氨氣瓶連接接頭損壞分析與改進

呂孟靜

（中國寶武鋼鐵集團寧波寶新不銹鋼有限公司，浙江寧波 315807）

0 引言

氨氣在工業企業中使用極為廣泛，寶新公司3AP 機組由德國SUNDWIG 有限公司設計制造，是一條熱帶退火酸洗機組，用來加工AISI 300 系列、AISI 400 系列熱軋不銹鋼帶，鋼帶寬650～1350 mm、厚2.0～6.0 mm（±10%）。主要設備由開卷機、入口活套、爐子段、破磷機、拋丸機、酸洗段、出口活套、卷取機組成。其中酸洗段配應了2 套環保設備，分別為脫氮系統與酸再生系統，通過選擇還原反應從NOx中清洗廢氣，在熱交換器中，通過離開設備熱的已凈化過的廢氣間接傳熱的熱交換，加熱進入脫氮設備的原始廢氣,預熱后的廢氣通過燃燒器進行進一步的加熱，并且與氨水混合，然后導入反應室。反應室用蜂窩狀催化劑填充。因此，通過選擇的催化還原（Selective Catalytic Reduction，SCR），利用固體金屬氧化物催化劑將NO/NOx轉化成N2和H2O，從而達到廢棄的排放標準。

1 氨氣瓶口損壞的原因分析

寶新公司使用的氨氣為瓶裝氨氣，采用一端為活接頭的金屬軟管與氨氣瓶瓶口相連（圖1）。分析認為，氨氣瓶口損壞的原因主要有2 個。

（1）更換作業頻繁，拆裝時間長、瓶口與軟接頭的螺紋易磨損，存在螺母打滑及介質泄漏的危險。

根據生產需求，每24 h 要更換12 瓶氨氣，安裝和拆卸時間分別為4 min，和2 min。更換氣瓶時軟管接頭內螺紋絲和瓶口外螺栓絲扣頻繁的拆裝配合后，會導致瓶口螺紋的最大直徑、螺紋的升角、螺紋的牙型角出現不同程度的磨損及損壞現象（圖1），磨損后就會出現接口密封不嚴介質泄漏。

（2）氨氣軟管在旋緊過程中容易打結，反復彎折后軟管本體易破裂。

圖1 瓶口螺紋磨損

氨氣瓶和輸送管的連接采用的軟管與瓶口對接，中間沒有任何過渡接頭，在拆裝時無論是瓶口墊片還是軟管都會直接受力，墊片容易隨力的方向變形，導致密封錯誤不嚴實，而緊固時也容易導致軟管打結本體破裂，加上更換的頻率過高極易發生泄漏（圖2、圖3）。

圖2 原軟管與瓶口連接

圖3 軟管打結

2 氨氣瓶口連接方式的改進

為了解決這種安全隱患，出于安全性及經濟性的角度考慮，自行設計了一種新型的氨氣瓶快速接頭。

該新型的氨氣瓶快速接頭由彎管、套管、固定框架、錐形頂絲4 部分組成（圖4）。

（1）在軟管與瓶口設計一根過渡彎管與瓶口相連，在拆裝過程中軟管不會隨著螺母一起轉動，消除了軟管受力而打結問題。

（2）設計的管套用于與瓶口定位，可有效防止彎管錐頭與氨氣瓶口錯位。

（3）設計固定框架，采用框架擠壓式固定，用錐形頂絲擠壓瓶口進行固定密封，在拆裝過程中墊片處于靜止狀態，不會出現墊片錯位以及瓶口螺紋磨損等問題。

（4）設計的錐形頂絲，用于擠壓瓶口的方形塊，密封墊片處于靜止狀態，通過調節頂絲的松緊度來實現瓶口的密封。

3 實施方法

預組裝：將彎管有螺紋的一端與氨氣軟管固定（提前安裝后不再拆卸）。

安裝方法：將彎管放于固定框架內，再將固定框架放置在氨氣瓶使用口上，使彎管頂住使用口后順時針調節錐形頂絲將彎管頂緊，再開瓶口閥就能實現氨氣供應（圖5）。通過實驗驗證，安裝時間為1～2 min。

圖4 新型的氨氣瓶快速接頭

拆卸方法：先關閉氨氣瓶口閥，再打開輸送管上的排放閥，卸掉軟管內的余壓，再逆時針松錐形頂絲就能快速的將固定框架拆除。通過實驗驗證，拆卸時間在1 min 以內。

圖5 新型氨氣瓶快速接頭的安裝

4 總結

通過新型的氨氣瓶快速接頭的使用，可操作維護性高，拆裝方便，縮短了更換作業時間，提高了設備的安全性能，保護了氣瓶的螺紋接口，降低了氨氣使用的危險性。自2013 年1 月至2015 年6 月投入使用后，未發生過瓶口螺紋損壞和軟管破裂等問題。