緒 論

化工生產是以流程性物料（氣體、液體、粉體）為原料，以化學處理和物理處理為手段，以獲得設計規定的產品為目的的工業生產?；どa過程與化工機械裝備密切相關?；C械是化工生產得以進行的外部條件。如介質的化學反應，由反應器提供符合反應條件要求的空間；質量傳遞通常在塔設備中完成；熱量傳遞一般在換熱器中進行；能量轉換由泵、壓縮機等裝置承擔。近年來，隨著化工機械技術的發展和進步，促進了新工藝的誕生和實施，促進了化工工藝過程的發展。

化工機械通?？煞譃榛ぴO備和化工機器兩大類?；ぴO備指靜設備，如塔器、換熱器、各類儲罐等；化工機器指動設備，如各種泵、壓縮機等。這些機械在使用中的狀態，直接影響到化工生產能否順利進行，因此，機械設備的安裝與維護保養工作就顯得尤為重要。本書主要介紹化工設備的維護與維修。

一、化工生產的特點

與其他工業生產相比，化工生產具有其自身的特點。

1.生產連續性強

由于化工生產所處理的大多是氣體、液體和粉體，便于輸送和控制，處理過程如傳質、傳熱、化學反應可連續進行，生產過程大都在管道和容器內連續進行，因此化工生產過程一般采用連續的工藝流程。

2.生產條件苛刻

①易燃、易爆和有毒、有腐蝕性的物質多。我國經常使用和生產的化工物品（包括產品、原材料和中間產物）大約有兩萬多種，其中70%以上的化學物品屬于易燃、易爆、有毒和有腐蝕性的化學危險品，這些介質一旦泄漏，就會造成環境的污染，甚至發生火災、爆炸、中毒或燒（灼）傷等事故。

②高溫、高壓、低溫、負壓的設備多。根據不同的工藝條件要求，介質的溫度和壓力各不相同。介質的溫度從深冷到高溫，壓力從真空到數百兆帕。多數化工生產過程都離不開高溫、高壓、低溫、負壓等，所使用的設備50%以上屬于壓力容器。

③工藝復雜、操作要求嚴格?；どa過程按作用原理可分為質量傳遞、熱量傳遞、能量傳遞和化學反應等若干類型，同一類型中的功能原理也多種多樣，所使用化工設備的用途、操作條件、結構形式也千差萬別。此外，化工產品的生產還具有工序繁多、連續性強的特點，每個工序或操作單元包含有許多特殊要求的設備和儀表，對操作的要求十分嚴格，在操作上微小的失誤，就有可能導致不幸事故的發生。

④“三廢”多、污染嚴重。化工生產的過程總是伴隨著廢氣、廢水、固體廢物的不斷產生，如果處理不及時，或者沒有進行處理，不但對環境造成污染，也存在許多潛在的不安全因素，會危害人體健康或引起中毒、著火、爆炸等災害性事故。

⑤生產的技術含量高?，F代化工生產既包含了先進的生產工藝，又需要先進的生產設備，還離不開先進的控制與檢測手段。因此，生產技術含量要求高。并呈現出學科綜合，專業復合，化、機、電一體化的發展態勢。

二、化工生產對化工設備的基本要求

1.安全性能要求

（1）足夠的強度　材料強度是指載荷作用下材料抵抗永久變形和斷裂的能力。屈服點和抗拉強度是鋼材常用的強度指標?；ぴO備是由材料制造而成的，其安全性與材料的強度緊密相關。在相同的設計條件下，提高材料強度，可以增大許用應力，減薄化工設備的壁厚，減輕重量、便于制造、運輸和安裝，從而降低成本，提高綜合經濟性。對于大型化工設備，采用高強度材料的效果尤為顯著。

（2）良好的韌性　韌性是指材料斷裂前吸收變形能量的能力。由于原材料制造（特別是焊接）和使用（如疲勞、應力腐蝕）等方面的原因，化工設備的構件常帶有各種各樣的缺陷，如裂紋、氣孔、夾渣等。如果材料的韌性差，就可能因其本身的缺陷或在波動載荷作用下發生脆性破斷。

（3）足夠的剛度和抗失穩能力　剛度是化工設備在載荷作用下保持原有形狀的能力。剛度不足是化工設備過度變形的主要原因之一。例如，螺栓、法蘭和墊片組成的連接結構，若法蘭因剛度不足而發生過度變形，將導致密封失效而泄漏。

（4）良好的抗腐蝕性　過程設備的介質往往是腐蝕性強的酸、堿、鹽。材料被腐蝕后，不僅會導致壁厚減薄，而且有可能導致組織和性能的改變。因此，材料必須具有較強的耐腐蝕性能。

（5）可靠的密封性　密封性是指化工設備防止介質泄漏的能力。由于化工生產中的介質往往具有危害性，若發生泄漏不僅有可能造成環境污染，還可能引起中毒、燃燒和爆炸。因此密封的可靠性是化工設備安全運行的必要條件。

2.工藝性能要求

（1）達到工藝指標　化工設備都有一定的工藝指標要求，以滿足生產的需要。如儲罐的儲存量、換熱器的傳熱量、反應器的反應速率、塔設備的傳質效率等。工藝指標達不到要求，將影響整個過程的生產效率，造成經濟損失。

（2）生產效率高、消耗低　化工設備的生產效率用單位時間內單位體積（或面積）所完成的生產任務來衡量。如換熱器在單位時間單位傳熱面積的傳熱量、反應器在單位時間單位容積的產品數量等。消耗是指生產單位質量或體積產品所需要的資源（如原料、燃料、電能等）。設計時應從工藝、結構等方面來考慮提高化工設備的生產效率和降低消耗。

3.使用性能要求

（1）結構合理、制造簡單　化工設備的結構要緊湊、設計要合理、材料利用率要高。制造方法要有利于實現機械化、自動化。有利于成批生產，以降低生產成本。

（2）運輸與安裝要方便　化工設備一般由機械制造廠生產，再運至使用單位安裝。對于中小型設備運輸安裝一般比較方便，但對于大型設備，應考慮運輸的可行性，如運載工具的能力、空間大小、碼頭深度、橋梁與路面的承載能力、吊裝設備的噸位等。對于特大型設備或有特殊要求的設備，則應考慮采用現場組裝的條件和方法。

（3）操作、控制、維護簡便　化工設備的操作程序和方法要簡單，最好能設有防止錯誤操作的報警裝置。設備上要有測量、報警和調節裝置，能檢測流量、溫度、壓力、濃度、液位等狀態參數，當操作過程中出現超溫、超壓和其他異常情況時，能發出警報信號，并可對操作狀態進行調節。

4.經濟性能要求

在滿足安全性、工業性、使用性的前提下，應盡量減少化工設備的基建投資和日常維護、操作費用，并使設備在使用期內安全運行，以獲得較好的經濟效益。

三、化工設備維護與檢修工作內容

化工設備維修工作是化工生產中的一項很重要的工作，在化工企業中占有十分重要的地位。由于化工生產過程的連續性，化工設備需要按工藝流程依次相連，其操作條件從高溫到低溫，從高壓到高真空，工作范圍很廣，所處理的物料又多具有易燃、易爆、有毒等特點。因而化工設備一旦發生故障，不但會造成整個生產系統停產，而且會引起著火、爆炸、中毒、灼傷等事故，設備事故會給生產帶來重大經濟損失。做好化工設備的維護檢修工作，提高化工設備的使用可靠性，在經濟上和安全上都是極為重要的。

對化工設備進行經常性的維護、檢查和修理，是為了防患于未然，使化工設備處于良好的狀態，使化工生產能持續、穩產高產、安全地進行下去。

1.化工設備連續運行中的維護與檢查

此項工作又稱為日常保養，它是維護檢修技術的重要組成部分。從經濟效果來看，化工生產裝置應盡可能做到長周期連續運轉，即便是需要停車檢修，也應做到合理和按計劃進行。對運行中的化工設備進行維護與檢查，目的在于延長設備的使用壽命，及早發現影響設備性能的因素和可能出現的缺陷或故障，并采取適當措施，盡量避免因事故造成的非計劃停車，使設備經常處于完好狀態，做到長周期連續安全運行。此外，做好運行中的維護與檢查，還能為停車檢修提供依據，使檢修工作迅速，縮短停車時間。

在連續運行中對化工設備進行檢查，通常又可分為防止性檢查和預測性檢查兩種。防止性檢查主要是靠人的五官感覺，隨時觀察設備運行情況，目的是及早發現運行中的異?，F象。預測性檢查主要是指有計劃地對設備進行定點壁厚測定、檢查污垢堆集情況和表面腐蝕情況，以及進行缺陷探傷等工作，其目的是對設備的優劣及發展傾向作出判斷，并找出合理的修理周期，必要時需進行不停車的應急修補工作。

2.運行中的物理、化學監控

運行中的物理、化學監控是指對設備運行中的各項工藝指標所進行的控制。應嚴格遵守操作規程中的壓力、溫度、流量、物料成分、pH值、電導率以及冷卻水的質量等所允許的范圍操作。若工藝指標控制不當，常使設備過早出現缺陷或故障。

運行中的物理、化學監控主要由設備操作人員進行，為做好此項工作，要求操作人員能通過五感和儀表（必要時須依靠化工分析），隨時掌握和調整工藝指標，并填寫操作記錄，而且還要熟悉設備的結構、性能等等。其目的在于大致判斷出設備可能存在的缺陷，以便為進一步檢查提供依據。例如設備運行中存在的泄漏、污物堵塞、水垢堆積、冷凝水排放不暢等缺陷，在壓力、溫度、流量、物料成分等工藝指標方面均會有所反映。

化工設備運行中經常性檢查的項目見表0-1。

3.停車后的檢查和修理

由于化工設備運行中檢查尚有一定局限性，對設備的某些檢查仍需在停車后進行。而且運行中檢查所發現的問題，有時還需通過停車、拆卸和進一步檢查來證實，故停車后的檢查被作為判斷故障的最后手段。停車檢修，其根本目的在于用最短的時間，判斷并消除設備存在的缺陷或故障，恢復設備的生產能力和效率。

4.化工機械的檢修制度

化工行業中化工機械的檢修制度（即對化工機器和設備進行檢查和修理的制度）與其他行業不同?；ば袠I目前普遍實行的是預防檢修（簡稱PM，預檢修）制度。即化工機器和設備是按照預先制定好的計劃來進行檢查和修理的。每一臺（類）化工機器的正常運轉周期是固定的、是人為地根據估算和經驗制定出來的。預檢修制度中，針對各種不同的機器和設備，制定出它們各自的檢修間隔期、檢修工期和檢修類別。

（1）檢修類別　對于化工機械，按其檢修規模，大致可將檢修類別分為小修、中修、大修和搶修。檢修類別不同，其檢修內容也不同。

①小修。小修是檢查性修理，其內容較少，主要是對機器或設備進行檢查、維護和保養。清洗、更換和修復少量容易磨損、松動、銹蝕的零部件或部位，檢查疏通潤滑油系統，更換密封填料。對機器或設備的外圍零件進行較簡單的修理或更換。

②中修。中修是對機器或設備的內、外部零件進行比較詳細的檢查、修理或更換的過程。對設備主要部件及設備主件，進行檢查和局部修理，并更換不能使用到下一個檢修周期的零部件；對機器或設備進行中修時，往往也包含小修的內容。

③大修。大修是對機器或設備的所有零部件進行檢查、測量、判斷、修理與更換的過程。對單機設備進行恢復性的修理，應嚴格執行大修方案，大修后一般應達到完好標準；定型設備全部拆卸和更新主要部件，其修理費占設備原值的40%～70%，超過70%的則應列入更新計劃，即予以報廢。除此之外，還包含對機器或設備的附屬設備、電器儀表、輔助裝置、潤滑裝置、管道閥門、機座和混凝土基礎等的修理內容，最后還要對機器或設備進行防腐涂漆。大修是對機器或設備進行的全面的、徹底性的修理。檢修內容是按照機器或設備的檢修規程制定出來的。

④搶修。搶修是針對正常生產中出現的設備問題進行恢復性修理，強調時效性；其內容可能包括小、中、大修的部分或全部內容。

（2）檢修間隔期　檢修間隔期也叫正常運轉周期，它是指一臺機器相鄰兩次檢修工作之間時間間隔的長短。同一臺（類）機器或設備的檢修間隔期是相同的，不同的機器有不同的檢修間隔期。一般情況下，檢修間隔時間的終止，就是這臺機器應該進行檢修的時間。檢修間隔期有長有短。即使同一臺機器，其檢修間隔期的長短，也不盡相同，它與檢修類別有直接的關系。通常情況下，化工機器檢修間隔期的規定如表0-2所示。

檢修間隔期是一個嚴格的時間概念。當某一臺機器只要運行時間達到了檢修間隔期，則不論這臺機器是正在運行，或者已經停產，也不論是完好無損，或者是已經有所損傷，一律都要按計劃進行停車檢修。

需要說明的是，一般當年進行過大修就不進行中修，當月進行過大、中修，就不進行小修，隔三個月后再進行小修。

（3）檢修工期　檢修工期（也稱修理時間）是化工檢修鉗工對化工機器和設備進行檢查、維護、修理時，所需要的實際工時。檢修工期過長，會貽誤化工生產，甚至使化工生產不能持續進行。因而，在保證維修質量的前提下，應盡量縮短檢修工期，使修復的化工機器能盡快地用于化工生產。通常情況下，化工機器的檢修工期如表0-3所示。

四、化工設備安裝的基本工序

各種不同類型的設備千差萬別，其安裝方式雖然很多，但安裝過程卻有共同之處。一般安裝過程可分為以下幾個工序：