外导架直升式煤气柜的检修施工

2012-08-29高志凯王建国

化工设计通讯 2012年3期

关键词：胶棒气柜漏点

高志凯，王建国，邓江

（中化吉林长山化工有限公司，吉林松原 138000）

外导架直升式煤气柜的检修施工

高志凯，王建国，邓江

（中化吉林长山化工有限公司，吉林松原 138000）

介绍10 000m3煤气柜漏点出现的原因，堵漏技术方案、实施过程及效果。

气柜；设备检修；技术方案；堵漏

1 修前预检

为掌握煤气柜的实际情况，有针对性地制定检修方案和施工，检修前我们组织技术人员、检修人员对煤气柜进行了较为全面、细致的检察。将煤气柜表面清理后，首先采用超声波测厚仪对煤气柜进行全方位、多点测厚，疑问点、连接处等重点部位必须测量、记录；之后，用泄漏检测仪对煤气柜进行泄漏检测，用着色探伤检测表面缺陷。经过检查、测量和探伤，煤气柜的状况是，气柜壁板整体状况良好，平均厚度在3．3mm到4．2mm之间，气柜主体并未明显减薄；在钟罩及钟节一发现小漏点共计34处，其中裂纹7处，均发生在焊缝附近，裂纹呈延焊缝走向，最长的裂纹180mm，宽0．8mm；其他27处漏点大多呈不规则椭圆形漏点，最小的仅为2～3mm，最大漏点为直径50～70mm的孔洞。根据检查、测量和探伤记录，绘制出煤气柜缺陷（漏点）分布图，为分析煤气柜技术状态、编制检修施工方案和检修施工提供依据。

2 煤气柜出现漏点原因分析

根据煤气柜缺陷（漏点）分布图，煤气柜漏点有裂纹和孔洞两类。

2．1 裂纹原因分析

煤气柜上的裂纹明显呈延焊缝走向，表明与焊接的密切关系。因煤气柜操作压力很低，故导致裂纹发生的主要原因应是焊接应力。

2．2 孔洞原因分析

煤气柜孔洞多分布在煤气柜内部环形支撑梁附近及气柜密封水槽水面附近。内部支撑梁附近是受力较大的部位，既有焊接应力又有支撑作用力，同时又与水煤气接触。

结合煤气柜的防腐结构、施工过程，对煤气柜孔洞分布区域进行力学和介质环境分析，导致煤气柜出现孔洞泄漏的原因如下。

（1）气柜内部环形支撑梁部位孔洞

在对煤气柜防腐施工过程中，因气柜内部环形支撑梁部位不能完全进行防腐处理，设备防腐存在不足；气柜壁面存在成分、力学等微观差异；同时，煤气柜的工作介质是半水煤气，含有水分以及氧气、二氧化硫、硫化氢等腐蚀性组分，当气体介质与潮湿容器壁接触时，出现不同电极电位的区域，发生电化学腐蚀，导致防腐缺陷部位局部出现腐蚀，由内向外发展直至出现孔洞。

（2）气柜密封水槽水面附近孔洞

当前许多无线收发系统的射频前端电路,如3G与4G手机、蓝牙及WLAN等,已经逐渐采用系统级封装方式,以实现功率放大器模组与天线切换开关模组等的微型化。在电子系统中,片外组装的无源元件占据了可观的面积,成为系统尺寸进一步减小的瓶颈。缩小无源元件的尺寸以减小元件所占据的空间是目前急需解决的问题[1]。基于多层薄膜技术的集成无源元件IPD(Integrated Passive Device)由于其相较于分立无源元件具有尺寸小、高频特性好、可靠性高、设计灵活、成本低的优点[2],正在军事、航空、医药、照明、消费电子等应用中不断地取代传统的分立无源元件。

气柜环形水封部位防腐漆由于处于水封槽水中，长期经受风干、浸渍作用，造成局部防腐漆脱落，导致防腐漆失效，由于近年为保证生产达标，提高了设备运转周期，未能及时进行防腐维护，使煤气柜水封槽水位部分表面裸露，与水封中溶解不同浓度氧的水形成氧浓差电池，即发生水线腐蚀，导致气柜水槽壁板腐蚀，该腐蚀由外向内发展，直至出现孔洞，成为漏点。漏点附近的焊接应力集中，对腐蚀起加速作用。

3 堵漏技术方案与实施

3．1 堵漏技术方案的确定

根据公司生产情况、煤气柜缺陷状况、操作压力、结构特点以及维修方便，确定堵漏技术方案。方案的技术手段是采用应急修补剂进行堵漏。采用的应急修补剂（可赛新带压堵漏胶棒），其主要物理机械性能为温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%，抗压强度96．6MPa，剪切强度12MPa，弯曲强度33．9MPa。

为确保堵漏技术方案的安全可靠性和可实施性，先进行修补剂胶棒堵漏实验和煤气柜应力计算。截取长度500mm、φ57mm的碳钢管一根，在管壁上开出三处形状不规则大小适中的孔洞（孔洞平均直径20mm），打磨出一道长150mm宽4mm的缝隙后，进行外表面清理，使孔洞及缝隙周边20mm范围内无锈蚀，无杂质，表面见金属光泽；涂抹修补剂，管子两端以6mm碳钢板焊接封堵，其中一端焊接打压接头进行打压试验。当试验压力达到1．58MPa时，缝隙涂胶处破裂。此时，堵漏胶缝所受应力为：

可见，σθ2＞σθ1

即采用修补剂胶棒进行煤气柜堵漏是能够满足强度要求的，确定的堵漏技术方案是可行的。

3．2 堵漏技术方案的实施

（1）直接用修补剂胶棒进行煤气柜堵漏

用修补剂胶棒进行煤气柜堵漏，实施方案的基本步骤是，对漏点及其周边50mm的范围进行清理，达到无锈蚀，无杂质，表面见金属光泽；涂抹修补剂，控制涂抹速度，避免气体进入；固化后检查、清理多余的修补剂。

煤气柜检修直接采用堵漏胶棒成功对漏点中的3处裂纹，12处漏点进行了封堵。

直接用修补剂胶棒进行煤气柜堵漏的好处是，修理工艺简单，没有焊接过程，可避免焊接应力对设备的影响腐蚀。

（2）用修补剂胶棒和卡具组合堵漏

对于面积较大的漏点，在用修补剂堵漏的基础上，制作专用卡具提高堵漏的效果，所用工具、卡具及实施过程如下。

图1 组合堵漏结构（打卡子）示意图

针对漏点制作“丁”字型螺栓；在对漏点实际测量后，截取长度大于孔洞1／3、30°的角钢或直径16mm钢筋与M12×40全螺纹螺栓进行焊接；准备大于孔洞面积的正方形铁板，厚度为1～2mm均可，在中间位置开直径13mm的孔，同时准备厚度10mm的等面积橡胶板，中间开直径13mm孔；实施中首先将“丁”字型螺栓两端先后放进气柜漏孔中，左右均匀，挂靠实稳，然后涂抹修补剂，再用橡胶板与铁板由外穿套螺栓，用螺帽把紧，示意如图1。

对裂纹较长的漏点，采用制作螺栓挂钩配合长尺寸钢筋，多点挂拉，然后涂修补剂外压橡胶板及铁板的做法，同样达到效果。

煤气柜检修采用卡具堵漏效果明显，处理19处，对其中的4处长裂纹进行再处理，完全堵塞住漏点，对气柜泄漏的控制有关键作用。