1.中温变换废热锅炉及故障概况
某厂氨合成净化装置中温变换废热锅炉第一变换段（以下简称中变废锅一变段），由于U形加热管泄漏及封头管箱、上下管口出现裂纹，虽经多次修复，但故障重复出现。为保证系统安全稳定运行，重新设计更换废锅一变段芯子及封头，在系统接气开车过程中，出现封头垫片泄漏现象，被迫切气停车，影响了系统正常运行。
中变废锅一变段的工艺参数见表4-7。
表4-7 中变废锅一变段的工艺参数
图4-21为中变废锅一变段的泄漏部位。中变废锅一变段封头与管板为中压静密封，选用金属增强石墨复合板垫片。
图4-21 中变废锅一变段的泄漏部位
2.检修情况
净化装置的中变废锅一变段更换了芯子和封头。在系统接气开车过程中，中变废锅一变段发生管板法兰密封面垫片挤出、着火事故，导致系统停车。分厂组织设备人员检修，拆开中变废锅一变段封头，发现封头隔板下垂，同时测量管板直径比原直径小5mm，对管箱隔板进行处理，密封垫片进行加厚、加宽（由原有的30mm增加到50mm），更换新垫片后回装。
系统开车后，运行过程中管板法兰多次出现密封面泄漏，多次组织人员进行法兰螺栓的紧固，在法兰预紧过程中发现垫片向外移位，后来，该垫片被挤出，系统被迫停车，对废锅进行检修。
3.泄漏原因分析
经过多次检修，仍未消除泄漏。专家组一致认为应对管板进行检查，检查其是否存在焊接变形及加工误差。拆开后对管板厚度进行了选点测量，测得具体尺寸如图4-22所示，管板厚度北南方向局部剖面尺寸如图4-23所示。
图4-22 管板厚度尺寸
图4-23 管板厚度北南方向局部剖面尺寸
根据图4-22、图4-23，管板厚度最大误差为1.4mm，呈梯形，由内向外公差变小，最小误差为0.45mm。设备在装配后，由于存在密封表面不平整和波度，致使在预紧过程中，越是拧紧，垫片越是往外挤出，造成泄漏。综上所述，芯子管板密封面存在制造缺陷是造成管板法兰泄漏的主要原因。
4.管板的修复
（1）管板基本情况管板基本情况见表4-8。
表4-8 管板基本情况
（2）修复工艺根据管芯长度及直径，制作卷筒，将管束全部包住，并且后部焊接加强堵板，这样便于管芯装夹，便于进行管板密封面的加工；同时在管板外圆堆焊后将其加工到规定尺寸φ1205mm。(www.xing528.com)
1）实测管芯长度，折流板基本参数见表4-9。
表4-9 折流板基本参数
2）确定卷筒长度、厚度、直径和堵板尺寸，见表4-10。
表4-10 卷筒长度、厚度、直径和堵板尺寸
注：D≤φ+2.0。
3）堆焊管板：堆焊管板与筒体法兰连接处的密封面外径，焊接时沿密封面垂直方向的堆焊宽度为10mm，对管板外圆加工，使其管板外径加大5mm，尺寸为φ1205mm。
应在焊完后立即清理干净焊缝表面，然后进行焊缝外观检查。外观检验合格后，对所有堆焊面及其影响区进行100%着色检查，结果符合JB/T 4730.2—2005中的Ⅰ级合格。
4）组装卷筒。
卷筒整圆，误差≤1.5mm；内壁焊缝打磨至与母材平齐，误差≤0.5mm，焊接堵板；
管束装入，卷筒敞口端与管束的折流板（距离管板较近者）牢固焊接，保证管束与卷筒的同心度，误差不大于1mm；
芯子上镗床，管板钻中心孔（按照管板外圆找正）；
芯子上落地车床加工密封平面，保证管板两密封面平行，偏差在0～−0.05mm范围内，表面粗糙度Ra为3.2μm。
5.芯子及封头回装技术要点
1）在装配前，先将管箱及管板密封面打磨光洁，在芯子安装时防止垫片碰坏，螺栓抹二硫化钼。
2）在芯子密封槽处划线引至管束外圆周，在此处用样冲打出冲点做标记；同样在管箱隔板划线将位置引出，做好标记；两处标记可利于在装配时对中，管箱隔板容易进入密封分程槽。
3）在紧固螺栓时，上下左右对角拧紧定位，用卡尺测量管板间隙，找出偏差位置，将螺栓对称拧紧。
4）对壳层通1.4MPa蒸汽进行气密性试验，发现泄漏时要及时拧紧螺栓。
5）开氮气升温系统，等系统温度升高到250～300℃时，对螺栓进行热紧。
6）正常接气开车时，对设备进行预热，以免升温速度过快，造成垫片泄漏。
设备回装后，一次消除泄漏，一直运行稳定，未再发生泄漏。
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