化工设备管理与维护展示

设备管理与维护主讲人：胡极诸指导：阮关根1概述1.1化工设备的分类化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热，传质和化学反应等过程，或用于储存物料。（1）按结构特征和用途分为容器、塔器、换热器、反应器（包括各种反应釜、固定床或液态化床）和管式炉等。（2）按结构材料分为金属设备（碳钢、合金钢、铸铁、铝、筒等）。非金属设备（陶瓷、玻璃、塑料、木材等）和非金属材料衬里设备（衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷等），其中碳钢设备最为常用。（3）按受压情况分为外压设备（包括真空设备）和内压设备。内压设备又分为常压设备，低压设备、中压设备，高压设备和超高压设备。1.1化工设备的分类1.2化工设备维护检修的重要性因而化工设备一旦发生故障，不仅会造成整个生产系统停产，而且会引起起火、爆炸、中毒、灼伤等事故。化工生产过程的连续性和复杂性工作范围很广物料具有易燃、易爆、有毒、腐蚀性等特点近年来，随着化工生产规模不断扩大，化工设备日趋大型化和复杂化，显然，设备事故会给生产带来重大经济损失。做好化工设备的维护工作，提高化工设备的使用可靠性，在经济上和安全上都是极为重要的。1.2化工设备维护检修的重要性（1）化工设备连续运行中的维护与检查此项工作又称为日常保养，它是维护检修技术的重要组成部分。目的就在于延长设备的使用寿命，及早发现影响设备性能的因素和可能出现的缺陷或故障，并采取适当措施，尽量避免因事故造成的非计划停车，使设备经常处于完好状态，做到长周期连续安全运行。1.3化工设备维护检修的主要内容防止性检查•主要是靠人的五官感觉，随时观察设备运行情况，目的是及早发现运行中的异常现象。预测性检查•主要是指有计划地对设备进行定点壁厚测定，检查污垢堆积情况，表面腐蚀情况，以及进行缺陷探伤等工作，其目的是对设备的优劣及发展倾向做出判断，并找出合理的修理周期，必要时需进行不停车的应急修补工作。1.3化工设备维护检修的主要内容(2)停车后的检查和修理1.3化工设备维护检修的主要内容•目的在于用最短的时间，判断并消除设备存在的缺陷或故障，恢复设备的生产能力和效率。停车检修•除组织管理和器具等方面应做好充分准备外，应对检修的设备认真做好停车后的降温、卸压，放料、清洗等项工作，直至符合安全检修要求为止。停车检修前的准备工作2运行中的维护与检查运行中的物理、化学监控是指对设备运行中的各项工艺指标所进行的控制。2.1运行中的物理化学监控压力流量冷却水电导率PH值物料成分温度2.1运行中的物理化学监控2.1运行中的物理化学监控2.2运行中经常性检查检查项目检查方法说明设备操作记录观察、对比、分析了解设备运行状态压力变化察看仪表①压力上升可能是污垢堆积造成阻力增加②压力突然下降可能是泄漏温度变化①触感②察看仪表①注意设备外壁超温和局部过热现象②内部耐火层损坏引起壁温升高③流体流量变化察看仪表开打阀门，流量人不能增加时可能是设备堵塞物料性质变化①目视②物料组成分析产品变色，混入杂质可能是设备内漏或锈蚀物剥落所致外观检查保温层目视①应无裂口、脱落等现象②外表防水层接口处不得有雨水侵入防腐层目视涂料剥落、损坏时要注意检查避免腐蚀情况各部连接螺栓①目视②用扳手检查应无腐蚀、无松动主体、支架、附件目视应无腐蚀、无变形、接地良好基础①目视②水平仪应无下沉、倾斜、裂纹2.2运行中经常性检查检查项目检查方法说明内部音响听音棒①内件固定点脱落时常发生振动和异常音响②塔类设备内件松脱或堵塞时，可引起液面变化外部泄漏①嗅、听、目视②发泡剂（肥皂水等）③试纸或试剂④气体检测器⑤超声波泄漏探测器⑥红外线温度分布器除检查设备主体及焊缝外，还要特别注意法兰、接管口、密封、信号孔等处的泄漏情况设备缺陷声发射无损探伤技术根据所发射声波的特点以及引起声波发射的外部条件，能够检查出发声的地点，即缺陷所在部位。不但能了解缺陷的目前状态而且能了解缺陷的发展趋势。所以，声发射技术可以对运行中的容器进行连续监视，在预测危险后停止运行，确保安全2.3维护检查安全要点(l)操作人员和维修人员均应熟悉工作场地内设备的特点和所处理物料的物理、化学性质。(2)凡在易燃、易爆、易中毒、易灼伤的情况下对设备进行维护检奄和应急修理，要严格遵守有关的安全规定。(3)对运行中的压力设备，一般不得强行上紧其备部连接螺栓，以防拉断螺栓、喷出介质。(4)在高处进行维护检查要符合高空作业安全要求。(5)用有毒涂料防腐时要防止中毒。(6)使用放射性物质要严格遵守有关安垒规定，用放射线检查时必须做好劳动保护。3化工设备常见缺陷与故障3.1积垢积垢的危害传热速率降低有效容积减小加速壁面腐蚀流体阻力加大水垢晶体积附机械杂质或有机物沉积有机物分解结构材料的腐蚀积垢原因3.2泄漏内漏•可由设备运行状态或物料性质的变化查觉，但难以在运行中修补。外漏•是指介质漏人大气或由设备外部可以检测到的泄漏。设备发生泄漏的主要原因是：因腐蚀造成的穿孔、应力腐蚀或交变应力等引起的开裂以及设备连接处密封失效等。其中机械连接部位出现的泄漏，约占整个泄漏事故的90%以上。而那些流动复杂、产生相变、温差、有残余应力和不同金属相接触的地方，固有促进腐蚀的因素，也是容易出现泄漏的地方。强烈的机械振动和流体脉冲作用的结果，可使设备（特别是接管口根部）因承受交变载荷而产生疲劳裂纹，导致泄漏。3.2泄漏设备连接可分为可拆和不可拆的两种。法兰连接，螺纹连接，承插连接等属于可拆连接，熔焊、钎焊、胀管等属于不可拆连接（铆接也属不可拆连接，化工设备中已不常见）。由于法兰连接是靠多螺栓紧固，并借助于密封垫圈保证密封的，因而往往由于下列原因失去密封能力：(1)法兰盘或垫圈表面有疵伤、污垢；(2)介质的侵蚀作用使垫圈损伤或变质、脱落；(3)各种原因造成的螺检松动使压紧力减小；(4)由于高温、载荷波动使垫圈或螺栓的弹性降低。不可拆连接失去密封性，大多数是因腐蚀穿孔或裂纹造成。对于胀管连接，有时因管束和管板间相对滑动而使胀接强度下降，也会造成泄漏。3.3壁厚减薄设备壁厚的减薄可分为全面性的和局部性的两种，无论哪种形式的壁厚减薄，对设备的强度均有影响，而且局部性壁厚减薄还常常导致设备泄漏。主要原因是腐蚀、冲蚀和磨损，其中以腐蚀减薄最常见。全面性减薄•由均匀腐蚀或磨损造成的•一般速度较慢，而且均匀，所以实际危害性并不大•设备的壁厚已小于最小允许厚度，则设备应降压使用或报废处理。局部壁厚减薄•局部腐蚀、冲蚀或磨损造成的•一般速度较快，不仅容易形成局部穿孔泄漏，而且对设备的强度也有很大影响。•当局部壁厚减薄至一定程度时，在该处就会产生破裂和泄漏。3.3壁厚减薄3.4局部变形局部变形是指设备壳体上出现的局部凹人或凸出等现象。局部变形会使设备的可靠性降低。局部变形主要原因是结构和操作上的不合理。除上述原因外，有时局部腐蚀造成的壁厚减薄也能引起局部变形。原因3.5裂纹裂纹是指设备壳体出现的开裂现象，其危害主要是导致设备泄漏。局部变形材料缺陷水力冲击交变载荷应力集中原因氢损害应力腐蚀3.6材料的物理化学损坏在化工设备的使用过程中，有时壁面并没有明显损伤，但材料的机械强度和塑性已急剧下降，这种现象属于材料的物理化学损坏，使设备的承载能力下降，并可能引起设备的脆性破裂。3.7静电电击和火花由静电造成的灾害性事故，在化工厂主要表现为人体电击和因火花放电而引起的燃烧与爆炸。静电接地就是将管道系统，设备的外壳及其零部件等连接成一个导电整体，并与大地相导通，这是防止静电灾害的有救措施。管道法兰之间的接触电阻应小于0.03Ω，否则应在两法兰间用导线跨接。4维护与检修4.1.1塔设备的检查检查内容检查方法问题的判断或说明操作条件①察看压力表、温度计和流量表②检查设备操作记录①压力突然下降——泄漏②压力突然上升——填料阻力增加或塔板阻力增加，或设备、管道堵塞①目测观察②物料组成分析①内漏或操作条件被破坏②混入杂物、杂质防腐层、保温层目测观察对室外保温的设备附属设备目测观察①进出管阀门的连接螺栓是否松动、变形②管架、支架是否变形、松动③人孔是否腐蚀、变形、启用是否良好基础①目测观察②水平仪基础如出现下沉或裂纹，会使塔体倾斜，塔板不水平塔体①日常检查②渗透探伤③磁粉探伤④敲打检查⑤超声波斜角探伤⑥发泡剂（肥皂水、其他）检查⑦气体检测器塔体的接管出、支架处容易出现裂纹或泄漏4.1.2常见故障与处理方法序号故障现象故障原因处理方法1工作表面结垢①处理物料中含有机械杂质（如泥、砂等）②被处理物料中有结晶析出和沉淀③硬水所产生的水垢④设备结构材料被腐蚀而产生的腐蚀产物①加强管理，考虑增加过滤设备②消除结晶、水垢和腐蚀产物③采取防腐蚀措施2连接处失去密封能力①法兰连接螺栓没有拧紧②螺栓拧的过紧而产生塑性变形③由于设备在工作中发生振动，而引起螺栓松动④密封垫圈产生疲劳破坏（失去弹性）⑤垫圈受介质腐蚀而坏⑥法兰面上的衬里不平⑦焊接法兰翘曲①拧紧松动螺栓②更换变形螺栓③消除振动，拧紧松动螺栓④更换变质的垫圈⑤选择耐腐蚀垫圈换上⑥加工不平的法兰⑦更换新法兰3塔体厚度减薄设备在操作中，受到介质的腐蚀、冲蚀和摩擦减压使用；或修理腐蚀严重部分；或设备报废4.1.2常见故障与处理方法序号故障现象故障原因处理方法4塔体局部变形①塔局部腐蚀或过热使材料强度降低，而引起设备变形②开孔无补强或焊缝处的应力集中，材料的内应力超过屈服极限而发生塑性变形③受外压设备，当工作压力超过临界工作压力时，设备失稳而变形①防止局部腐蚀产生②矫正变形或切割下严重变形处，焊上补板③稳定正常操作5塔体出现裂缝①局部变形加剧②焊接的内应力③封头过渡圆弧弯曲半径太小或未经返火便弯曲④水力冲击作用⑤结构材料缺陷⑥振动与温差的影响⑦应力腐蚀裂缝修理4.1.2常见故障与处理方法序号故障现象故障原因处理方法6塔板超过稳定操作区①气相负载荷减小或增大，液相负载荷减小②塔板不水平①控制气相、液相管、出入口堰高度②调正塔板水平度7塔板上鼓泡元件脱落和腐蚀掉①安装不牢②操作条件破坏③泡罩材料不耐腐蚀①重新调正②改善操作，加强管理③选择耐腐蚀材料，更新泡罩4.1.3检修检修前的清理塔体检查塔内件的检查检查各部连接管线的变形，连接处的密封是否可靠4.2换热器的日常检查日常检查是及早发现和处理突发性故障的重要手段。检查内容：运行异声、压力、温度、流量、泄漏、介质、基础支架、保温层、振动、仪表灵敏度等等。温度温度是换热器运行中主要的控制操作指标，测定及检查换热器中各流体的进，出口温度及变化，可以分析、判断介质流量的大小及换热情况的好坏。防止温度的急剧变化压力通过对流体压力及进出口压差的测定与检查，可判断换热器内部的结垢，堵塞情况及流体流量大小或泄漏情况。操作中若发现压力骤变，除检查换热器本身问题以外，还应考虑系统内其它因素的影响。4.2换热器的日常检查泄漏换热器在运行中产生外漏是较容易发现的，对轻微的气体外漏，可以直接抹上肥皂水或发泡剂来检查，亦可借助试纸变色情况检查。内部泄漏，操作人员不易直接发现，但可从介质的温度，压力、流量、异声、振动及其它异常现象来判断振动换热器内的流体一般有较高的流速，由于流体的脉冲和横向流动都会引起基础支架的振动，如支架结构，位置不合适或螺栓的橙动、折断等均会使振动加剧。要求控制振动偏差在250kμm以下，超过此值，则需要检查处理。保温保温（保冷）层的损坏会直接影响换热器的传热效率，另外，由于保温（保冷）层一旦破损，在壳体外部就将积附水分，使壳体发生局部腐蚀，因此，发现保温（保冷）层破损应尽快修补，并且要采取措施，防止水分进入保温层内部。4.3反应釜的检查——搪玻璃反应釜搪玻璃反应釜是用含高二氧化硅的玻璃，经高温灼烧而牢固地结合于金属设备的内表面上。它具备玻璃的稳定性和金属本身强度高的优点，耐腐蚀、光滑、耐磨而且有一定的稳定性，目前已广泛地应用于化工、农药、医药、染料、食品及冶金工业等。搪玻璃反应釜的性能如下：(l)耐腐蚀性能耐各种浓度的无机酸、有机酸，有机溶剂及弱碱的腐蚀，但对氢氟酸及含氟离子的介质、温度大于180℃的浓磷酸和强碱不耐腐蚀。(2)耐热性允许在-30