便攜式水切割設備在大罐拆除的應用

馮濤

摘要：便攜式水切割設備采用前混合磨料高壓水射流技術，其具有體積小、重量輕、運輸方便、切割效率高等特點，主要應用于石化管道切割、油罐切割、油輪開孔、危險品處理、易燃易爆品切割作業，是一款應用在高危作業領域最理想的冷切割設備。

關鍵詞：便攜式;高壓水射流;前混合磨料;大罐拆除;應用

長期以來，石油化工聯合站內的大型油罐拆除均采用火焰切割的方式，由此對安全動火和工人作業環境提出了很高要求。應用便攜式水切割設備，對安全動火條件無苛刻要求，達到工人可以進入作業空間施工的條件即可，不產生氣體污染，不會惡化作業環境條件，有效地提高了施工效率，很好地完成了大罐拆除工作。

1 便攜式水切割設備工作原理及系統組成

1.1工作原理

前混合磨料射流是指水流在高壓料罐內和磨料初步混合處于流化狀態，然后經過截止閥進入混合室，在混合室內與高壓水流進行充分混合，形成液固兩相流，再通過噴嘴噴出形成磨料射流。采用前混式磨料水切割方式，保證遠距離無氧切割，可滿足油田油氣和海洋工程遠距離施工和防爆要求。

1.2設備性能參數

1.3系統組成

1.3.1便攜式水切割系統主機

便攜式水切割系統主要由驅動系統、磨料供給系統、增壓系統、控制系統等組成。驅動系統包括：防爆電機、聯軸器等;磨料供給系統包括：磨料混合罐、上下閥體、泄壓閥及其管路;增壓系統包括：防爆控制箱、調壓閥、安全閥、單向閥、壓力表及各球閥開關。

1.3.2管道切割器

管道切割器由管道切割器、控制盒及其附件鏈條、鏈條卡、軌道、軌道卡組成。管道切割器是切割作業執行機構，割槍固定部位;控制盒是管道切割器切割速度調節控制器;鏈條、鏈條卡將管道切割器固定在軌道之上;軌道、軌道卡使管道切割器沿軌道行走。

1.3.3吸附式開孔器

吸附式開孔器由支腿、防水電機、車體、支撐法蘭、定位桿、割槍定位調節結構組成;實現開孔作業。

1.3.4直線行走切割器

直線行走切割器由直線導軌、強力磁鐵、切割槍總成、車體組成，實現直線切割。

1.4操作規程

使用本設備至少需要三名工作人員，一人負責操作便攜式水切割系統;一人負責切割部分操作;一人負責在旁監護，處理應急問題。

1.4.1設備連接

（1）將設備低壓管與外部水源連接;

（2）將低壓水管快接頭接入設備低壓進水口，并將兩側拉環合緊，打開外接水源閥門開關;

（3）將高壓管一端的高壓快接頭同磨料罐高壓出水口連接，順時針擰緊緊固套筒，另一端與輔助切割設備的割槍槍頭部分高壓塊接口連接;

（4）磨料裝填，旋開磨料混合罐上閥體，填入磨料，裝填完畢后將磨料罐上口及密封圈溝槽、上閥體螺紋清洗干凈并旋緊磨料混合罐上閥體。

（5）開啟外接水源閥門，再打開設備低壓水管進水控制開關，同時打開蓄水罐排氣開關，待有水穩定流出后關閉排氣開關;

1.4.2設備啟動

（1）設備操作人員操作前需佩戴防護手套;操作切割部分人員操作前須穿戴好防護用具：防護服、防護鏡、防護手套、防水鞋;

（2）設備開啟前需要對輔助切割設備進行安裝、放置，保證切割器固定牢靠，必要時可適當增加配重;當切割表面不規整時，需使切割器在未加壓狀態下預先執行一遍切割過程，并對槍嘴位置適當調整，保證槍嘴距待切割物體最高點1-2mm;

（3）啟動設備，打開防爆控制箱電源開關，按下啟動按鈕啟動設備，電源指示燈亮;

（4）設備加壓，順時針旋轉調壓閥手柄，逐漸調節壓力至壓力表穩定在40Mpa，停止旋轉;

（5）開啟磨料，待壓力穩定后，將磨料控制開關開啟至設備底面成45°夾角左右，此時槍嘴開始噴射高壓磨料射流;

（6）通知切割操作人員開始對待切物體進行切割作業;

1.4.3設備關閉

（1）閉磨料，將磨料控制開關關閉至與設備底板夾角成90°狀態;

（2）設備降壓，關閉磨料后，帶壓運行1-2分鐘，確保高壓軟管內部磨料完全流出，逆時針旋轉調壓閥手柄至關閉狀態，此時壓力表示數為0Mpa;

（3）關閉設備，按下停止按鈕并關閉防爆控制箱電源，此時電源指示燈滅;

（4）閉水源，待設備停止運轉后關閉低壓水管進水控制開關;

（5）旋松泄壓閥釋放磨料混合罐內部壓力，待壓力釋放后將其重新旋緊;

2 大罐拆除流程

3 高壓水射流技術的應用

3.1罐體附件拆除

罐體附屬設施若影響水切割須提前拆除，如保溫層、周圍的管線、扶梯等。

3.2罐體本體拆除

本方案為在罐本體環切4刀，將罐本體一分為五，劃分5部分整體吊裝拆除，分別為罐頂板、罐壁板（分3段）、罐底板。拆除順序如下：

3.2.1灌頂板拆除

（1）首先用吸附式開孔器在罐頂板均勻對稱開4個吊裝孔，以保證每個吊點受力均勻，然后用管道切割器環切將罐頂板與罐壁板切割分離。

（2）整圈切割完成后，操作人員立即撤出吊機作業半徑范圍內，防止意外發生，最后吊機將罐頂板吊至解體區域解體。

3.2.2灌壁板拆除

（1）拆除分三段進行，每段高度3553mm。用石膏筆將割除的整圈切割線定位好，割除前在罐壁板用吸附式開孔器開4個吊點孔，然后切割工按照切割線進行整圈切割。

（2）整圈切割完成后，操作人員立即撤出吊機作業半徑范圍內，防止意外發生，最后吊機將罐壁板吊至解體區域解體。

3.2.3灌底板拆除

罐底板與油庫基礎相連，罐壁板切割完成后將罐底板按焊接順序切割完畢，直接原地切割解體。

4 應用前景

（1）便攜式水切割設備沒有很高的溫升效應，工作介質又是沒有燃點的普通自來水，特別適合石化行業事故搶修、大修時難以達到動火條件的地方;

（2）在煉油生產裝置主要適合管道系統、油罐、氣柜及各種油品管道難以進行大量蒸汽吹掃或吹掃困難的拆除搶修、設備管道開口工程;

（3）在海上固定平臺內油氣管線、油罐及水下樁管的切割工程;

參考文獻：

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