高溫高壓波紋伸縮節(jié)在線修復(fù)法

屈 娜

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424)

高溫高壓波紋伸縮節(jié)在線修復(fù)法

屈 娜

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424)

以冶煉煙氣管道波紋伸縮節(jié)使用情況為例,介紹波紋伸縮節(jié)工作原理及使用過程中出現(xiàn)的問題,并對其修復(fù)方法進(jìn)行研究改進(jìn),改進(jìn)后的技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),為類似高難度伸縮節(jié)的修復(fù)提供參考。

波紋伸縮節(jié);泄壓包焊法;修復(fù)

1 概述

含硫礦石在冶煉焙燒過程中產(chǎn)生大量的煙氣,其中富含 SO2及其他有害物質(zhì)。這些煙氣在制酸系統(tǒng)中經(jīng)過凈化、干吸、轉(zhuǎn)化、工序后生成硫酸。在轉(zhuǎn)化工序中,轉(zhuǎn)化器各層出口煙氣溫度比較高,達(dá) 400～600℃,壓力高達(dá) 10～25KPa,運(yùn)行環(huán)境較差。為了保護(hù)轉(zhuǎn)化器,在各層出口管道上安裝了耐高溫高壓的不銹鋼波紋伸縮節(jié)[1]。本文主要以轉(zhuǎn)化器出口波紋伸縮節(jié)為例,介紹使用過程中出現(xiàn)的問題及修復(fù)方法。

2 不銹鋼波紋伸縮節(jié)的工作原理

2.1 不銹鋼波紋伸縮節(jié)結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)包括依次連接的左接管、伸縮節(jié)和右接管。其特征在于:在波紋管伸縮節(jié)處設(shè)置一個內(nèi)支撐筒,左接管、伸縮節(jié)和右接管與內(nèi)支撐筒組成伸縮節(jié)密封腔,密封腔內(nèi)設(shè)置有彈性密封體。所述的伸縮節(jié)密封腔是在內(nèi)支撐筒與左接管或右接管的接觸面設(shè)置定位擋環(huán)和固定板,彈性密封體設(shè)置于定位擋環(huán)和固定板之間,彈性密封體中間設(shè)置鑄鐵環(huán)分隔;內(nèi)支撐筒與左接管或右接管的另一個接觸面焊接[2]。

2.2 工作原理

波紋伸縮節(jié):也稱補(bǔ)償器、膨脹節(jié),主要為保障管道的安全運(yùn)行。其工作原理是:波紋伸縮節(jié)的主要彈性元件為不銹鋼波紋管,依靠波紋管伸縮、彎曲來對管道進(jìn)行軸向、橫向、角向補(bǔ)償。其作用主要有:(1)補(bǔ)償吸收管道軸向、橫向、角向熱變形。(2)吸收設(shè)備振動,減少設(shè)備振動對管道的影響。(3)吸收地震、地陷對管道的變形量。

2.3 主要性能參數(shù)

表 1 轉(zhuǎn)化器出口波紋伸縮節(jié)主要性能參數(shù)

3 故障解決方法

3.1 故障現(xiàn)象

由于各種因素的影響,轉(zhuǎn)化器出口伸縮節(jié)會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,致使大量 SO2、SO3等有害氣體外泄,不僅影響了生產(chǎn),而且嚴(yán)重污染了周圍環(huán)境。

3.2 原因分析

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致伸縮節(jié)易泄漏難修復(fù)的主要原因是:

①使用環(huán)境特殊:在高溫高壓煙氣沖擊下,波紋伸縮節(jié)易扭曲變形,拉裂在所難免。

②產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有局限性,厚度僅有2mm。

③高溫高壓下,用速成鋼堵并進(jìn)行常規(guī)焊補(bǔ)時,焊條極易被融化吹開,修復(fù)難度大。

3.3 解決方法

轉(zhuǎn)化器出口煙氣屬高濃度有害氣體,當(dāng)伸縮節(jié)拉裂后,煙氣迅速噴涌而出,嚴(yán)重污染環(huán)境,而且拉裂程度會不斷快速加劇,故需立即修復(fù),但由于溫度高、氣壓大、裂痕深、伸縮節(jié)材質(zhì)薄等因素,修復(fù)難度非常大。常見的修復(fù)方法有兩種。

3.3.1 直接更換

更換轉(zhuǎn)化器出口波紋伸縮節(jié) 1個需要人民幣150000.00元,價格昂貴,而且更換 1次需要停車 3天,系統(tǒng)作業(yè)率嚴(yán)重受到影響。

3.3.2 常規(guī)焊補(bǔ)

①在線常規(guī)焊補(bǔ)。在不停車的狀態(tài)下,利用速成鋼堵塞后進(jìn)行焊補(bǔ)。但由于波紋伸縮節(jié)比較薄(2mm),且高溫高壓煙氣不斷沖擊,剛剛焊接上去的不銹鋼焊條即刻便被熔化或吹開,在線焊補(bǔ)難度大[3]。

②停車焊補(bǔ)。在停車的狀態(tài)下進(jìn)行零壓焊補(bǔ),焊補(bǔ)過程很順利,較短時間便完成了,但是開車后不久,裂痕再次出現(xiàn),停車焊補(bǔ)效果不佳。

3.3.3 在線卸壓包焊法

在這些修復(fù)方法基礎(chǔ)上,我們進(jìn)行了研究改進(jìn),最終確立了一套行之有效的修復(fù)方法:在線卸壓包焊法。即制作一矩形不銹鋼鋼板,在其正上方設(shè)置一帶閥泄壓管,將此鋼板焊接在波紋伸縮節(jié)周圍,兩側(cè)用提前制作好的不銹鋼弧形板進(jìn)行密封(見圖 1)。由于整個焊補(bǔ)程序是在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行的,因此當(dāng)焊補(bǔ)進(jìn)行到最后一點(diǎn)時,煙氣集中釋放,氣壓迅速增大,使焊補(bǔ)程序無法正常進(jìn)行下去。此時,只需打開泄壓閥進(jìn)行泄壓,焊補(bǔ)完畢之后關(guān)閉泄壓閥即可。這樣,就完全解決了高溫高壓在線修復(fù)伸縮節(jié)難的問題。

圖 1 在線泄壓包焊法示意圖

3.4 效果評價

在線對波紋伸縮節(jié)包焊過程中,施工環(huán)境比較惡劣、施工質(zhì)量要求較高,板材制作、焊補(bǔ)及后續(xù)的查漏工作均需要認(rèn)真仔細(xì)的進(jìn)行。修復(fù)結(jié)束后,經(jīng)跟蹤生產(chǎn)發(fā)現(xiàn),在溫度壓力變化較大的情況下,焊縫沒有出現(xiàn)再次泄漏。

4 結(jié)語

此修復(fù)方法簡單易行,實(shí)用性及推廣性極強(qiáng),且無需停車,有效地解決了生產(chǎn)中的跑、冒、滴、漏問題,減少了有毒有害氣體對環(huán)境的污染;由于實(shí)現(xiàn)了在線修復(fù),使系統(tǒng)作業(yè)率不受影響,保證了正常生產(chǎn)。

REFERENCES

[1] 張洪源,周少義.化學(xué)工業(yè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,1980.

[2] 劉俞銘.波紋管設(shè)計(jì)計(jì)算與生產(chǎn)新工藝新技術(shù)實(shí)務(wù)全書[K].北方工業(yè)出版社,2006.

[3] 劉少武,齊焉,趙書起,丁汝斌.硫酸生產(chǎn)技術(shù)[M].東南大學(xué)出版社,1993.

On-line Repa irM ethods of Bellow-type Expansion Joint with High Temperature and High Pressure

QU Na
(JCC Guixi Smelter,Guixi,Jiangxi,335424,China)

Taking the example of the usage of smelting flue gas pipe bellow-type expansion joint,the working principle and the problems occurred in the course of usage are introduced in this article.And the repairmethods are studied and improved aswell.The technology improved can be widely used in various trades,similar to the difficult to provide reference expansion joint repair.

bellow-type expansion joint;pressure relief package weldingmethod;repair

book=96,ebook=191

TF307

B

1009-3842(2010)03-0096-02

2010-04-26

屈娜(1983-),女,陜西商洛人,大學(xué)本科,研究方向?yàn)橐睙挓煔庵扑峒肮I(yè)廢水的處理,E-mail:roarooo@163.com