工业炉衬里喷涂工艺应用

杨建龙 匡 群（中石油第二建设公司,甘肃 兰州730060）

1 工程概况

兰州石化公司炼油厂连续重整装置1998年10月建成投产使用。四合一炉子设计温度是400℃，工作温度是300 ℃，衬里原设计为喷涂纤维衬里。在2012年9月小修时发现衬里局部有裂缝、起鼓现象。根据四合一炉的现场情况对衬里损坏部分进行修补。

2 原因分析

衬里使用时间较长，在使用过程（特别是开停工过程）中热冷变化引起的细小裂纹或由于施工缺陷产生细小的孔隙。炉内烟气通过这些地方窜入，进入到内衬及炉壁表面。内外温差较大，在保温钉上不断有液体产生，并有燃料油燃烧产生的酸性介质，形成露点腐蚀现象。实践表明，不锈钢焊接处更容易受到腐蚀。从衬里拆除时现场保温钉的情况（见图1和图2）可以看出，在保温钉上靠近炉壁一侧约150mm的区域内有不同的腐蚀性介质的结晶物；由于保温钉被腐蚀，当无法承受内衬牵引力时与炉壁脱开，衬里出现空鼓，随着大量烟气的涌入，衬里破坏的范围会逐渐扩大。

图1 拆除保温钉

图2拆除保温钉焊接处断面图

3 施工工艺

采用外混式喷涂设备，喷涂棉（即耐火纤维）经喷涂设备预处理后，经高压风输送到喷枪中喷出，与喷枪周边中喷嘴喷出的雾化喷涂胶在空气中均匀、高速混合后直接喷射到作业面，一次成形为耐火纤维衬里。

喷涂纤维施工主要的技术参数：空气压力为：0.2~0.3MPa;喷涂胶输送泵压力为：0.2~0.4MPa;喷枪与作业面间距为:0.5~1.0m，喷涂层的体积密度在150~300kg/m3。

4 方案优化

4.1 施工一般顺序

搭设满堂脚手架→拆除原衬里→钢板表面除锈→按规范要求焊接保温钉→检查验收保温钉→相应部位衬里施工→养护检查验收

表1 四合一炉衬里体系优化

4.2 主要施工要点

4.2 .1 保温钉施工

保温钉焊接前在炉壁上进行划线,成梅花状布置。保温钉距炉壁焊缝宜不小于50mm，宜在两直段外侧施焊，每侧焊缝长度为25mm，垂直度为≤4 mm，高度误差±2mm，间距误差±5mm，与炉壁焊缝焊脚高度≥6 mm[3]。

4.2 .2 喷涂纤维施工应满足《隔热耐磨衬里技术规范》（GB50474-2008）。喷涂过程中遇炉壁板开口处应严格按要求尺寸留孔,有套管处应先堵上,施工后拆除堵塞物,保证套管畅通。

4.3 方案优化见表1。

5 质量控制

5.1 炉体密封性检查

主要是检查炉体主体结构与配件及辅射室炉顶焊缝密封性能。

炉壁或炉顶焊缝如果漏水，纤维衬里就会吸收大量水分而增加自重，当自重大于喷涂层间粘结力时衬里会脱落，影响衬里的整体性和使用寿命。

5.2 表面处理

按《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB/T8923-1988)进行验收[2]。表面处理应达到Sa2.5级质量指标的要求[1]。

5.3 保温钉焊接

保温钉质量直接影响衬里的稳定性，因此要求保温钉在根部两侧满焊，焊透且不咬肉。检查保温钉质量时用0.5kg铁锤逐个敲击，保温钉应发出铿锵的金属声音。每4m2抽检一个保温钉，锤击该保温钉端部，并打弯90°应不断裂[3]。

5.4 喷涂压力和方向

喷涂前要试喷；喷涂时要求熟练工人操作。喷涂时随时调整喷涂压力,喷涂压力适宜并起到压紧收拢作用并使衬里一次成形。因此喷涂方向会很重要,一般要求垂直表面，可控制在与作业面60°~90°，角度过大会形成“浮尘”，喷涂层松散而形成空鼓甚至坠落现象。

5.5 衬里表面处理

由于工业炉内有高温气流,衬里表面必须经过处理以减少气流阻力,保护衬里使用寿命。在喷涂衬里初凝前用木抹子进行按压刮平，进行压光处理。

6 结语

1、本例在施工中主要着眼于衬里的可靠性和完整性,施工的系统性和施工方法的先进性。

2、使用氢凝防腐涂料可起到防水和防腐作用，对保温钉和喷涂衬里起到有效保护作用。

3、喷涂中加设不锈钢丝20#(淬火处理)目的是增加衬里的稳定性和整体性。

4、自2012年9月份检修至今，使用效果良好，保证了装置长期稳定运行。

[1] SH3022-2011石油化工设备和管道防腐蚀技术规范[S]，化工工业出版社,2012.

[2] GB50224-2010建筑防腐蚀工程施工质量验收规范[S]，北京：中国计划出版社,2011.

[3] GB50474-2008隔热耐磨衬里技术规范[S]，北京：中国计划出版社,2009.