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1、湿式煤气柜裂缝的不停产焊补第也.期瞪一vd.12 卜 b1M .1998湿式煤气柜裂缝的不停产焊补L,/由学宏张昌林王金生李文华腑摘要介绍应用挂塔补扞技术修理湿式煤气桓的原理和方法.为了在保证生产的条件下,修补裂缝的煤气柜,首先将两十煤气柜用连扦联在一起.然后用蒸汽或压缩空气把水封槽内的残余煤气吹扫干净.最后进行直接焊接这一技术向化了煤气柜焊接的工序,改善了操作者的工作条件,梢除了火灾隐患,井且提高了煤气柜的生产能力.关键词:;塑墨垫够理 l,星斌:,分类号:TQ547.9Ll.沈阳市炼焦煤气厂 2.8 万煤气柜始建于 1958 年,并于 1987 年大修一次.由于煤气柜本身材质,搭接方式,焊
2、接内应力,风载荷以及工作介质腐蚀等多种因素的影响,致使煤气柜柜俸出现多处裂缝,造成煤气泄漏.特别是 1996 年 10 月份以后煤气泄漏更为严重.已影响到煤气输配系统的正常运行及工人的人身安全.为确保安全,煤气柜被迫降柜使用,由 20m 降到13m 以下,有效容积大大减小.目前国内煤气柜裂缝处理主要有两种方法:一种是采用环氧树脂等化学粘补方法.该方法只能暂时解决泄漏问题,一段时间后即老化开裂,寿命最长在 34个月.另一种是电焊焊补方法.对煤气柜泄漏部位直接施焊.危险性较大,只能停产焊补.而停产焊补完成后.需对煤气柜原有的空气进行置换.在煤气柜内当空气与煤气混合比达到某一值时易产生爆炸,因此19
3、97 年 12 月 1 日 ll 生 毫沈阳化工学院 1998 焦一般用惰性气体置换.此方法费用较大,置换程序繁琐.针对上述情况,1997 年初我厂与上海煤气公司合作,对柜体的工作性能,泄漏等情况进行详细普查,在此基础上经过反复分析,计算,论证,最后在不停产的情况下,成功地对煤气柜裂缝进行了焊补,取得了良好的效果.i 煤气柜主要技术参数:第 1 节柜体 D=37800millH=8400mm第 2 节柜体 D=38600mill 对=8400mm第 3 节柜体 D=39400DIYDH=8400mm总高度 H=25200Dlm柜体钢板厚度=3mm柜壁间距(直径方向)L=400mm3 个柜体全升
4、起有效容积 v=28000m3全部升起后煤气出口压力(表压)P=3200Pa.煤气柜采用 16 根支柱支承定位,各柜体之间采用水封槽密封.煤气柜结构如图 I 所示2 煤气柜裂缝泄漏处普查及裂缝产生原因2.I 裂缝泄漏处普查(I)裂缝泄漏数目:第 1 节柜体没有泄漏,第 2 节柜体有 33 处泄漏(其中焊缝泄漏有 7处),第 3 节柜体有 19 处泄漏(其中焊缝泄漏有II 处 ),共 52 处泄漏具体尺寸见表 I,表 2.最大泄漏焊缝尺寸 1900min(长)Imm(宽),最小泄漏焊缝尺寸 18ram长)Iram( 宽).(2)泄漏点分布位置:泄漏点分布在第 2节柜体,第 3 节柜体及第 2 节
5、柜体与第 3 节柜体的挂圈处,如图 I 所示.22 气柜裂缝产生原因分析(I)介质腐蚀气柜内部煤气含有 NHH2S,cq 等腐蚀性气体,且该气柜以水封槽密封,气体溶于水封液体中形成酸性溶液,造成焊缝附近金相组织的改变而产生电化学腐蚀,因而柜体在焊缝处产生裂缝.(2)气柜制造安装质量及风载荷 i 中击影响该煤气柜在 1987 年重新制做安装柜体后.各柜体圆柱度超差.气柜在大气中频繁受风载荷i 中击,造成下水封立板与上节柜体局部碰撞.由于柜体焊接时存有残余应力,在碰撞中应力释放而产生裂缝,并使裂缝扩展.图 l 煤气柜结构示意图第 1 期由学宏等:湿式煤气拒裂缝的不停产焊补 67衰 1 第 2 节拒
6、体裂缝位置及尺寸衰 2 第 3 节柜体裂缝位置及尺寸*指从上向下*指占 L 上向下(3)焊接应力影响气柜采用 Q2 钢材料,柜体焊接构件在焊接残余应力作用下,不可能产生应力均匀化.加之腐蚀介质的作用,因此在应力腐蚀和间隙腐蚀的共同作用下,加速了裂缝的逐渐扩展.3 挂塔焊补机理及挂塔扁担强度校核3.1 挂塔焊补机理“挂塔焊补 ”即将槽钢做成的 ”挂塔扁担”焊在第 2(3)节柜体,横担在第 l(2)节柜体上 .并利用第 l(2)节柜体的升降来带动第 2(3)节柜体的同步升降,使第 2(3)节柜体脱离煤气介质,同时用压缩空气置换残存在第 2(3)节柜体水封槽内的残余煤气,用蒸汽清扫附着在第 2(3)
7、节柜体内壁上的焦油及萘渣易燃物.如图 2,图 3 所示.使第 2(3)节柜体的裂缝完全暴露在周围无易燃易爆的大气环境中,从而实现在煤气柜不停产的情况下对其裂缝进行焊补.沈阳化工学院 1998 生图 2 挂塔机理盈挂塔斟扁担受力图图 3 挂塔后承封椿残余堞气示意图3.2 挂塔扁担强度校核(1)选择 16 根 20a 型槽钢焊接制成 12 节柜体挂塔扁担,其受力情况如图 2 所示,第 2节柜体重力 P 在槽钢中央截面引起的弯矩是:M=P?由弯距强度条件一=!得 wz竿152.83其中】=140MPaP=58226kg(第 2 节拒体自重).20a 型槽钢其 w=178cm,故选 20a 型槽钢做为
8、挂塔扁担强度足够.同理第 1 节柜体,第 2 节柜体挂在第 3 节柜体上,预制成 16 根直尉担.校核强度略.具体结构详见圈 4.瑚l景 I 景lloo70柏 l狮景铷图 4 直扁担详图图 5 拉校婢鞋长度示意图第 1 期由学宏等:湿式煤气柜裂箍的不停产扞补(2)焊接挂塔扁担焊缝的抗拉强度计算根据焊缝的抗拉公式:DDLt-2(卜 2hf)得 Lt 南/454-6mm其中:P=58226kg=156.9ar单面焊缝长度:z=+2h243.3mm, 取挂塔扁担底板长度为 260mm 满焊,其焊缝的强度足够.校核焊缝长度如图 5 所示.4 挂塔焊补方案的实施4.1 焊接设备直流弧焊机 ZX-500
9、及 ZX5.400B 各 2 台; 空气压缩机 1V 一 3181台.4.2 挂塔焊接工艺指标(1)第 1 节柜体挂第 2 节柜体压力控制在 2400Pa.(2)第 1,2 节柜体挂第 3 节柜体时压力控制在 2800Pa,以保证挂塔后气柜起升的可靠性.4.3 补焊中的焊接形式转换以第 2 节柜体 78 柱之间高 15.5m 处的 l9OOmm(长)1mm( 宽)裂缝补焊为倒.平焊及立焊易于实现.仰焊很困难.改用加焊钢带将仰焊改为平焊.钢带宽度为 10mm,厚度为 3mm.如图 6 所示.其焊接形式先平焊锕带 ,再平焊 200mm2000mm的钢板.解决了仰焊问题.4.4 柜体补焊后的质量检查
10、(1)降柜体拆除所有的扁担,焊补恢复水封立板.使柜体达到正常起升条件.(2)升柜体检查第 2,3 节柜体补焊焊缝的质量.其方法是查看水槽中是否有气泡产生等.检查结果表明补焊合格率为 100%.5 煤气柜裂缝焊补后的效果评价(1)消除了重大火灾隐患,改善了工人的操作,维修环境,减少了煤气泄漏损失.(2)煤气柜裂缝停产进行焊补,安全可靠性差,所需各种费用(设备,材料,措施等)大,粗算约 40 万元;而对煤气柜裂缝不停产进行焊补,安全可靠性好,所需各种费用仅为 10 万元.r, 能作图 6 水封板处焊接形式转换圉沈阳化工学院 l998 年二者比较可为企业节支 30 万元.(3)气柜储气能力增加.煤气
11、柜起升高度由原来的低于 13m 升高到20.5m,增加有效容积 10000,有利于市街气量的调配,(4)在不停产的情况下补焊煤气柜.填补了省内空白.(5)今后要进一步研究在水封槽内的焊补裂缝方法.保证气柜的每一处裂缝都能得到及时有效的焊补.参考文献l 化工测量仪表)编写组编化工覆 I 量仪表.上海: 上海科学技术出版社.19802 苏翼林主编材料力学北京:人民教育出版杜,19793 田锝唐主编.扞接结构.北京:机械工业出版,19glFissureSWeldingofWetGas-BoxunderProductionYouXuehongZhangChanglinWangJicshengUWerL
12、hua(ShenyangCityCokingGasPlant.Shenyang110026)ABSTRACTTheprincipleandprocedure0frepairingwetgasboxbyusingconnectingrodweldingweredescribed.Inordertorepairgasboxfissuredunderproduction,twogasboxwerejointedwithconnectingrods,sandwichgasinwatersealtroughwasblow0ffwithvapororcompressedair,thenweldingwascarriedoutdirectly.Thetechniquesimplifiesworkingprocessofgas-boxwelding,improvesworkingcondition0foperators.eliminatesdangerfromfire.andincreasesproductioncapacity0fgas-box.Keywords:gasbox;fissure;welding;re.pai t
