CN207123210U - 一种空冷器管束结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空冷器管束结构，主要由管板、换热管和金属覆层组成，换热管的管头分为焊接段和胀接段，换热管的管头插入管板孔内以焊接段与管板孔端部相焊接，以胀接段与管板孔内壁相胀接，金属覆层覆盖于换热管管头内壁上及管板端面上形成连续致密覆层。本实用新型可有效解决空冷器换热管入口及出口处管内腐蚀问题。
Description
技术领域
本实用新型属于石油空冷器技术领域，涉及石油化工装置中的空冷器，具体地说，涉及一种空冷器管束结构。
背景技术
石化装置空冷器为工艺流程的重要设备。随着流体温度降低到结晶点，空冷器管内NH4Cl、NH4HS等腐蚀性铵盐结晶析出，另外流体的流速大小、流态及其他腐蚀性物质也对换热管管内产生腐蚀，为防止铵盐堵塞管子和产生垢下腐蚀，普遍在空冷器前注水，稀释后的物流为强腐蚀介质，形成管内壁冲蚀和湿硫化氢或氯离子的应力腐蚀，尤其以入口1000mm范围内最为严重，对管束的损伤和设备的安全运行造成极大危害。目前，空冷器主要有以下三种措施防腐：
1)控制工艺参数，如流速、布置管线对称性、物料杂质含量、温度场、注水相态和水质等，但普遍存在参数不易控制和波动的缺点。
2)提高管束材质，根据流速和冷高分水NH4HS含量等严重程度，分别选碳钢、双相钢甚至镍基合金等材料，但采用高等级材质成本较高。
3)改善管束入口结构，由于入口处腐蚀较严重，在空冷器入口段设置内套管，套管尾部圆滑过渡，减缓管头腐蚀。该内套管结构，套管材质多为300系列不锈钢或镍基合金，套管易被腐蚀和脱落，如某炼厂检修发现空冷器内套管消失的案例。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的腐蚀较重、防腐蚀成本高的技术问题，本实用新型提供了一种空冷器管束结构，可有效解决空冷器换热管入口及出口处管内腐蚀问题。
本实用新型提供的空冷器管束结构主要由管板、换热管和金属覆层组成，换热管的管头分为焊接段和胀接段，换热管的管头插入管板孔内以焊接段与管板孔端部相焊接，以胀接段与管板孔内壁相胀接，金属覆层覆盖于换热管管头内壁上及管板端面上形成连续致密覆层。
所述的金属覆层为金属喷涂层或金属堆焊层，其目的在于解决传统空冷器管束入口或出口的内套管结构在苛刻介质环境下腐蚀或冲蚀失效问题，同时该管子入口或出口的金属覆层结构具有较高致密性、高耐磨、高耐蚀性和高强度，金属覆层加强了防腐层与基体界面附着力，有较好抗垢下腐蚀、冲蚀、各类应力腐蚀和耐磨等能力，提升设备的长周期运行。
金属覆层的厚度为0.5～3mm，金属覆层的硬度为300～1000HV10，金属覆层与基体的结合强度为210～500MPa，金属覆层的末端圆滑过渡，金属覆层需进行热处理。金属覆层的材料为铁基或镍基材料。
金属喷涂层采用热喷涂的方式形成。热喷涂用金属材料包括合金粉末和金属线材，包括铁基、镍基材料。热喷涂是利用某种热源(如激光、电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身或压缩空气以一定速度喷射到空冷器管子内表面，沉积而形成防止干铵盐、湿铵盐腐蚀的表面涂层的一种技术。
金属堆焊层是用焊接方法形成的。金属堆焊是用焊接方法(如自动堆焊、激光焊等)把金属熔化，采用特殊技术，在管径内较小空间以及管壁较薄的区域堆焊，堆焊金属包括300系列不锈钢、镍基合金、硬质合金等。堆焊的金属材料，能够适应石化空冷器高压、高流速、高Kp值以及存在各种腐蚀介质的工况。
本实用新型的金属覆层的结构可靠性好，其中的耐磨、耐蚀金属元素可根据介质腐蚀性调整，结合界面稳定，解决了高压空冷器入口或出口的管子内壁腐蚀严重问题，即使管内N、S、Cl等杂质、温度、浓度、流速等有波动，也具有稳定的防腐蚀效果，可以保证设备长周期安全运行。
附图说明
图1为本实用新型空冷器管束结构的结构示意图。
图中：1-管板，2-换热管，3-金属覆层，4-焊接段，5-胀接段，6-焊缝。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
如附图1所示，本实用新型提供的空冷器管束结构主要由管板1、换热管2和金属覆层3组成，换热管2的管头分为焊接段4和胀接段5，换热管的管头插入管板孔内以焊接段4与管板孔端部相焊接，形成焊缝6，换热管的管头以胀接段与管板孔内壁相胀接，金属覆层3覆盖于换热管管头内壁上及管板端面上形成连续致密覆层。
图1中，所述换热管2的外径为φ19～φ50mm，换热管管头焊接段4与管板孔端部的焊接采用自动焊，胀接段5与管板孔内壁的胀接采用柔性胀接。
在管板1端面和每根换热管2入口或出口内壁处，分别喷涂或堆焊约500mm长度的金属覆层，金属覆层为铁基或镍基材料，金属覆层厚度约0.5～3mm，金属覆层的硬度不小于300HV10，金属覆层与基体的结合强度不小于210MPa，金属覆层的末端圆滑过渡，经热处理。
Claims (4)
1.一种空冷器管束结构，其特征在于：主要由管板、换热管和金属覆层组成；换热管的管头分为焊接段和胀接段，换热管的管头插入管板孔内以焊接段与管板孔端部相焊接，以胀接段与管板孔内壁相胀接，金属覆层覆盖于换热管管头内壁上及管板端面上形成连续致密覆层。
2.根据权利要求1所述的空冷器管束结构，其特征在于：所述的金属覆层为金属喷涂层或金属堆焊层。
3.根据权利要求1所述的空冷器管束结构，其特征在于：所述的金属覆层的材料为铁基或镍基材料。
4.根据权利要求1所述的空冷器管束结构，其特征在于：所述的金属覆层的厚度为0.5～3mm，金属覆层的硬度为300～1000HV10，金属覆层与基体的结合强度为210～500MPa。
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| CN201721001059.8U CN207123210U (zh) | 2017-08-11 | 2017-08-11 | 一种空冷器管束结构 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108920807A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-30 | 广东石油化工学院 | 加氢装置高压空冷器系统流动防腐蚀建模方法 |
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2017
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| CN108920807A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-30 | 广东石油化工学院 | 加氢装置高压空冷器系统流动防腐蚀建模方法 |
| CN108920807B (zh) * | 2018-06-27 | 2023-12-12 | 广东石油化工学院 | 加氢装置高压空冷器系统流动防腐蚀建模方法 |
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