蒸壓釜安裝使用維修技術

2015-12-25 08:30:34劉威葉劍文王日永

機械工程師 2015年3期

劉威，葉劍文，王日永

（廣州特種承壓設備檢測研究院，廣州511300）

0 引言

蒸壓釜廣泛應用于硅酸鹽建材工業，是屬快開門壓力容器的一種，大多采用齒嚙式結構型式，而且是一種大型的、有爆炸危險的壓力容器。近幾年來，由于安裝、使用、維護等原因造成多起事故，給企業帶來重大安全隱患。

根據本人多年從事蒸壓釜安裝監檢及定期檢驗工作的經驗，對正確安裝、使用、維護蒸壓釜中常見的缺陷及處理技術作簡單介紹。

1 蒸壓釜的工況

蒸壓釜工作條件差，一是指空氣的問題；二是指冷凝水和料渣的問題，后者為主要問題。蒸壓釜內有空氣存在時，則送入的蒸汽變成了蒸汽和空氣的混合物，這時壓力表上反映的壓力是空氣與蒸汽壓力之和，這樣使釜內蒸汽壓力低于所要求的蒸汽壓力，使養護溫度達不到要求，從而影響加氣混凝土制品和硅酸鹽磚的強度。所以必須在升溫之前徹底排除釜內空氣。排除的方法有2種：一種是用真空泵抽吸；另一種是將蒸汽由上部進汽，下部排氣，以蒸汽壓出空氣。前者效果較好，但后者對小型灰磚廠較為實際。

下面詳細介紹一下蒸壓釜工作時冷凝水排放的規律和引起的溫差應力對釜體的危害。

蒸壓釜在通過蒸汽升壓、恒壓和降壓各階段，80%以上的飽和蒸汽將在釜內變成冷凝水。而85%的冷凝水又是在升壓階段約2 h內析出來的，其余15%以后析出。

冷凝水在釜內有2個破壞作用：一是冷凝水積聚在釜內，會使與之接觸的釜內鋼板產生嚴重的電化學和化學腐蝕；二是使釜體上下產生溫度差，即釜內頂部溫度為其壓力下的飽和蒸汽溫度，而有冷凝水的釜底遠遠低于這個溫度，這兩個溫度之差不僅會使釜內溫度不均勻從而影響磚的強度不一致，而且會使釜體上拱變形導致釜壁產生巨大的溫差應力。蒸壓釜在中間支座附近可以上拱達H=60 mm，甚至更大。

這種“香蕉形”使釜底表面產生很大的拉應力。長期反復作用，就會出現圖1所示的那樣在環向焊縫的兩側熱影響區出現小的裂紋，有腐蝕作用的料渣和冷凝水向小裂紋浸蝕加劇了釜底的破壞。久而久之延續下去，會嚴重危及蒸壓釜的使用壽命和安全運行，甚至在蒸壓釜運行還不到一個檢查周期時就會發生破壞，所以必須隨時徹底排除釜內冷凝水。

圖1

2 蒸壓釜定期檢驗

在定期檢驗中發現，安裝時把中間固定支座與釜體焊死的蒸壓釜，普遍出現以下問題。

1）活動支座與釜體的聯接部位易產生裂紋。蒸壓釜釜體較長，有多個支座，每臺蒸壓釜有一個固定支座和若干個活動支座。一般固定支座設在釜體釜體中部，其余兩邊均為活動支座。蒸壓釜工作中，釜體會在加壓升溫過程中膨脹并向兩端伸長，在降壓降溫過程中向中央收縮。為了保證蒸壓釜在工作中自由膨脹，并減少附加應力，只允許有一個支座固定，其余支座活動并隨釜體在其軸向自由移動。但實際工作中，往往由于基礎質量和滾杠支承面的清潔程度，不能保證滾杠在其支承面上自由滾動，造成支座滾杠護板拉裂、與滾杠護板脫離甚至釜體與支座連接處開裂，嚴重時會造成支座滾杠與支座地板脫離，造成支承失效，給釜體造成極大的附加應力。

2）蒸壓釜固定支座與釜體因聯接不當易產生裂紋。蒸壓釜為多支座設備（一個固定支座，其余為活動支座），支座受力復雜，固定支座與釜體因聯接不當聯接處易產生裂紋。當蒸壓釜升溫升壓時，較高的溫差應力使釜體向上拱曲。因此，固定支座不固定在釜體上，否則，支座護板與釜體聯接部位就會被撕裂。

3）釜體法蘭失圓和釜體法蘭密封面變形。a.釜體法蘭失圓，水平方向直徑大于垂直方向直徑。其主要原因是由于釜體法蘭支座承重太大，其次是承重的支承面發生變化（或結構不合理）。b.釜體法蘭密封面變形的主要原因是：蒸壓釜在使用中，釜體上部與底部存在較大的溫度差，從而使釜體上部膨脹伸長量大于釜體下部的膨脹伸長量，釜體向上撓曲。尤其在阻汽排水裝置排水不暢，造成上下溫差超過100℃時，蒸壓釜嚴重上拱變形（蒸壓釜緊急停止運行正因為如此）。長此以往，就會造成蒸壓釜釜體法蘭密封面和釜體變形，影響其正常運行。

3 蒸壓釜的安裝

為克服和減輕上述問題，蒸壓釜支座安裝時進行技術補救措施。

1）支座的設置。一般采用多支座支承，考慮釜體生產時的溫差變化，中間支座為固定側應采用固定鞍座；活動支座、端部支座為滑動側采用滑動鞍座。固定鞍座一般設在接管較多的一側。為改善容器的受力情況，將墊板四角倒圓，并在墊板中心開一通氣孔，以利于焊接或熱處理時氣體的排放；為使墊板按實際需要設置或與容器等厚，標準中墊板厚度允許改變。滑動鞍座底板下面必須安裝基礎墊板，基礎墊板必須保持平整光滑。

2）釜體與支座的安裝。中間固定支座圓弧板不固定在釜體上（不與釜體焊死），用8塊兩邊均布限位擋板與釜體焊接，限位擋板與固定支座的圓弧板吻合起固定作用；其它的活動支座、端部支座為滑動支座需要與釜體焊接，跟隨釜體自由膨脹移動。