高溫高壓波紋伸縮節在線修復法

屈 娜

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424)

高溫高壓波紋伸縮節在線修復法

屈 娜

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424)

以冶煉煙氣管道波紋伸縮節使用情況為例,介紹波紋伸縮節工作原理及使用過程中出現的問題,并對其修復方法進行研究改進,改進后的技術可廣泛應用于各行各業,為類似高難度伸縮節的修復提供參考。

波紋伸縮節;泄壓包焊法;修復

1 概述

含硫礦石在冶煉焙燒過程中產生大量的煙氣,其中富含 SO2及其他有害物質。這些煙氣在制酸系統中經過凈化、干吸、轉化、工序后生成硫酸。在轉化工序中,轉化器各層出口煙氣溫度比較高,達 400～600℃,壓力高達 10～25KPa,運行環境較差。為了保護轉化器,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[1]。本文主要以轉化器出口波紋伸縮節為例,介紹使用過程中出現的問題及修復方法。

2 不銹鋼波紋伸縮節的工作原理

2.1 不銹鋼波紋伸縮節結構

基本結構包括依次連接的左接管、伸縮節和右接管。其特征在于:在波紋管伸縮節處設置一個內支撐筒,左接管、伸縮節和右接管與內支撐筒組成伸縮節密封腔,密封腔內設置有彈性密封體。所述的伸縮節密封腔是在內支撐筒與左接管或右接管的接觸面設置定位擋環和固定板,彈性密封體設置于定位擋環和固定板之間,彈性密封體中間設置鑄鐵環分隔;內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:也稱補償器、膨脹節,主要為保障管道的安全運行。其工作原理是:波紋伸縮節的主要彈性元件為不銹鋼波紋管,依靠波紋管伸縮、彎曲來對管道進行軸向、橫向、角向補償。其作用主要有:(1)補償吸收管道軸向、橫向、角向熱變形。(2)吸收設備振動,減少設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

表 1 轉化器出口波紋伸縮節主要性能參數

3 故障解決方法

3.1 故障現象

由于各種因素的影響,轉化器出口伸縮節會出現開裂現象,致使大量 SO2、SO3等有害氣體外泄,不僅影響了生產,而且嚴重污染了周圍環境。

3.2 原因分析

經分析發現導致伸縮節易泄漏難修復的主要原因是:

①使用環境特殊:在高溫高壓煙氣沖擊下,波紋伸縮節易扭曲變形,拉裂在所難免。

②產品結構有局限性,厚度僅有2mm。

③高溫高壓下,用速成鋼堵并進行常規焊補時,焊條極易被融化吹開,修復難度大。

3.3 解決方法

轉化器出口煙氣屬高濃度有害氣體,當伸縮節拉裂后,煙氣迅速噴涌而出,嚴重污染環境,而且拉裂程度會不斷快速加劇,故需立即修復,但由于溫度高、氣壓大、裂痕深、伸縮節材質薄等因素,修復難度非常大。常見的修復方法有兩種。

3.3.1 直接更換

更換轉化器出口波紋伸縮節 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,系統作業率嚴重受到影響。

3.3.2 常規焊補

①在線常規焊補。在不停車的狀態下,利用速成鋼堵塞后進行焊補。但由于波紋伸縮節比較薄(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,在線焊補難度大[3]。

②停車焊補。在停車的狀態下進行零壓焊補,焊補過程很順利,較短時間便完成了,但是開車后不久,裂痕再次出現,停車焊補效果不佳。

3.3.3 在線卸壓包焊法

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

圖 1 在線泄壓包焊法示意圖

3.4 效果評價

在線對波紋伸縮節包焊過程中,施工環境比較惡劣、施工質量要求較高,板材制作、焊補及后續的查漏工作均需要認真仔細的進行。修復結束后,經跟蹤生產發現,在溫度壓力變化較大的情況下,焊縫沒有出現再次泄漏。

4 結語

此修復方法簡單易行,實用性及推廣性極強,且無需停車,有效地解決了生產中的跑、冒、滴、漏問題,減少了有毒有害氣體對環境的污染;由于實現了在線修復,使系統作業率不受影響,保證了正常生產。

REFERENCES

[1] 張洪源,周少義.化學工業[M].化學工業出版社,1980.

[2] 劉俞銘.波紋管設計計算與生產新工藝新技術實務全書[K].北方工業出版社,2006.

[3] 劉少武,齊焉,趙書起,丁汝斌.硫酸生產技術[M].東南大學出版社,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,大學本科,研究方向為冶煉煙氣制酸及工業廢水的處理,E-mail:roarooo@163.com