44 ТЕХ
Лекція. Ремонт апаратів для
теплової обробки харчових продуктів.
План
1.
Загальні
положення.
2.
Очищення
поверхні нагрівання.
3.
Ремонт
поверхні нагрівання.
4.
Ремонт і підготовка труб.
1. Всі
переробні підприємства використовують теплові апарати для обробки харчових
продуктів.
Теплообмінник ремонтують у випадку
забруднення поверхні теплообміну і пропускання рідини.
Ремонт
теплообмінних апаратів передбачає очищення поверхні нагрівання від накипу та
інших забруднень, усунення несправностей і дефектів трубопроводів. Крім цього
ремонтують запірні пристрої та ізоляцію.
2. Очищення поверхні
нагрівання. Накип видаляють із стінок апаратів за
допомогою мінеральних та органічних речовин.
Вибір
методу очищення залежить від виду і ступеня забруднення, а також від
конструкції поверхні нагрівання (трубчаста, пластинчата). Основними із цих
методів є такі.
Хімічне очищення
виконується у разі видалення осадження міжтрубного простору. Пом'якшення осаду
на поверхні нагрівання досягається за допомогою кальцинованої і каустичної
соди. Потім накип розчиняють слабким розчином соляної кислоти.
Термічне очищення
ґрунтується на використанні різниці коефіцієнтів теплового розширення накипу і
металу. Поверхню нагрівання (звільненого від рідини апарата) спочатку
підігрівають реду- ційною перегрітою парою, потім охолоджують холодною очищеною
хімічним способом водою. Внаслідок цього частинки накипу відокремлюються від
поверхні нагрівання і видаляються вручну або промиванням. Цей метод
застосовують, якщо встановлено, що накип під час нагрівання стає твердим і
крихким.
Гідравлічне
очищення ґрунтується на здатності води за
великої швидкості (понад 50 м/с) видаляти накип. Цим способом видаляють пухкий
накип і шламоутворення.
Механічне
очищення — це видалення накипу зшкрябуванням або
вибиванням інструментом та різними пристроями.
Інструмент для механічного очищення поділяють на дві групи: для видалення м'яких осаджень, що не пошкоджує внутрішню поверхню трубок, використовують шомполи, волосяні щітки і щітки з латунного дроту, металеві йоржі, гумові кулі (рис. 9.3 а,б,в,г), та здатний пошкоджувати їх для видалення твердого накипу - жорсткі дротові щітки, механічні долота, тощо (рис. 9.3д,е,є,ж,з,и). Відцентрові шарошкові головки (рис. 9.3е) мають марковання: ГД — вказує на застосування для видалення твердого накипу; СБ — для м'якого накипу. Наступні за літерою цифри вказують, труби яких діаметрів можна нею очищати.
Очищають труби шарошками, які приводяться
в рух від електродвигуна або гідроприводу через гнучкий вал або шланг. Кожну
трубу «проходять» шарошками згори донизу і у зворотному напрямку. Під час
очищення в трубу подається вода для змивання накипу і охолодження шарошок
головки.
Під час очищення деяких конструкцій
теплообмінних апаратів з трубчастою поверхнею теплообміну доцільно
застосовувати приводи із зворотно-поступальним рухом, використовуючи тельфери
або електролебідки.
Основним недоліком механічних методів
очищення є можливість пошкодження поверхневого шару металу, що призводить до
швидкішого зношування труб. Крім того, ці методи трудомісткі і не забезпечують
повного очищення від накипу, особливо у важкодо- ступних місцях.
3.
Ремонт поверхні нагрівання. Характер ремонтних
робіт визначається конструкцією поверхні нагрівання.
Пластинчасті
апарати. У процесі
експлуатації пластинчастих охолоджувальних для пастеризації установок і
охолоджувачів найчастіше зношуються гумові прокладки ущільнювачів. Знос їх
зумовлено механічною дією під час розбирання, очищення і збирання апарата,
впливом різкого перепаду температур в секціях пастеризації і охолоджування
розсолом (крижаною водою), а також хімічною активністю розсолу. Негативно
на прокладки діють мийні розчини (каустична сода і азотна кислота), а також
неправильна експлуатація теплообмінного апарата. Знос прокладок можна виявити
за протіканням рідині між пластинами після максимального їх підтискання.
Пластинчастий теплообмінний апарат
розбирають в такому порядку. Після очищення охолоджуваного апарата від нього
від'єднують всі трубопроводи, за винятком труб, з'єднаних із станиною,
послаблюють затискні пристрої поперемінно на верхній і нижній штангах, знімають
з них накладки, відсовують натискну плиту у бік стійки розпору і розсовують
пластини. Потім, оглядаючи, вибирають пластини із зношеними прокладками і
знімають їх з апарата. Зняті пластини очищують, після чого з жолобків шабером
або ножем видаляють старі прокладки. Потім жолобок пластини знежирюють,
протираючи його тампоном, змоченим бензином.
Нові ущільнювальні прокладки
приклеюють спеціальним клеєм. Перед його нанесенням поверхню прокладок
знежирюють бензином, розчинником або ацетоном і сушать 10-15 хв. Потім на
підготовлені поверхні пластини і прокладок наносять перший рівномірний шар
клею. Після його сушки протягом 10 хв наносять другий шар. Після закінчення
сушки другого шару протягом 1-3 хв прокладки укладають в жолобки пластин і
накочують роликом. Наклеєні пластини витримують 24 год. за температури 15-20 °С
і відносної вологості повітря не більше 75%.
Пластини з прокладками розміщують в
апараті за порядком номерів згідно зі схемою їх компонування. Після цього
апарат збирають і перевіряють герметичність пластин, подаючи рідину під тиском
0,35МПа.
Найпоширеніші теплообмінники з
трубчастою поверхнею нагрівання.
Трубчасті апарати.
До цього типу теплообмінних апаратів належать трубчасті пастеризатори,
кожухотрубні конденсатори і випарники, вакуум-апарати тощо.
Основний дефект поверхонь теплообміну
трубчастих апаратів — порушення герметичності в місцях розвальцьовування труб
в трубних решітках. Порушення герметичності визначають за витоком повітря під
час його подачі під тиском 0,3МПа в міжтрубний простір апарата. Місця витоку
повітря знаходять за появою бульбашок повітря, якщо обмазати стики мильною
піною. Причинами виникнення такого дефекту може бути знос поверхні або брак, допущений
під час розвальцьовування. Якщо труба має незначну течу, то її
підвальцьовують. За зносу понад 50% первинної товщини труби замінюють. Якщо
пошкоджені одна-дві трубки, то їх видаляють, а отвори в трубних решітках
тимчасово заглушують.
Ремонт
трубчастої поверхні нагрівання включає: вилучення труб, які підлягають заміні;
підготовку нових труб і трубної решітки; встановлення і розвальцьовування
труб; випробування.
Ремонт
теплообмінників типу «труба в трубі» складається з таких операцій: огляд
поверхні нагрівання; перевірка надійності кілець; заміна прокладок; частковий
ремонт труб; випробування. Ремонт пластинчастих
теплообмінників зводиться до заміни дефектних пластин і гумових прокладок.
Огляд
поверхні нагрівання виконують після очищення апарата від накипу під час
гідравлічного, або пневматичного випробування під тиском 0,3-0,5МПа. Якщо
деякі трубки підтікають ще до досягнення пробного тиску, їх заглушують
дерев'яними пробками і продовжують випробування.
Під час опресовування апарата перевіряють стан трубної решітки,
щільність вальцьових і фланцевих з'єднань, зварних швів.
Після
гідравлічного випробування видаляють (рис. 9.4) невелику кількість трубок для
вибіркового огляду (3-5 трубок). Видалені трубки оглядають, фіксують розміщення
корозійних і ерозійних поверхонь, визначають товщину металу у найбільш
пошкодженому місці. Після обстеження зношені трубки замінюють новими.
Не можна вилучати трубки зубилом, щоб
не зіпсувати поверхню очка у трубній дошці. Кінці труб обтискають гвинтовим
пристроєм у вигляді кліщів, які не псують очок. Зусилля обтискання виникає у
випадку загвинчування гайки.
Ремонт трубних решіток зводиться до усунення тріщин електрозварюванням і підготовки очок. Для видалення бруду та мастила очки у трубній дошці промивають дихлоретаном, після чого зачищають за допомогою дриля з насадками або головкою, на яку клеєм наклеюють кардострічку або наждачне полотно. Привід головки - від механічного дриля. Після зачищення до металевого блиску очко обдувають і всі очки перевіряють.
Виправленя
очків у випадку наявності конусності та еліптичності виконують за допомогою
розсувних розверток.
Перед
установленням труб очко повинно мати чисту блискучу поверхню.
4.
Ремонт і підготовка труб. Основними дефектами
поверхонь труб нагрівання є зовнішня і внутрішня корозія, знос стінок труб
зовні, утворення свищів, тріщини у місцях розвальцьовування труб і свищі у
стиках.
Під час ремонту
на місці, на зношені зовнішні стінки труб газовим пальником виконують
наварювання. В окремих випадках, правлять погнутості, здуття і вм'ятини,
вирізають дефектні ділянки і зварюють вставки з нових труб. Погнуті
труби виправляють за допомогою скоб гвинтовим натискачем, попередньо нагрівши
трубу газовим пальником.
Невеликі здуття на кип'ятильних і екранних
трубах усувають шляхом нагрівання газовим пальником до червоного кольору з подальшим
ручним правленням врівень з трубкою. Труби з вм'ятинами виправляють
нагріванням пошкодженого місця і протягуванням за допомогою троса кулі
діаметром, трохи меншим внутрішнього діаметра труби.
Вийняті з
апарата і очищені труби за наявності невеликих поздовжніх тріщин або раковин
відновлюють газовим зварюванням.
Іноді
використовують зварні труби. Зварювання виконують газом. Для забезпечення
співвісності труб, які зварюють, використовують спеціальний пристрій.
Відрізають труби за розміром, який забезпечує необхідний вихід розвальцьованого
кінця труби з трубних дощок. Ріжуть труби ручною або привідною ножівкою чи дисковою
пилкою, контролюючи перпендикулярність кінців після нарізання. Після обрізання
знімають фаски з боку внутрішнього діаметра.
Кінці труб, що розвальцьовують,
відпалюють на довжині 150200 мм на деревному вугіллі або дровах. Латунні труби
відпалюють за 640-660 °С з охолодженням на повітрі, а з червоної міді до 620650
°С з охолодженням у воді. Безшовні стальні труби відпалюють за температури
550-600 °С, якщо товщина стінки не перевищує 2мм і за 900-950°С, якщо товщина
2,5 мм та більше. Електрозварні труби і труби із нержавіючої сталі не
відпалюють. Підготовку труб до встановлення закінчують зачищенням їх кінців,
яке виконують безпосередньо перед установленням.
Вальцювання труб здійснюють у два
етапи. Перший етап - це привальцювання, або закріплення труб перед
вальцюванням. При- вальцювання (прихватку) труб виконують кріпильним вальцюванням,
яке вставляють у трубу і обертають для роздачі труби, доки кінець труби буде
закріплений в отворі решітки. Привальцювання виконують відразу після установки
труб, вибираючи весь зазор і усуваючи можливість потрапляння між стінками труби
і отвору сторонніх тіл. Контроль кріплення труби здійснюється за відсутності
її хитання. Після контролю корпус вальцювання додатково повертають на 1-1,5
оберти.
Другий етап розвальцьовування
труб — їх остаточне заваль- цьовування і бортування після привальцювання, не
допускаючи тривалого розриву між цими операціями. У місцях з великою вологістю
повітря остаточне вальцювання і бортування привальцьо- ваних труб слід
здійснювати в день установлення труб. Розвальцьовування виконують
самоподавальною вальцівкою з бортувальними роликами так, щоб одночасно проводилося
розвальцьовування з розбортуванням труби.
Вальцювальний інструмент підбирають,
виходячи з технології вальцювання. Широко використовують гвинтову вальцівку
(рис. 9.5).
Вальцівка
складається з трьох роликів і конічного шпинделя 4. При подачі вперед шпиндель
натискає на ролики, які натискають на внутрішню частину труби. Обертаючи
шпиндель, за допомогою рукоятки, примушують ролики перекочуватися внутрішньою
поверхнею труби, поступово розтягувати її стінки і збільшувати діаметр.
Вальцювання труб виконують якомога швидше після зачищення очків і кінців труб. При цьому особливу увагу приділяють якості вальцьованого з'єднання. Якщо під час гідровипробування труба підтікає, підвальцьовувати її більше двох-трьох разів недопустимо.
Кожухотрубні
конденсатори піддають гідравлічному і пневматичному випробуванню. Гідравлічне
випробування трубного простору на міцність проводять під тиском 0,6 МПа
протягом 15 хв. Якщо на манометрі за цей час падіння тиску не спостерігається,
то апарат визнають таким, що витримав випробування.
Пневматичне випробування міжтрубного
простору кожухо- трубних апаратів на міцність і герметичність проводять
повітрям під тиском 1,8 МПа.
Під час капітального ремонту випарника з
нього знімають облицювання, теплоізоляцію, проводять гідравлічне або
пневматичне випробування міжтрубного простору. Тріщини, виявлені в зварних швах
апаратів, заварюють.
Після
ремонту апарат випробовують на герметичність, розміщують теплоізоляцію,
облицювання, кріплять її кріпильними гвинтами, приєднують трубопроводи,
вмонтовують прилади і засоби автоматизації і готують апарат до пуску.
До пуску в роботу випарники мають бути
технічно оглянуті відповідно до Правил будови і безпечної експлуатації посудин,
що працюють під тиском.
Секції панельних випарників перевіряють
на міцність і герметичність під тиском повітря 1,2 МПа.
Поверхнями теплообміну у вакуум-апаратах
є випарники і поверхневі конденсатори. Загалом ремонт поверхонь теплообміну
вакуум-апаратів аналогічний ремонту трубчастих пастеризаторів, однак має деякі
особливості. Нещільність у з'єднаннях, через які відбувається підсисання
повітря, виявляють після створення вакууму в апараті за відхиленням відкритого
полум'я (свічки або сірники), а також появі течі у разі заповнення апарату
водою.
Перед ремонтом
поверхні теплообміну, які контактують з продуктом, очищують циркуляцією
содового розчину протягом 8 год., систему промивають гарячою водою і чистять
щітками і металевими йоржами.
Сопло
термокомпресора (інжектора) очищують від накипу соляною кислотою. Під час
збирання термокомпресора дуже важливо забезпечити співвісну всіх його
елементів (сопла, дифузора) і їх початкове взаємне розташування. Розбирати
термокомпресор без особливої потреби не рекомендується.
Мідні поверхні вакуум-апаратів під час
ремонту лудять. Після ремонту вакуум-апарат збирають, перевіряють на
герметичність, регулюють і здають в експлуатацію.
Питання для самоконтролю.
1.
Методи очищення поверхні нагрівання.
2.
Як
проходить ощищення труб?
3.
Які
методи ощищення труб існують?
4.
Назвіть
інструменти для очищення труб.
5.
Ремонт
пластинчастих і трубчастих апаратів.
6.
Які
операці використовуються при ремонті теплообмінників
типу «труба в трубі»?
7.
Проведення
ремонту і підготовка труб апаратів.
8. Охарактеризувати етапи вальцювання труб.