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      蒸壓釜安裝使用維修技術(shù)

      2015-12-25 08:30:34劉威葉劍文王日永
      機械工程師 2015年3期
      關(guān)鍵詞:釜內(nèi)蒸壓冷凝水

      劉威, 葉劍文, 王日永

      (廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院,廣州511300)

      0 引言

      蒸壓釜廣泛應用于硅酸鹽建材工業(yè),是屬快開門壓力容器的一種,大多采用齒嚙式結(jié)構(gòu)型式,而且是一種大型的、有爆炸危險的壓力容器。近幾年來,由于安裝、使用、維護等原因造成多起事故,給企業(yè)帶來重大安全隱患。

      根據(jù)本人多年從事蒸壓釜安裝監(jiān)檢及定期檢驗工作的經(jīng)驗,對正確安裝、使用、維護蒸壓釜中常見的缺陷及處理技術(shù)作簡單介紹。

      1 蒸壓釜的工況

      蒸壓釜工作條件差,一是指空氣的問題;二是指冷凝水和料渣的問題,后者為主要問題。蒸壓釜內(nèi)有空氣存在時,則送入的蒸汽變成了蒸汽和空氣的混合物,這時壓力表上反映的壓力是空氣與蒸汽壓力之和,這樣使釜內(nèi)蒸汽壓力低于所要求的蒸汽壓力,使養(yǎng)護溫度達不到要求,從而影響加氣混凝土制品和硅酸鹽磚的強度。所以必須在升溫之前徹底排除釜內(nèi)空氣。排除的方法有2種:一種是用真空泵抽吸;另一種是將蒸汽由上部進汽,下部排氣,以蒸汽壓出空氣。前者效果較好,但后者對小型灰磚廠較為實際。

      下面詳細介紹一下蒸壓釜工作時冷凝水排放的規(guī)律和引起的溫差應力對釜體的危害。

      蒸壓釜在通過蒸汽升壓、恒壓和降壓各階段,80%以上的飽和蒸汽將在釜內(nèi)變成冷凝水。而85%的冷凝水又是在升壓階段約2 h內(nèi)析出來的,其余15%以后析出。

      冷凝水在釜內(nèi)有2個破壞作用:一是冷凝水積聚在釜內(nèi),會使與之接觸的釜內(nèi)鋼板產(chǎn)生嚴重的電化學和化學腐蝕;二是使釜體上下產(chǎn)生溫度差,即釜內(nèi)頂部溫度為其壓力下的飽和蒸汽溫度,而有冷凝水的釜底遠遠低于這個溫度,這兩個溫度之差不僅會使釜內(nèi)溫度不均勻從而影響磚的強度不一致,而且會使釜體上拱變形導致釜壁產(chǎn)生巨大的溫差應力。蒸壓釜在中間支座附近可以上拱達H=60 mm,甚至更大。

      這種“香蕉形”使釜底表面產(chǎn)生很大的拉應力。長期反復作用,就會出現(xiàn)圖1所示的那樣在環(huán)向焊縫的兩側(cè)熱影響區(qū)出現(xiàn)小的裂紋,有腐蝕作用的料渣和冷凝水向小裂紋浸蝕加劇了釜底的破壞。久而久之延續(xù)下去,會嚴重危及蒸壓釜的使用壽命和安全運行,甚至在蒸壓釜運行還不到一個檢查周期時就會發(fā)生破壞,所以必須隨時徹底排除釜內(nèi)冷凝水。

      圖1

      2 蒸壓釜定期檢驗

      在定期檢驗中發(fā)現(xiàn),安裝時把中間固定支座與釜體焊死的蒸壓釜,普遍出現(xiàn)以下問題。

      1)活動支座與釜體的聯(lián)接部位易產(chǎn)生裂紋。蒸壓釜釜體較長,有多個支座,每臺蒸壓釜有一個固定支座和若干個活動支座。一般固定支座設(shè)在釜體釜體中部,其余兩邊均為活動支座。蒸壓釜工作中,釜體會在加壓升溫過程中膨脹并向兩端伸長,在降壓降溫過程中向中央收縮。為了保證蒸壓釜在工作中自由膨脹,并減少附加應力,只允許有一個支座固定,其余支座活動并隨釜體在其軸向自由移動。但實際工作中,往往由于基礎(chǔ)質(zhì)量和滾杠支承面的清潔程度,不能保證滾杠在其支承面上自由滾動,造成支座滾杠護板拉裂、與滾杠護板脫離甚至釜體與支座連接處開裂,嚴重時會造成支座滾杠與支座地板脫離,造成支承失效,給釜體造成極大的附加應力。

      2)蒸壓釜固定支座與釜體因聯(lián)接不當易產(chǎn)生裂紋。蒸壓釜為多支座設(shè)備(一個固定支座,其余為活動支座),支座受力復雜,固定支座與釜體因聯(lián)接不當聯(lián)接處易產(chǎn)生裂紋。當蒸壓釜升溫升壓時,較高的溫差應力使釜體向上拱曲。因此,固定支座不固定在釜體上,否則,支座護板與釜體聯(lián)接部位就會被撕裂。

      3)釜體法蘭失圓和釜體法蘭密封面變形。a.釜體法蘭失圓,水平方向直徑大于垂直方向直徑。其主要原因是由于釜體法蘭支座承重太大,其次是承重的支承面發(fā)生變化(或結(jié)構(gòu)不合理)。b.釜體法蘭密封面變形的主要原因是:蒸壓釜在使用中,釜體上部與底部存在較大的溫度差,從而使釜體上部膨脹伸長量大于釜體下部的膨脹伸長量,釜體向上撓曲。尤其在阻汽排水裝置排水不暢,造成上下溫差超過100℃時,蒸壓釜嚴重上拱變形(蒸壓釜緊急停止運行正因為如此)。長此以往,就會造成蒸壓釜釜體法蘭密封面和釜體變形,影響其正常運行。

      3 蒸壓釜的安裝

      為克服和減輕上述問題,蒸壓釜支座安裝時進行技術(shù)補救措施。

      1)支座的設(shè)置。一般采用多支座支承,考慮釜體生產(chǎn)時的溫差變化,中間支座為固定側(cè)應采用固定鞍座;活動支座、端部支座為滑動側(cè)采用滑動鞍座。固定鞍座一般設(shè)在接管較多的一側(cè)。為改善容器的受力情況,將墊板四角倒圓,并在墊板中心開一通氣孔,以利于焊接或熱處理時氣體的排放;為使墊板按實際需要設(shè)置或與容器等厚,標準中墊板厚度允許改變?;瑒影白装逑旅姹仨毎惭b基礎(chǔ)墊板,基礎(chǔ)墊板必須保持平整光滑。

      2)釜體與支座的安裝。中間固定支座圓弧板不固定在釜體上(不與釜體焊死),用8塊兩邊均布限位擋板與釜體焊接,限位擋板與固定支座的圓弧板吻合起固定作用;其它的活動支座、端部支座為滑動支座需要與釜體焊接,跟隨釜體自由膨脹移動。

      4 釜體法蘭失圓的修復

      釜體法蘭失圓即釜體法蘭水平方向的直徑大于垂直方向的直徑,使釜蓋無法進入釜體法蘭或無法嚙合。解決辦法:

      1)剔出釜端的端部立板與支座連接的焊縫。

      2)將釜蓋懸空使其重量不再壓在釜體法蘭上。

      3)卸去或松動端部立板螺栓,采用圖2的方法在釜體法蘭的垂直方向加力撐大,使垂直方向直徑大于水平方向直徑5~9 mm,具體根據(jù)釜體直徑的大小來定,拉長量可按經(jīng)驗公式:Δd=0.2%Dn+2mm(Dn為蒸壓釜內(nèi)徑)。

      圖2

      4)不放松支撐力的情況下,重新擰緊螺栓,按安裝要求對端部立板和端部支座分別與釜體法蘭進行間斷焊:最后撤去支撐和重新吊上釜蓋。

      5)端部支座承載偏重,可調(diào)整端部支座和相鄰支座的承載比例,適當減輕端部支座承重,調(diào)整兩支座下部墊板的松緊程度以達到受力均衡。

      6)釜體法蘭局部小面積平面變形,可采用火焰烘烤待自然冷卻的辦法進行;也可用機械方法進行修磨平面。

      5 結(jié)語

      1)蒸壓釜安裝時中間固定支座不應與釜體焊死。

      2)蒸壓釜必須裝有溫度和壓力的自動記錄儀表,記錄運行時的情況,并定期將記錄歸案保存;釜內(nèi)上部溫度與下部溫度之差不得大于40℃。當發(fā)生冷凝水排放受阻引起蒸壓釜嚴重上拱變形時,應采取緊急措施排放冷凝水或停釜。

      3)蒸壓釜的阻汽排水裝置,使用必須有效可靠,每天清掃釜底殘水、殘渣一次,定期進行徹底清掃和清除排水裝置中泥渣雜物,防止堵塞,確保疏水器正常排水。

      4)保持活動支座下部清潔,同時清除影響支座下部滾柱滾動的雜物并定期加潤滑脂,使支座能自由膨脹。

      [1] 黎建安.分析蒸壓釜安全聯(lián)鎖裝置[J].中國信息化,2013(10):494.

      [2] 陳越云.蒸壓釜常見安全事故隱患及運行注意要點[J].廣東建材,2013(7):77-79.

      [3] 強天鵬.壓力容器檢驗[M].北京:新華出版社,2008.

      [4] 陳建新.蒸壓釜常見缺陷原因分析[J].裝備制造技術(shù),2012(3):153-154.

      [5] 周迎義.蒸壓釜工作特點及失效模式[J].裝備制造技術(shù),2012(10):202-204.

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