Prosedur Pemeliharaan dan Perbaikan Penukar Panas Grafit

Dalam unit sintesis klor-alkali dan hidrogen klorida, penukar panas grafit digunakan untuk mendinginkan asam klorida, mendinginkan gas klorin basah, dan memulihkan panas dari pengenceran asam sulfat; media yang terlibat biasanya adalah asam kuat bersuhu tinggi. Pada penukar panas grafit tipe blok-lubang, saluran yang saling berpotongan dibor ke dalam blok grafit padat, sedangkan penukar panas grafit tipe cangkang-dan-tabung terdiri dari bundel tabung yang terbuat dari tabung grafit dan lembaran tabung. Logika pemeliharaan untuk kedua jenis struktur tersebut berkisar pada pembongkaran, pembersihan, inspeksi, perbaikan, perakitan kembali, dan pengujian tekanan, meskipun langkah-langkah operasional spesifiknya berbeda. Perbaikan menyeluruh penukar panas grafit bukanlah sekadar proses pembersihan sederhana; melainkan, ini adalah prosedur komprehensif yang mencakup pengukuran ulang dimensi, evaluasi penyumbatan tabung, dan perbaikan permukaan penyegelan—yang merupakan inti dari perbaikan penukar panas grafit. Catatan aktual dari pabrik klor-alkali Eropa menunjukkan bahwa interval perbaikan untuk penukar panas grafit biasanya 2,5 hingga 4 tahun, tergantung pada suhu anolit dalam sel elektrolisis dan jumlah kabut asam yang terbawa. Saat memilih produsen elektroliser , penting untuk mengklarifikasi suhu gas klorin keluaran, kandungan kabut asam, dan kandungan garam dalam larutan kaustik pada beban penuh. Parameter-parameter ini secara langsung menentukan apakah penukar panas grafit memerlukan perbaikan total setiap 3 atau 5 tahun. Meskipun ada sedikit perbedaan dalam beban desain sel elektrolisis Jepang dan Jerman, saluran blok grafit lebih cepat berkorosi di pabrik dengan kontrol kabut asam yang buruk; oleh karena itu, gambar pabrikan asli harus diverifikasi sebelum setiap perbaikan penukar panas grafit.

Prosedur Perawatan untuk Penukar Panas Grafit Tipe Blok dan Tipe Shell-and-Tube

Perbaikan besar pada penukar panas grafit tipe blok dimulai dengan pembongkaran blok grafit. Pertama, lepaskan kepala atas dan bawah, kemudian kendurkan baut sambungan cangkang untuk menarik atau mendorong cangkang baja dari blok grafit sebagai satu unit, dan angkat blok grafit ke area perawatan. Untuk pembersihan, prioritaskan penyemprotan air bertekanan tinggi pada saluran proses dan pendinginan; untuk kerak yang membandel, gunakan pencucian asam, tetapi kendalikan konsentrasi dan suhu asam dengan ketat. Setelah pembersihan, lakukan inspeksi visual, pengujian penetran pewarna, dan pengujian ultrasonik, dengan fokus pada retakan dan penetrasi di persimpangan saluran. Saluran individual yang rusak tidak dapat diganti secara terpisah; sebagai gantinya, lakukan penyumbatan saluran pada sejumlah kecil saluran menggunakan dempul grafit tahan asam dan sumbat grafit. Jika retakan memengaruhi seluruh blok penahan tekanan atau jika proporsi saluran yang tersumbat melebihi spesifikasi pabrikan, lanjutkan langsung dengan penggantian blok lengkap. Permukaan penyegelan diratakan, dan gasket blok grafit ke cangkang diganti.

Selama perakitan kembali, komponen dikencangkan dalam urutan terbalik dari pembongkaran, diikuti oleh uji hidrostatik dan kedap udara—ini merupakan proses loop tertutup lengkap yang diperlukan untuk perbaikan penukar panas grafit yang komprehensif. Perbaikan besar penukar panas grafit tipe shell-and-tube dimulai dengan penarikan bundel grafit. Setelah melepas kepala, gunakan peralatan pengangkat khusus atau mesin penarik inti untuk secara perlahan mengeluarkan seluruh bundel tabung grafit dari cangkang. Karena kerapuhan tabung grafit yang tinggi, tabung tersebut tidak boleh dicungkil secara bertahap. Setelah menyelesaikan penarikan bundel grafit, gaya penarikan harus dicatat; jika gaya tersebut異常 tinggi, ini menunjukkan adanya kerak di cangkang atau sekat yang macet. Setelah penarikan, lakukan penyemprotan air bertekanan tinggi pada bundel grafit baik di bagian dalam maupun luar tabung, dan bersihkan sisi cangkang secara terpisah.

Selama inspeksi, lakukan pengukuran ketebalan dinding, pengujian penetrasi pewarna, dan pengujian arus eddy pada setiap tabung grafit secara individual. Gunakan uji lewat bola untuk menentukan penyumbatan. Jika memungkinkan, lakukan penyumbatan tabung grafit pada tabung yang rusak dengan menekan sumbat grafit berbentuk kerucut ke ujung tabung; jika terdapat beberapa tabung yang rusak atau permukaan penyegelan lembaran tabung rusak, lanjutkan langsung dengan penggantian bundel grafit, yang lebih andal daripada mengganti tabung satu per satu. Fokus perbaikan segel lembaran tabung adalah pada segel tabung grafit ke lembaran tabung, menggunakan perekat yang direkomendasikan pabrikan atau cincin penyegelan grafit terkompresi.

Selama pemasangan kembali, bundel grafit harus dimasukkan kembali ke dalam cangkang secara perlahan untuk menghindari benturan pada sekat. Terakhir, pengujian tekanan untuk perbaikan penukar panas grafit pada kedua jenis peralatan harus dilakukan sesuai dengan standar yang sama; persyaratan tidak boleh diturunkan hanya karena penukar panas shell-and-tube memiliki lebih sedikit titik kebocoran potensial, jika tidak, perbaikan penukar panas grafit kemungkinan akan memerlukan pengerjaan ulang.

Tabel Ringkasan Perbandingan untuk Dua Jenis Penukar Panas Grafit

Tabel berikut mencantumkan terminologi untuk prosedur perawatan yang sama pada kedua jenis struktur secara berdampingan untuk memfasilitasi rujukan silang antara perintah kerja di lokasi dan dokumentasi berbahasa Inggris. Sumber kebingungan yang paling umum dalam "Perbaikan Penukar Panas Grafit" adalah penggunaan istilah yang saling menggantikan untuk konfigurasi "blok-dan-lubang" dan "cangkang-dan-tabung", yang menyebabkan pemesanan suku cadang yang salah. Di lokasi, "Pembongkaran Penukar Panas Blok Grafit" seringkali hanya disebut sebagai "pengangkatan blok," dan "Penarikan Bundel Grafit" disebut "ekstraksi inti"; namun, setiap perintah kerja perbaikan penukar panas grafit harus menggunakan terminologi bahasa Inggris lengkap.

Tindakan Pencegahan Umum untuk Perbaikan Penukar Panas Grafit

Baik tipe blok-dan-lubang maupun tipe cangkang-dan-tabung, risiko terbesar selama perbaikan penukar panas grafit adalah beban kejut dan tegangan lokal. Grafit tahan terhadap kompresi tetapi tidak terhadap tegangan; oleh karena itu, tali pengangkat nilon lebar atau penyangga khusus harus digunakan untuk pengangkatan, dan sangat dilarang untuk mengamankan badan grafit secara langsung dengan tali kawat baja. Pemilihan bahan penyegel lebih penting daripada yang mungkin dibayangkan; di lingkungan yang melibatkan asam klorida atau klorin basah, elastomer terfluorinasi atau gasket komposit grafit fleksibel harus digunakan—gasket karet biasa tidak dapat digunakan sebagai pengganti. Pengujian hidrostatik harus dilakukan pada tekanan 1,3 hingga 1,5 kali tekanan desain asli. Tekanan harus dinaikkan secara perlahan, dan tekanan harus dipertahankan selama minimal 30 menit. Air hasil desalinasi atau air rendah klorin harus digunakan untuk pengujian.

Dokumen teknis Euro Chlor menunjukkan bahwa siklus perbaikan untuk penukar panas grafit yang digunakan dalam pendinginan gas klorin basah harus dinilai berdasarkan kandungan kabut asam dan konsentrasi klorin bebas, bukan hanya berdasarkan jam operasi. Baik manual perawatan Mersen maupun SGL menyebutkan bahwa uji kedap gas setelah perbaikan penukar panas grafit lebih penting daripada uji hidrostatik; mereka merekomendasikan untuk terlebih dahulu memeriksa kebocoran mikro menggunakan nitrogen pada tekanan rendah 0,2 MPa sebelum meningkatkan tekanan ke tekanan uji. Saat melakukan perbaikan penukar panas grafit, lapisan anti-korosi pada dinding bagian dalam cangkang dan anoda korban juga harus diperiksa, karena korosi sisi cangkang seringkali terabaikan. Baut flensa harus dikencangkan secara simetris dalam tiga tahap sesuai dengan spesifikasi pabrikan; pengencangan yang berlebihan dapat menyebabkan flensa grafit retak. Pengalaman lapangan menunjukkan bahwa penyebab paling umum kegagalan perbaikan adalah kerusakan pada tabung grafit yang disebabkan oleh pengungkitan selama pelepasan inti, pemilihan gasket yang salah, dan sisa air yang tidak sepenuhnya dikeringkan setelah pengujian tekanan, yang menyebabkan keretakan akibat pembekuan di musim dingin. Saat memilih produsen sel elektrolitik, prioritaskan produsen yang dapat memberikan batasan operasional lengkap untuk penukar panas grafit dan interval perbaikan yang direkomendasikan; hindari perwakilan penjualan yang hanya memberikan data konsumsi daya dan mengabaikan masalah yang terkait dengan kabut asam dan kerak.

Prosedur Perawatan Terperinci untuk Penukar Panas Grafit

Setiap langkah berikut merupakan tindakan terkontrol dalam proses Perbaikan Penukar Grafit dan tidak boleh dilewati. Tabel di bawah ini mencantumkan istilah-istilah bahasa Inggris utama untuk tipe blok-dan-lubang dan cangkang-dan-tabung secara berdampingan, sehingga memudahkan penggunaan langsung saat membuat perintah kerja dan permintaan suku cadang. (Untuk suku cadang yang diganti, Anda dapat menghubungi pendaur ulang logam mulia untuk menguji kandungan logam mulianya.)

Sebelum memulai Fase 0 dari Perbaikan Penukar Panas Grafit, izin kerja harus diperoleh dan prosedur penguncian/penandaan harus diterapkan. Setelah menurunkan tekanan sistem, tiriskan media dan bersihkan dengan nitrogen hingga uji deteksi gas yang mudah terbakar dan beracun lolos. Saat melakukan Perbaikan Penukar Panas Grafit, Fase 1 melibatkan pembongkaran struktur: untuk unit tipe blok dan lubang, pertama-tama lepaskan tutup ujungnya, kemudian dorong keluar cangkangnya, dan angkat keluar blok grafit; Kunci untuk Pembongkaran Penukar Panas Blok Grafit adalah mencatat ketebalan gasket asli dan posisi relatif cangkang dan blok grafit; jika tidak, ketidaksejajaran dapat terjadi selama perakitan kembali. Untuk Penarikan Bundel Grafit tipe cangkang dan tabung, bundel tabung harus diperiksa untuk memastikan adhesi ke cangkang sebelum menarik inti; jika perlu, rendam dalam air atau gunakan pemanasan uap untuk melonggarkannya. Pembersihan Tahap 2 menggunakan semburan air bertekanan tinggi, dengan tekanan biasanya dikontrol antara 500 dan 800 bar; nosel baja tidak boleh digunakan di saluran grafit. Inspeksi Tahap 3 harus mencakup pengukuran dimensi dan deteksi retakan permukaan; untuk tipe shell-and-tube, setiap tabung grafit harus diberi nomor. Selama tahap perbaikan pada perombakan penukar panas grafit, keputusan bergantung pada jumlah kebocoran dan risiko menahan tekanan; untuk tipe block-and-hole, jika lebih dari 5% saluran tersumbat atau retakan meluas ke beberapa lubang, seluruh unit harus diganti; untuk tipe shell-and-tube, jika lebih dari 10% tabung tersumbat atau permukaan penyegelan lembaran tabung rusak, seluruh bundel tabung harus diganti. Selama Tahap 5 (perakitan ulang), kekhawatiran terbesar adalah kontak keras antara blok grafit atau bundel tabung dan cangkang; batang pemandu posisi harus digunakan. Selama Tahap 6 dari perombakan penukar panas grafit, pengujian tekanan harus dilakukan secara terpisah untuk hidrostatik dan kedap udara; pengujian kedap udara saja tidak dapat menggantikan pengujian hidrostatik.

Setelah menyelesaikan perbaikan penukar panas grafit, perbarui catatan perawatan dan arsipkan lokasi penyumbatan tabung, nomor seri suku cadang yang diganti, dan kurva uji tekanan. Keberhasilan perbaikan penukar panas grafit pada akhirnya ditentukan bukan oleh seberapa bersih permukaan peralatan tersebut, tetapi oleh tidak adanya kebocoran di semua titik penyegelan dalam waktu 48 jam setelah pemanasan dan oleh penurunan tekanan yang tetap berada dalam kisaran desain. Setelah menyelesaikan perbaikan penukar panas grafit, perbarui catatan perawatan dan arsipkan lokasi tabung yang tersumbat, nomor seri suku cadang yang diganti, dan kurva uji tekanan. Keberhasilan perbaikan penukar panas grafit pada akhirnya ditentukan bukan oleh seberapa bersih permukaan peralatan tersebut, tetapi oleh apakah semua titik penyegelan tetap bebas kebocoran selama 48 jam setelah pemanasan dan apakah penurunan tekanan tetap berada dalam kisaran desain. Saat memilih produsen sel elektrolitik, saya mengharuskan mereka untuk memberikan catatan perbaikan penukar panas grafit dari instalasi serupa di Eropa atau Amerika Utara yang telah beroperasi terus menerus selama setidaknya tiga tahun. Saya memberikan perhatian khusus pada efisiensi alat pembersih kabut asam dan perubahan keasaman anolit, karena indikator-indikator ini mengungkapkan apakah sel elektrolitik kompatibel dengan peralatan hilir—dan ini adalah faktor mendasar dalam memperpanjang siklus perbaikan penukar panas grafit.