煤氣發生爐水夾套的修復

張廣英

我公司具有多年煤氣爐的生產和維修經驗，其中為某企業生產安裝的一套煤氣站共7臺煤氣爐使用了近三年，一直運行良好，前段時間接到用戶求助，由于操作不當造成了一臺爐子水夾套內膽燒穿無法使用，雖然進行了修理，但不能滿足使用的技術要求，請求我們幫助修復。我們根據現場情況制定了詳細的修復方案，并報當地鍋檢所辦理相關手續，經過近六天的工作終于完成了修復任務，得到了用戶和當地鍋檢所的認可。

1. 設備結構和損壞情況

此次維修的設備屬于兩段式煤氣發生爐，這種煤氣發生爐產生的煤氣由上段煤氣和下段煤氣組成，故此得名。兩段式煤氣發生爐的結構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，結構如圖1所示，該部分主要由內膽（材質:Q245R 板厚20mm）、外皮（Q235B 厚度14mm），上下U形圈（材質:Q245R 板厚25mm）和人孔及相關管件組成，其損壞部分在內膽的下部，尺寸約2500mm×800mm。設備在第一次修理中的情況如圖2所示，根據用戶反映主要存在三方面的問題：①組裝粗糙，部分位置錯邊量嚴重超差，有的位置甚至達到8mm，嚴重影響設備的強度。②幾個燒損點清理不徹底，存在再次燒壞的安全隱患。③焊縫探傷沒有達到技術要求且外觀成形較差，存在咬邊、未熔合等多處缺陷。

由于此段設備是在高溫條件下運行的壓力容器，屬于受控的特種設備，工作狀態下水套內充滿循環水，對設備起到冷卻的作用，水套中部是處于燃燒狀態的煤，溫度極高，如果修復不達標投入使用極易發生危險。

圖1 1.下U形圈 2.內膽 3.外皮 4.人孔5.上U形圈 6.法蘭 7.損壞處

2. 制定修復方案

首先，根據設備損壞情況和燒損面積的大小測量并確定出準確的修復尺寸，計算出所需修復材料的大小，加上一定的卷制引板和切割余量，采用同種材質和厚度的鋼板進行下料，并在卷板機上卷制出相應弧度大小的修復用板，根據設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。

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

圖2

其次，由兩名冷作工將三件準備好的弧板固定于相應位置，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行焊接。

3.Q245R鋼板的焊接性

Q245R鋼屬于優質碳素鋼，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備，其化學成分如表1所示。計算可知其碳當量＜0.4%，因此具有良好的焊接性。

4.焊接方案的制定

受現場空間和設備結構條件的限制，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，保證焊接質量。

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

5. 修復方案的實施

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

（2）焊前準備 按制定的方案將弧板組裝固定好，由焊工將坡口及兩側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）現場焊接 由持證的兩名合格焊工進行施焊，橫焊時，先用φ3.2mm焊條打底，為保證背面成形的質量，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行填充，填充層的電流可以稍大，保證焊接質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 ，并采用風鏟進行層間的清理，立焊時電流比橫焊時稍小。

（4）焊后檢測及驗收 修復完成后經過UT無損探傷和表面著色檢查均達到技術要求，然后進行水壓試驗沒有滲漏，檢驗合格，交由當地鍋檢所進行了復檢認可后投入運行，使用至今運行良好。重新修復后的設備如圖5所示。

6. 結語

這類設備一旦損壞，維修時，要嚴格按照規程和技術要求執行，并制定詳細的修復方案，并報相關部門批準。修復時既要考慮到現場各種條件的限制，又要考慮方案的可操作性，最主要是要保證修復質量，使修復的設備能夠安全可靠地運行。

表2 焊接參數

圖3

圖4 注：1~7代表焊接順序。

圖5 修復位置全貌

[1]張文鉞.焊接冶金學[M].北京：機械工業出版社，1995：1.

[2]杜國華.實用工程材料焊接手冊[M].北京：機械工業出版社，2004：8.