術(shù)，針對未泄漏的換熱管找出含缺陷的換熱管，并確定每個(gè)缺陷的當(dāng)前缺陷尺寸S，以及確定無損檢測技術(shù)的不確定度Sumt ； 步驟三根據(jù)完整性評價(jià)技術(shù)中的剩余壽命評估技術(shù)，確定本次檢修到下次檢修之間的時(shí)間差內(nèi)缺陷的增長尺寸AS; 步驟四根據(jù)完整性評價(jià)技術(shù)中的剩余強(qiáng)度評價(jià)技術(shù)，結(jié)合換熱管的規(guī)格、設(shè)計(jì)工況和材料性能，計(jì)算在設(shè)計(jì)工況下不至于出現(xiàn)泄漏或破裂的臨界失效缺陷尺寸Srait ； 步驟五計(jì)算本次檢修時(shí)當(dāng)前最大允許缺陷尺寸Sallw ； 步驟六確定是否將含缺陷換熱管堵上，將無損檢測所得的換熱管當(dāng)前缺陷尺寸S與當(dāng)前最大允許缺陷尺寸Sallw作比較，若所述當(dāng)前缺陷尺寸S小于所述當(dāng)前最大允許缺陷尺寸Sallw，則缺陷可以接受，在本次檢修時(shí)不用堵管；否則，需要堵管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于當(dāng)存在上次檢修無損檢測記錄時(shí)，所述步驟三中缺陷增長尺寸AS的計(jì)算公式為AS = ^^(S-S^) ^本次-上次 式中，本次檢修和上次檢修之間的時(shí)間差下次檢修和本次檢修之間的時(shí)間差；S為本次檢修時(shí)的缺陷尺寸為上次檢修時(shí)的缺陷尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于當(dāng)不存在上次無損檢測數(shù)據(jù)時(shí)，所述步驟三中缺陷增長尺寸AS的計(jì)算公式為 AS = 下次-本次sT式中，為下次檢修和本次檢修之間的時(shí)間差；T為換熱管服役時(shí)間4為當(dāng)前缺陷尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于所述步驟四中臨界失效缺陷尺寸Srait的計(jì)算公式為
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管殼式換熱器堵管選擇方法，其特征在于所述步驟五中當(dāng)前最大允許缺陷尺寸Sallw的計(jì)算公式為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管殼式換熱器堵管選擇方法，涉及石油化工行業(yè)管殼式換熱器檢測評定領(lǐng)域。本發(fā)明通過現(xiàn)有水壓試驗(yàn)方法選出已經(jīng)泄漏的換熱管，通過無損檢測和完整性評價(jià)技術(shù)選出下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可能發(fā)生泄漏的換熱管。無損檢測技術(shù)用于找出含缺陷換熱管的當(dāng)前缺陷尺寸，完整性評價(jià)技術(shù)用于得到換熱管當(dāng)前最大允許缺陷尺寸，該尺寸為臨界失效缺陷尺寸與下個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)缺陷增長量及無損檢測不確定度之差。若當(dāng)前缺陷尺寸小于最大允許缺陷尺寸，則不需堵管，反之，則需堵管。本發(fā)明的實(shí)施可在檢修時(shí)選出更多危險(xiǎn)的換熱管，將這些換熱管堵住后，可有效減少換熱器運(yùn)行周期內(nèi)的臨時(shí)停車次數(shù)，從而減少企業(yè)事故隱患和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號G01N27/90GK102636075SQ201210102020
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者劉琰, 張廣利, 楊鋒平, 羅金恒, 苗健, 趙新偉 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所