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.