大型不锈钢储罐内壁机械抛光工艺研究

2012-04-01王永庆大庆炼化公司工程管理部黑龙江大庆163411

长江大学学报(自科版) 2012年10期

关键词：抛光机内壁储罐

王永庆 (大庆炼化公司工程管理部，黑龙江大庆 163411)

大型不锈钢储罐内壁机械抛光工艺研究

王永庆 (大庆炼化公司工程管理部，黑龙江大庆 163411)

针对大庆炼化公司丙烯酰胺装置中大型不锈钢储罐内壁抛光处理工程，阐述了机械抛光工艺的原理、流程、施工注意事项和质量控制及安全环保措施，以期为大型不锈钢储罐内壁的抛光处理提供参考。

大型不锈钢储罐；机械抛光；工艺

随着化工产业的发展，作为化工原料、产品储存容器的不锈钢立式储罐得到广泛应用。由于许多化工原料及产品的特殊性，对不锈钢储罐内壁的粗糙度提出了比较高的要求，所以必须对储罐内壁进行抛光处理。抛光作为一种表面处理技术，已经广泛地应用于化工、药品、食品等领域的大型容器及管线的内壁处理中。大庆炼化公司丙烯酰胺装置安装工程中有大型不锈钢储罐(3台1000m3不锈钢储罐及2台100m3不锈钢储罐)的内壁需要进行抛光处理，为缩短工期、降低施工难度(避免高空作业)和保证施工质量，确定使用机械抛光工艺并成功在现场实施。下面，笔者对不锈钢储罐机械抛光工艺进行阐述。

1 工艺原理

机械抛光的原理是使用抛光轮在不锈钢表面作高速旋转，并施加以一定的压力，导致不锈钢表面因摩擦作用而产生高温，使被抛光表面形成一层“加工变质层”。此外，在摩擦力的作用下，不锈钢表面的某些凸出部分被削去，同时不锈钢表面产生塑性变形，使凸起部分被压入或移动一段距离后填入凹陷部位。这种削凸填凹的整平过程反复以高速进行，最终达到如下效果：①去掉板材表面的毛刺、锈蚀、孔眼、划伤、焊瘤、焊渣、焊缝波，以提高表面平整度;②减少表面粗糙度，使不锈钢表面光洁，防止丙烯酰胺因粘壁、挂料而聚合;③通过去除杂质和改变表面介质性能，从而增强不锈钢表面抗腐蚀的能力。

2 工艺流程

1)粗抛采用80#～120#的金刚砂轮对工件表面进行磨削、磨光或研磨，用来除去表面的毛刺、划痕、锈痕、氧化皮、焊道余高、焊瘤、焊渣等。操作时不要用力太大，去除表面氧化层，露出金属光泽即可，对罐壁接管等有棱角的部位，打磨成圆滑过渡。粗抛磨削量较大，为细抛做准备。一般粗抛1遍即可。

2)细抛采用180#的金刚砂轮和千叶轮对经过粗抛的表面进一步加工，除去粗抛时留下的划痕，产生平滑至中等光亮的表面。操作时将工件表面划分成若干个区域，区域宽度视操作者及操作工具而定，一般在1m左右，所有的操作者应使抛光机沿同一方向做往复运动，保证抛光纹路的一致性。细抛磨削量小，可得到较平整表面，从而为精抛打好基础。细抛时，最佳的抛光轮线速度应为13～30m/s，为此应对抛光轮的直径和抛光机的转速进行合理搭配。一般细抛2遍。磨光后，表面粗糙度Ragt;0.8μm[1]。

3)精抛采用涂有抛光膏的240#～320#纤维轮和布轮(布轮使用后要单独存放，以免受到金刚砂粒沾污后导致抛光面出现划痕)。对不锈钢储罐表面进行抛光。通过该流程可以进一步降低不锈钢表面粗糙度，达到微观整平的目的，其表面粗糙度Ra≤0.4μm，因而可以获得十分光亮的表面。抛光膏不足时，要及时进行补充，同时让抛光机沿同一方向做往复运动，保证抛光纹路的一致性。此外，精抛时中途不要长时间中断，以保持板材表面较高温度，因为温度较高时精抛效果更好。精抛时，最佳抛光

轮线速度为30～35m/s。一般精抛3遍。磨光后，工件表面粗糙度Ra≤0.4μm[1]。

4)抛光检测采用CLA(中心线平均值)法进行检测，检测时将袖珍式粗糙度检测仪在不锈钢储罐表面进行横向移动，记录峰谷的变化幅度。CLA值越小说明表面越光滑。不锈钢储罐顶板平均每张板测量不少于2点，每条焊缝位置任取2点进行检测，检测值不超过规定值为合格。不锈钢储罐壁板每张板测量不少于5点，每条纵焊缝位置任取2点、环缝位置任取5点进行检测，检测值不超过规定值为合格。不锈钢储罐底板每张板测量不少于5点，每条焊缝位置任取5点进行检测，检测值不超过规定值为合格。抛光后的工件表面粗糙度Ra不应大于0.4μm，允许工件边缘及孔眼周围有不明显的变形，但不允许抛光后工件表面有污物、手印、残余的抛光膏及抛光后的磨轮道等。

3 施工注意事项

1)抛光轮的使用抛光轮是工艺实施的重要工具，在施工中应注意一下几点：①抛光前要仔细调整抛光轮平衡度，若中心孔位稍有偏差，抛光时抛光轮会偏摆、跳动，引起抛光机主轮振动，轴承会发生不正常的磨损，既影响磨光轮的使用寿命，也使抛光质量无法得到保证。因此，抛光轮必须调试合格后方可投入使用。②在换同型号抛光轮前，为了保证抛光纹路的一致性，应将新抛光轮在与抛光工件成分相同的废料上试用，检测合格后才能正式使用。③在换不同型号抛光轮前，必须用清洁液进行仔细擦拭以除去可能留在抛光表面的沙砾。④抛光轮直径越大时线速度越快，但线速度过快对工件表面局部不规则部位的抛光可能不到位，为此需要减小抛光轮的旋转速度或使用较小直径的抛光轮。

2)施工工序 ①由于对不锈钢储罐采取倒装施工方法，所以应在每一圈壁板焊接、探伤后进行抛光处理，且每一圈壁板抛光完成后才能起罐；罐顶盖应在整体吊装前将内壁抛光处理完毕,待罐顶板吊装焊接后，再对顶板与壁板之间的焊缝进行抛光处理。②在罐内安装机械顶升机及工装夹具时，应给抛光施工留有足够操作空间，尽量避免抛光时进行高空作业。③在罐顶板和罐底板抛光时，应合理安排施工人员，尽量避免已抛光表面被二次污染。④对罐壁结合管部位应结合实际情况随时进行抛光，以不影响施工进度和避免高空作业为准。此外，应在罐壁进一步提升前，将罐壁上的所有附件焊接完，以利于罐壁抛光作业一次性完成，从而避免重复作业。

4 质量控制及安全环保措施

1)质量控制措施 ①对施工作业人员进行必要的安全和技术培训，考核合格后方能上岗;②抛光前应认真检查罐板质量，及时处理罐板缺陷，以免影响抛光质量或漏抛;③严格按照抛光程序进行施工，每抛一遍后进行检测，检测合格后再进行下一遍抛光;④确保抛光材料的进货质量，认真做好进货记录，材料分类分批次保管，严把质量关。

2)安全环保措施 ①操作人员进入施工现场前必须穿好工作服，正确配戴安全帽、口罩、耳塞和眼镜，进行抛光作业时应穿软底胶鞋，穿戴鞋套。登高作业(不低于2.0m)时一定要系好安全带，安全带的另一端要系在牢固的地方，高挂低用;②用电设备必须接地接零保护，配电箱内设漏电保护器;③使用抛光机前必须检查有无破损及漏电现象，试运转后方能使用。维修或搬运电气设备前，必须先切断电源，电气设备使用完毕必须关掉电源;④为保证储罐内通风良好，必须在罐顶入孔处安置轴流风机，通过轴流风机可以及时排出抛光过程中产生的粉尘;⑤施工中产生的粉尘和污水以及不能继续使用的抛光轮等应集中回收并按规定处理。