Подготовка колонной аппаратуры к ремонту

Подготовка аппарата к ремонту состоит из следующих этапов:

1) Отключить аппарат от действующей системы (т.е. закрыть вентили, краны на трубопроводах, штуцерах приборов КИП и автоматики) и от источников питания электросетей (повесить табличку на выключатель «Не включать, работают люди»);

2) сбросить давление в аппарате до атмосферного. Освободить аппарат от продуктов (газ – на факел, жидкую фазу – в аварийную емкость или в канализацию), открыть арматуру на «воздушки». Для слива жидкости при остановке аппарата в сливных карманах тарелок предусмотрены дренажные отверстия диаметром 8-10 мм.

3) После слива продукта для удаления остатков взрывопожароопасных и токсичных веществ аппарат пропаривают и промывают водой. В некоторых случаях пропарку и промывку повторяют несколько раз;

4) промыть аппарат конденсатом водяного пара, горячей или холодной водой с последующей продувкой азотом или воздухом;

5) установить заглушки на подводящих и отводящих трубопроводах с фиксацией в специальном журнале. Толщина заглушки определяется расчетом на внутреннее давление в системе. Заглушка должна иметь выступающие указатели-хвостовики, где указаны величина условного давления Р_у и условного диаметра D_у заглушки;

6) производится вскрытие аппарата. Вскрытие вертикальных аппаратов (ректификационных колонн, абсорберов, десорберов и др., содержащих углеводороды, следует производить, строго соблюдая следующие правила. Вначале открывают верхний люк, причем перед этим в аппарат в течение некоторого времени следует подавать водяной пар, чтобы избежать возможного подсоса воздуха в аппарат, в результате которого может образоваться взрывоопасная смесь. Далее последовательно в направлении сверху в низ открывают остальные люки. Нельзя также открывать сначала нижний люк, а затем верхний люк, так как за счет разности температур происходит сильный приток воздуха в колонну, что также может привести к образованию взрывоопасной смеси при недостаточной пропарки колонны.

Для охлаждения колонны и снижения содержания в ней вредных веществ после вскрытия люков колонна некоторое время (обычно в течение 4 – 6 часов) проветривается при открытых люках за счет естественной конвекции воздуха.

7) Возможность проведения ремонтных работ в колонне устанавливают исходя из результатов лабораторного анализа проб воздуха, взятого из разных по высоте колонны мест. При достижении концентрации ниже предельно допустимых значений (предельно допустимое содержание углеводородов 300 мг/м³, сероводорода - 10 мг/м³, содержание кислорода не менее 18%)), выдается разрешение на проведение в аппарате очистных и ремонтных работ.

Если ремонтные работы связаны со сварочными работами, оформляется огневое разрешение за подписью гл. инженера и представителей газоспасательной службы и пожарной охраны.

После слива продукта для удаления остатков взрывопожароопасных и токсичных веществ аппарат пропаривают и промывают водой. В некоторых случаях пропарку и промывку повторяют несколько раз.

Для сокращения времени ремонта при пропарке и промывке аппарата снимают основную часть шпилек с люков, оставляя на каждом люке по 6-8 шпилек.

 

Технология ремонта

 

В процессе эксплуатации внутренняя поверхность корпуса аппарата и внутренние устройства загрязняются отложениями смол, кокса, продуктов коррозии. В результате коррозионно-эрозионного износа снижается толщина стенок корпуса, и повреждаются внутренние устройства.

Корпус колонны, а также внутренние устройства подвергают тщательному осмотру. При необходимости для осмотра всей поверхности корпуса, осуществления чистки и ремонта, разбирают внутренние устройства или их часть. Так как крепежные элементы тарелок (гайки, клинья) доступны только сверху, тарелки разбирают в последовательности сверху вниз. Демонтированные секции тарелок через люки извлекают наружу и с помощью крана-укосины, который крепиться к верху аппарата, опускают на землю.

Выявление дефектов корпуса осуществляется путем визуального осмотра для определения общего состояния корпуса и участков, подверженных наибольшему износу, измерение остаточной толщины корпуса с помощью ультразвуковых дефектоскопов, путем микрометрирования и контрольного просверливания отверстий, проверки на плотность сварных швов и разъемных соединений и т.д.

Для безопасного и эффективного осмотра, чистки и ремонта высоких пустотелых колонных аппаратов пользуются специальной подвесной платформой, элементы которой вводят через люк, собирают внутри аппарата и соединяют тросом с лебедкой. Платформа поднимается с помощью троса, что позволяет производить осмотр и чистку внутренней поверхности аппарата, осмотр сварных швов, ремонт внутренней поверхности.

Очистку внутренней поверхности корпуса аппарата и внутренних устройств от отложений выполняют механическим, гидромеханическим (водоструйная, пескоструйная чистка) или физико-химическими способами. Выбор способа чистки определяется природой отложений.

Механическую чистку выполняют вручную или с механическим приводом (пневматические молотки, турбинки) лопатками, скребками или щетками из цветных металлов.

При физико-химическом способе чистки на отложения воздействуют органическими углеводородными растворителями, ингибированными кислотами (соляной, сульфаминовой, лимонной, муравьиной или смесью этих кислот), щелочью, водой. При чистке деталей тарелок их погружают в ванну с растворителем или реагентом.

При комплексной очистке аппаратуры от отложений ее последовательно промывают легкими углеводородами, кислотой, водой, щелочью и снова водой, после чего производят пассивирование для предотвращения коррозии металла.

По завершении очистных работ проводят дефектацию корпуса и внутренних устройств аппарата, при необходимости осуществляют ремонт корпуса и днищ, замену дефектных деталей внутренних устройств.

Ремонт корпуса и днищ колонны заключается в устранении трещин, вмятин, свищей или коррозионно-эрозионного износа. В зависимости от вида повреждений выбирают тот или иной способ ремонта.

Заварка трещин. Осмотрев трещину, устанавливают ее размеры. На концах трещины просверливают отверстия для предотвращения ее распространения в длину. Поверхность колонны в зоне трещины тщательно зачищают с внутренней и наружной сторон. После засверловки трещину разделывают под сварку с помощью пневмомолота и зубила или специального газового резака. Несквозные трещины глубиной до 0,4 толщины листа разделывают вырубкой металла на максимальную глубину под углом 50 - 60^о. Сквозные и несквозные трещины глубиной более 0,4 толщины листа разделывают на полную толщину стенки (при толщине листа более 15 мм - под двустороннюю сварку).

Установка заплат. Сквозные трещины при значительном расхождении кромок, а также участки значительного износа, образовавшиеся в результате коррозии и эрозии, вырезают и на их место устанавливают заплаты. Размеры заплаты не должна превышать 1/3 площади листа и должны быть на 100-150 мм больше размеров поврежденного участка. Вальцовку заплат производят с радиусом кривизны на 10% меньше необходимого, т. к. при сварке заплата распрямляется. Углы заплаты должны быть скруглены с радиусом закругления не менее 50 мм. Приварку заплат выполняют встык.

Замена изношенных обечаек корпуса. При недопустимом местном или общем износе стенок корпуса аппарата заменяют его отдельные части или корпус в целом. При замене верхних изношенных поясов корпуса верхнюю часть аппарата отрезают, демонтируют и заменяют новой. Замена средних поясов корпуса значительно сложней: сначала отрезают и демонтируют верхнюю неповрежденную часть корпуса, затем - среднюю поврежденную часть, после чего поднимают заранее подготовленную новую часть корпуса и стыкуют ее с нижней неповрежденной частью. После этого устанавливают на место верхнюю, ранее демонтированную часть корпуса. Учитывая высокую сложность и трудоемкость подобных замен, часто более целесообразно проводить замену всего корпуса аппарата.

При замене обечаек корпуса и днищ аппарата руководствуются следующими требованиями:

1) все швы должны быть только стыковыми; 2) кромки свариваемых листов необходимо зачищать до чистого металла на ширину не менее 10 мм; 3) продольные швы стыкуемых обечаек, а также меридиональные швы днищ должны быть смещены один по отношению к другому на величину трехкратной толщины более толстого листа, но не менее чем на 100 мм между осями швов; 4) если разница в толщине стыкуемых листов превышает 5 мм или более 30% толщины тонкого листа, то необходимо предусмотреть плавное утонение толстого листа под углом не более 15^о; 5) ширина листов обечайки между продольными швами должна быть не менее 800 мм, а ширина замыкающей вставки - не менее 400 мм; обечайки диаметром до 500 мм выполняют с одним продольным швом; 6) совместный увод кромок (угловатость) в швах должен быть не более 10% толщины листа плюс 3 мм, но не более 5 мм; 7) смещение кромок не должно превышать в продольных швах 10% толщины тонкого листа, но не более 3 мм; в кольцевых швах при толщине листов до 20 мм - 10% плюс 1 мм, а при толщине более 20 мм - 15%, но не более 5 мм; в соединениях из биметалла - 10%, но не более 3 мм со стороны основного слоя и не более 50% толщины защитного слоя.

После сварки аппараты и их элементы подвергают термообработке в случаях, если:

1) толщина стенки корпуса S > 36 мм; 2) корпус изготовлен из хромистой, хромованадиевольфрамовой или хромомолибденовой стали или из биметалла с защитным слоем из этих сталей; 3) среда в аппарате вызывает коррозионное растрескивание металла (раствор едкого натра, едкого кали и др.); 4) днище или иные штампованные элементы из стали 09Г2С или 10Г2С1 работают при температурах от - 40 до - 70 ^оС; 5) корпуса, изготовленные из хромоникелевых аустенитных сталей (12Х18Н10Т и др.) и работающие при температурах выше 350 ^оС в средах, вызывающих межкристаллитную коррозию, необходимо подвергать стабилизирующему отжигу.

После завершения очистных работ определяют толщину стенок деталей тарелок с помощью обычного мерительного инструмента. Дефектные детали и узлы подлежат замене.

Разборные детали тарелок, вносимые внутрь колонны через люк, собирают в направлении снизу вверх; такой порядок обеспечивает большой простор работающим внутри колонны рабочим. Перед сборкой детали тарелок проверяют на соответствие их размеров проекту и техническим условиям, при необходимости правят, прогоняют резьбу болтов и шпилек, заготавливают прокладки.

Для каждого типа тарелок предусмотрены определенные допуски на прогиб секций, размеры и положение контактных элементов, а также расстояние между ними.

При сборке тарелок необходимо выдерживать требуемые допуски на горизонтальность, т. к. отклонения от горизонтальности полотен приводит к неравномерному барботажу пара по площади тарелки и снижает эффективность ее работы. Допускаемые отклонения от горизонтальности полотна для большинства тарелок составляют: Dh £ 0,001 D_в, но не более 5 мм, где D_в - внутренний диаметр аппарата. Допуск на расстояние между тарелками составляет ± 3 мм.

Горизонтальность полотен тарелок контролируется с помощью уровней (гидроуровней) и достигается изменением толщины прокладок между секциями полотна и опорными элементами тарелки(опорное кольцо, балки). В отдельных случаях тарелки проверяют на барботаж визуально. В нижнюю часть аппарата подается воздух, и колонна или ее секция заливается жидкостью. Равномерность барботажа по всей плоскости тарелки свидетельствует о горизонтальном ее положении и качественной сборке.

Дефектные люки и штуцера удаляют с помощью газовой резки. Материал для изготовления нового люка, штуцера и укрепляющего кольца должен соответствовать проекту. Сначала приваривают штуцер или люк, а затем укрепляющее кольцо. В новом кольце необходимо просверлить сигнальное отверстие и нарезать резьбу М10. Размеры укрепляющего кольца тщательно подгоняют, при этом желательно, чтобы диаметр его был больше диаметра старого, и сварка проводилась на новом месте.

В завершение ремонтных работ люки аппарата закрывают, проводят испытание на прочность и плотность. При гидравлическом испытании колонна заполняется водой при открытой воздушке, устанавливаемой в верхней части колонны. Появление воды в воздушке свидетельствует о заполнении колонны. После закрытия воздушки давление в колонне медленно повышается до контрольной величины. При этом давлении аппарат выдерживается определенное время в зависимости от толщины стенки аппарата, затем давление снижается до рабочего значения, при котором осуществляется осмотр корпуса колонны. При положительных результатах испытания восстанавливают теплоизоляцию аппарата.