高温高压波纹伸缩节在线修复法

屈 娜

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪 335424)

高温高压波纹伸缩节在线修复法

屈 娜

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪 335424)

以冶炼烟气管道波纹伸缩节使用情况为例,介绍波纹伸缩节工作原理及使用过程中出现的问题,并对其修复方法进行研究改进,改进后的技术可广泛应用于各行各业,为类似高难度伸缩节的修复提供参考。

波纹伸缩节;泄压包焊法;修复

1 概述

含硫矿石在冶炼焙烧过程中产生大量的烟气,其中富含 SO2及其他有害物质。这些烟气在制酸系统中经过净化、干吸、转化、工序后生成硫酸。在转化工序中,转化器各层出口烟气温度比较高,达 400～600℃,压力高达 10～25KPa,运行环境较差。为了保护转化器,在各层出口管道上安装了耐高温高压的不锈钢波纹伸缩节[1]。本文主要以转化器出口波纹伸缩节为例,介绍使用过程中出现的问题及修复方法。

2 不锈钢波纹伸缩节的工作原理

2.1 不锈钢波纹伸缩节结构

基本结构包括依次连接的左接管、伸缩节和右接管。其特征在于:在波纹管伸缩节处设置一个内支撑筒,左接管、伸缩节和右接管与内支撑筒组成伸缩节密封腔,密封腔内设置有弹性密封体。所述的伸缩节密封腔是在内支撑筒与左接管或右接管的接触面设置定位挡环和固定板,弹性密封体设置于定位挡环和固定板之间,弹性密封体中间设置铸铁环分隔;内支撑筒与左接管或右接管的另一个接触面焊接[2]。

2.2 工作原理

波纹伸缩节:也称补偿器、膨胀节,主要为保障管道的安全运行。其工作原理是:波纹伸缩节的主要弹性元件为不锈钢波纹管,依靠波纹管伸缩、弯曲来对管道进行轴向、横向、角向补偿。其作用主要有:(1)补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。(2)吸收设备振动,减少设备振动对管道的影响。(3)吸收地震、地陷对管道的变形量。

2.3 主要性能参数

表 1 转化器出口波纹伸缩节主要性能参数

3 故障解决方法

3.1 故障现象

由于各种因素的影响,转化器出口伸缩节会出现开裂现象,致使大量 SO2、SO3等有害气体外泄,不仅影响了生产,而且严重污染了周围环境。

3.2 原因分析

经分析发现导致伸缩节易泄漏难修复的主要原因是:

①使用环境特殊:在高温高压烟气冲击下,波纹伸缩节易扭曲变形,拉裂在所难免。

②产品结构有局限性,厚度仅有2mm。

③高温高压下,用速成钢堵并进行常规焊补时,焊条极易被融化吹开,修复难度大。

3.3 解决方法

转化器出口烟气属高浓度有害气体,当伸缩节拉裂后,烟气迅速喷涌而出,严重污染环境,而且拉裂程度会不断快速加剧,故需立即修复,但由于温度高、气压大、裂痕深、伸缩节材质薄等因素,修复难度非常大。常见的修复方法有两种。

3.3.1 直接更换

更换转化器出口波纹伸缩节 1个需要人民币150000.00元,价格昂贵,而且更换 1次需要停车 3天,系统作业率严重受到影响。

3.3.2 常规焊补

①在线常规焊补。在不停车的状态下,利用速成钢堵塞后进行焊补。但由于波纹伸缩节比较薄(2mm),且高温高压烟气不断冲击,刚刚焊接上去的不锈钢焊条即刻便被熔化或吹开,在线焊补难度大[3]。

②停车焊补。在停车的状态下进行零压焊补,焊补过程很顺利,较短时间便完成了,但是开车后不久,裂痕再次出现,停车焊补效果不佳。

3.3.3 在线卸压包焊法

在这些修复方法基础上,我们进行了研究改进,最终确立了一套行之有效的修复方法:在线卸压包焊法。即制作一矩形不锈钢钢板,在其正上方设置一带阀泄压管,将此钢板焊接在波纹伸缩节周围,两侧用提前制作好的不锈钢弧形板进行密封(见图 1)。由于整个焊补程序是在系统正常运转的情况下进行的,因此当焊补进行到最后一点时,烟气集中释放,气压迅速增大,使焊补程序无法正常进行下去。此时,只需打开泄压阀进行泄压,焊补完毕之后关闭泄压阀即可。这样,就完全解决了高温高压在线修复伸缩节难的问题。

图 1 在线泄压包焊法示意图

3.4 效果评价

在线对波纹伸缩节包焊过程中,施工环境比较恶劣、施工质量要求较高,板材制作、焊补及后续的查漏工作均需要认真仔细的进行。修复结束后,经跟踪生产发现,在温度压力变化较大的情况下,焊缝没有出现再次泄漏。

4 结语

此修复方法简单易行,实用性及推广性极强,且无需停车,有效地解决了生产中的跑、冒、滴、漏问题,减少了有毒有害气体对环境的污染;由于实现了在线修复,使系统作业率不受影响,保证了正常生产。

REFERENCES

[1] 张洪源,周少义.化学工业[M].化学工业出版社,1980.

[2] 刘俞铭.波纹管设计计算与生产新工艺新技术实务全书[K].北方工业出版社,2006.

[3] 刘少武,齐焉,赵书起,丁汝斌.硫酸生产技术[M].东南大学出版社,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,陕西商洛人,大学本科,研究方向为冶炼烟气制酸及工业废水的处理,E-mail:roarooo@163.com