煤氣發(fā)生爐水夾套的修復(fù)

張廣英

我公司具有多年煤氣爐的生產(chǎn)和維修經(jīng)驗，其中為某企業(yè)生產(chǎn)安裝的一套煤氣站共7臺煤氣爐使用了近三年，一直運(yùn)行良好，前段時間接到用戶求助，由于操作不當(dāng)造成了一臺爐子水夾套內(nèi)膽燒穿無法使用，雖然進(jìn)行了修理，但不能滿足使用的技術(shù)要求，請求我們幫助修復(fù)。我們根據(jù)現(xiàn)場情況制定了詳細(xì)的修復(fù)方案，并報當(dāng)?shù)劐仚z所辦理相關(guān)手續(xù)，經(jīng)過近六天的工作終于完成了修復(fù)任務(wù)，得到了用戶和當(dāng)?shù)劐仚z所的認(rèn)可。

1. 設(shè)備結(jié)構(gòu)和損壞情況

此次維修的設(shè)備屬于兩段式煤氣發(fā)生爐，這種煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的煤氣由上段煤氣和下段煤氣組成，故此得名。兩段式煤氣發(fā)生爐的結(jié)構(gòu)自上而下主要由干餾段和氣化段組成，損壞部分位于氣化段，結(jié)構(gòu)如圖1所示，該部分主要由內(nèi)膽（材質(zhì):Q245R 板厚20mm）、外皮（Q235B 厚度14mm），上下U形圈（材質(zhì):Q245R 板厚25mm）和人孔及相關(guān)管件組成，其損壞部分在內(nèi)膽的下部，尺寸約2500mm×800mm。設(shè)備在第一次修理中的情況如圖2所示，根據(jù)用戶反映主要存在三方面的問題：①組裝粗糙，部分位置錯邊量嚴(yán)重超差，有的位置甚至達(dá)到8mm，嚴(yán)重影響設(shè)備的強(qiáng)度。②幾個燒損點(diǎn)清理不徹底，存在再次燒壞的安全隱患。③焊縫探傷沒有達(dá)到技術(shù)要求且外觀成形較差，存在咬邊、未熔合等多處缺陷。

由于此段設(shè)備是在高溫條件下運(yùn)行的壓力容器，屬于受控的特種設(shè)備，工作狀態(tài)下水套內(nèi)充滿循環(huán)水，對設(shè)備起到冷卻的作用，水套中部是處于燃燒狀態(tài)的煤，溫度極高，如果修復(fù)不達(dá)標(biāo)投入使用極易發(fā)生危險。

圖1 1.下U形圈 2.內(nèi)膽 3.外皮 4.人孔5.上U形圈 6.法蘭 7.損壞處

2. 制定修復(fù)方案

首先，根據(jù)設(shè)備損壞情況和燒損面積的大小測量并確定出準(zhǔn)確的修復(fù)尺寸，計算出所需修復(fù)材料的大小，加上一定的卷制引板和切割余量，采用同種材質(zhì)和厚度的鋼板進(jìn)行下料，并在卷板機(jī)上卷制出相應(yīng)弧度大小的修復(fù)用板，根據(jù)設(shè)備人孔尺寸的大小將弧板分割成三塊（并按要求割出坡口，并打磨出金屬光澤），尺寸以方便從人孔送入為準(zhǔn)。

然后，由氣割工按照制定好的修復(fù)位置和尺寸大小將水套內(nèi)膽的損壞部分割下，并制好坡口，打磨光亮。

圖2

其次，由兩名冷作工將三件準(zhǔn)備好的弧板固定于相應(yīng)位置，組裝時先組裝下面一塊，由于空間狹小，可以用手動葫蘆配合組裝，坡口間隙2mm，錯邊量≤3mm，調(diào)整錯邊量時可以用兩個16t液壓頂配合，裝好下面一塊后，再依次固定上面兩件。

最后，組裝好后交由焊工按照工藝要求進(jìn)行焊接。

3.Q245R鋼板的焊接性

Q245R鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素鋼，是鍋爐壓力容器用鋼中的一大類，它具有較好的彎曲、沖擊和抗拉性能，還含有一些微量元素，適合用作鍋爐壓力容器使用的特性，因此廣泛用于制造各種鍋爐及受壓設(shè)備，其化學(xué)成分如表1所示。計算可知其碳當(dāng)量＜0.4%，因此具有良好的焊接性。

4.焊接方案的制定

受現(xiàn)場空間和設(shè)備結(jié)構(gòu)條件的限制，無法雙面施焊，所以坡口形式采用單V形（見圖3），打底焊采用單面焊雙面成形技術(shù)，保證焊接質(zhì)量。

焊接方法為焊條電弧焊，選用直流焊機(jī)，焊接參數(shù)如表2所示。焊接順序為先焊最下面的橫焊，再焊兩側(cè)的立縫，這樣可以使焊縫相對自由收縮，減小焊接應(yīng)力，然后依次焊接后面的焊縫（見圖4）。

5. 修復(fù)方案的實施

（1）確保現(xiàn)場安全 首先和甲方一起確認(rèn)現(xiàn)場的安全狀態(tài)，有無煤氣殘留以及其他危險源，并辦理開工相關(guān)手續(xù)，做好焊前的安全準(zhǔn)備工作。

（2）焊前準(zhǔn)備 按制定的方案將弧板組裝固定好，由焊工將坡口及兩側(cè)的銹跡油污等打磨干凈，對所使用的焊條烘干350℃，并保溫1h后，用保溫桶盛裝取用。

（3）現(xiàn)場焊接 由持證的兩名合格焊工進(jìn)行施焊，橫焊時，先用φ3.2mm焊條打底，為保證背面成形的質(zhì)量，這一層盡量使用較小的電流，后用φ4.0mm焊條多層多道焊的方式進(jìn)行填充，填充層的電流可以稍大，保證焊接質(zhì)量的條件下提高效率，最后用φ5.0mm焊條蓋面，電流要稍小，控制好表面成形，注意層間溫度保持150℃左右 ，并采用風(fēng)鏟進(jìn)行層間的清理，立焊時電流比橫焊時稍小。

（4）焊后檢測及驗收 修復(fù)完成后經(jīng)過UT無損探傷和表面著色檢查均達(dá)到技術(shù)要求，然后進(jìn)行水壓試驗沒有滲漏，檢驗合格，交由當(dāng)?shù)劐仚z所進(jìn)行了復(fù)檢認(rèn)可后投入運(yùn)行，使用至今運(yùn)行良好。重新修復(fù)后的設(shè)備如圖5所示。

6. 結(jié)語

這類設(shè)備一旦損壞，維修時，要嚴(yán)格按照規(guī)程和技術(shù)要求執(zhí)行，并制定詳細(xì)的修復(fù)方案，并報相關(guān)部門批準(zhǔn)。修復(fù)時既要考慮到現(xiàn)場各種條件的限制，又要考慮方案的可操作性，最主要是要保證修復(fù)質(zhì)量，使修復(fù)的設(shè)備能夠安全可靠地運(yùn)行。

表2 焊接參數(shù)

圖3

圖4 注：1~7代表焊接順序。

圖5 修復(fù)位置全貌

[1]張文鉞.焊接冶金學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995：1.

[2]杜國華.實用工程材料焊接手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：8.