羅曉敏
(中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì) 北京100711)
【摘要】固定煙罩所處生產(chǎn)環(huán)境惡劣，需修復(fù)頻率很高；同時(shí)固定煙罩結(jié)構(gòu)復(fù)雜，修復(fù)難度較大。從材料管理、平臺(tái)搭建、胎架制作、煙罩就位、尺才復(fù)核、部件拆除、部件清理、受熱面管彎制、質(zhì)量檢查，通球試驗(yàn)與彎管吹掃，從受熱面管安裝、焊接，從鰭片安裝、焊接，從拉蒙管安裝、管帽安裝焊接以及罩體整體熱處理等方面詳細(xì)地介紹了固定煙罩離線修復(fù)技術(shù)的內(nèi)容及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過固定煙罩離線修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，有效延長了汽化煙道 使用壽命節(jié)約了成本。
【關(guān)鍵詞】 轉(zhuǎn)爐；固定煙罩； 離線修復(fù) ；冶金企業(yè)
1引言
轉(zhuǎn)爐汽化煙道管子內(nèi)壁承受水汽的熱應(yīng)力及外壁的溫差應(yīng)力，加之受熱面管受熱不均和水動(dòng)力及偏差等影響，會(huì)不同程度地影響爐管熱平衡效果，導(dǎo)致管子使用壽命縮短。到達(dá)爐役周期后，汽化煙道要進(jìn)行離線修復(fù)。其裙罩結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單,修復(fù)難度較小,但固定煙罩結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)有上聯(lián)箱、下聯(lián)箱、密排管，通過上升、下降管與汽包、高壓熱水循環(huán)泵相連接,屬高壓強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng),修復(fù)難度較大。下面主要對(duì)固定煙罩修復(fù)技術(shù)進(jìn)行闡述。
2固定煙罩離線修復(fù)技術(shù)
2.1材料管理
2.1.1 材料預(yù)算及材料入庫臉收
(1)受熱面管子的選用應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定，并嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)說明的要求和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)檢查驗(yàn)收。
(2) 修復(fù)所用的管材和焊材必須經(jīng)檢查部門按JB/T 3375—2002的規(guī)定進(jìn)行材料復(fù)檢,復(fù)檢項(xiàng)目為:表面質(zhì)量和尺寸檢查、化學(xué)成分分析、室溫 拉伸試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)、脫碳層檢驗(yàn)、實(shí)際晶粒度測(cè)定、顯微組織檢驗(yàn)。復(fù)檢合格后才能使用，并單獨(dú)存放。
(3) 注意受壓元件材料的標(biāo)記。受壓元件材料的標(biāo)記移植按有關(guān)規(guī)范或《標(biāo)識(shí)和可追溯性控制程序》執(zhí)行。
2.1.2 材料復(fù)檜、發(fā)放
(1)對(duì)?38 mm x 5 mm無縫鋼管進(jìn)行材料復(fù)檢,復(fù)檢切取長度L=500 mm,每一爐批號(hào)一件,檢查項(xiàng)目按GB 5310—1995執(zhí)行。
(2)制作平臺(tái)、胎架所用的材料應(yīng)保證其強(qiáng)度要求,可利用邊角余料或近似規(guī)格材料代替使用。
2.2平臺(tái)搭建、胎架制作
(1) 煙罩修復(fù)應(yīng)在平臺(tái)上進(jìn)行,搭建的平臺(tái)應(yīng)平整(用水平儀檢查)、牢固，保證部件拆除、安裝過程中不會(huì)發(fā)生變形,減少形位尺寸誤差。
(2) 胎架分為內(nèi)外胎架，以內(nèi)胎架為主，輔以若干支撐，胎架要求焊接牢固，首先要保證能固定上下聯(lián)箱，并保證煙道各部件的安裝角度和總體尺寸，便于拆卸和安裝,胎架中部分結(jié)構(gòu)等煙罩放好后再安裝焊接。
(3) 在平臺(tái)上根據(jù)圖紙尺寸和煙罩現(xiàn)有結(jié)構(gòu) 放出煙罩地樣，并打上樣沖眼，用油漆作好標(biāo)記，以備在后續(xù)工序中作為檢查依據(jù)。
(4)考慮到罩體焊接收縮變形,搭建胎架時(shí)需預(yù)留一定的余量，胎架罩體部位中心宜徑幾何尺寸允許偏差為0~+5 mm。
2.3煙罩就位，尺寸復(fù)核
將煙罩吊運(yùn)至修復(fù)平臺(tái),安放在胎架上，對(duì)煙罩的總體尺寸與前道工序中所放地樣進(jìn)行復(fù)核檢查，準(zhǔn)備拆除。
2.4部件拆除
2.4.1 結(jié)構(gòu)件拆除
整體切割拆除圈梁牛腿。先清除圈梁牛腿上的耐火泥、積灰和爐渣。圈梁由兩部分組成，其連接位置分別位于煙罩0°和180°位置處，沿原有焊縫切割圈梁和連接板，切割完畢后單獨(dú)存放在平整位置處。
2.4.2 旻壓元件拆除
2.4.2.1整體切割進(jìn)出水接管組件
進(jìn)出水接管組件各兩組，分布在煙罩90°和360°位置上。先清除干凈聯(lián)箱短管與進(jìn)出水接管連接焊縫處的積灰和結(jié)渣。人工清渣時(shí)不得破壞煙罩上的原有結(jié)構(gòu)，然后用樹脂切割機(jī)沿聯(lián)箱上接管的對(duì)接焊縫位置小心切割，切割下來的進(jìn)出水接管單獨(dú)存放，然后從聯(lián)箱上接管的根部(避開聯(lián)箱5 mm左右)開始用火焰切割接管,以免破壞聯(lián)箱管子。敞開切割時(shí)應(yīng)防止其它異物掉到管子里面，對(duì)不慎掉進(jìn)聯(lián) 箱里的熔渣和其他異物應(yīng)及時(shí)用手或小磁鐵掏出， 清理干凈,并對(duì)管口作臨時(shí)性密封。
2.4.2.2切割下聯(lián)箱管帽
清除干凈短管與管帽接口處的積灰和結(jié)渣，沿原焊縫切割管帽,切割數(shù)量按每4~5個(gè)管帽切取1個(gè)，切割下來的管帽用小桶集中存放，敞開的管口應(yīng)及時(shí)用管帽封住。
2.4.2.3切割受熱面管
(1) 先檢查罩體,對(duì)有裂縫、裂紋、壓扁、鼓包、補(bǔ)焊等缺陷的管子按組進(jìn)行更換,然后對(duì)剩余部分用測(cè)厚儀逐根測(cè)量,測(cè)繪點(diǎn)分別位于下彎頭處， 距下彎頭100mm處、距下彎頭500 mm處。出具測(cè)厚報(bào)告。
(2)拆除時(shí)，先對(duì)該區(qū)域用內(nèi)外箍板點(diǎn)焊加固、定位,下部設(shè)置墊板，然后沿拆除管件一側(cè)的連接焊縫切割鰭片,注意不要損壞旁邊不更換的管子。出 水聯(lián)箱保留的短管長度不宜小于50 mm,進(jìn)水聯(lián)箱沿管座焊縫處切割。鰭片切割處不更換的管子一側(cè)要打磨，去除熔渣和殘余鰭片。
受熱面管全部更換時(shí)，進(jìn)水聯(lián)箱沿管座焊縫處切割，出水聯(lián)箱保留一段短管后切割(保留在聯(lián)箱上的短管長度應(yīng)不小于50mm,若由于結(jié)構(gòu)上的原因可適當(dāng)放寬,但最短不小于20 mm),換管對(duì)應(yīng)的180°彎頭重新制作。拆除過程中不得破壞聯(lián)箱管子,聯(lián)箱上管子、彎頭拆除部位要打磨光潔。
2.4.3拆卸拉蒙管
拆卸與否、拆卸位置及拆卸數(shù)量根據(jù)實(shí)際修復(fù)情況決定。拉蒙管與下聯(lián)箱上的管座依靠螺紋聯(lián)結(jié),拆卸時(shí)應(yīng)采用專用旋轉(zhuǎn)扳手小心輕力旋轉(zhuǎn)，最大旋轉(zhuǎn)力矩不超過160N·m。按修復(fù)確認(rèn)部位，選點(diǎn)抽樣拆卸拉蒙管，觀察拉蒙管的內(nèi)外結(jié)構(gòu)情況,如果拉蒙管存在堵塞或損壞，應(yīng)取出更多的拉蒙管或全部取出逐個(gè)檢查，若是拉蒙管滿足使用 要求可以不拆。對(duì)拆卸下來的拉蒙管應(yīng)逐個(gè)檢查,用器具單獨(dú)存放,用小鐵絲清除小孔內(nèi)的毛刺和堵塞的雜物。切割開的管帽管口作臨時(shí)性密封。不能使用的拉蒙管要換新品。
2.5部件清理
2.5.1 錯(cuò)構(gòu)件請(qǐng)理
圈梁牛腿要清除兩半部圈梁連接處油、銹、漆等污物,制備新的連接板和墊片,并打磨坡口。
2.5.2拉蒙管檢測(cè)、請(qǐng)理
(1) 檢查拉蒙管的使用情況,看其內(nèi)部是否堵塞，測(cè)量拉蒙管孔徑，記錄測(cè)量結(jié)果，并上報(bào)共同分析討論拉蒙管是否繼續(xù)使用。
(2)拉蒙管若不能繼續(xù)使用，應(yīng)重新制作。若能繼續(xù)使用，應(yīng)先對(duì)拆卸下來的拉蒙管聯(lián)接處進(jìn)行表面除銹、內(nèi)腔和孔的夾雜物清理，然后用洗滌液浸泡，最后用凈水沖洗干凈。對(duì)重新制作的新品也應(yīng)檢測(cè)拉蒙管孔徑,并用凈水沖洗。
2.5.3 受壓元件的請(qǐng)理、準(zhǔn)備
(1)聯(lián)箱清理。煙罩下聯(lián)箱?H68mmxl0mm, 中心直徑5000mm,進(jìn)水口接管?108 mm x 7 mm。煙罩上聯(lián)箱?219mm x 13mm,中心直徑5000mm, 出水口接管?M59mmx 10mm。聯(lián)箱進(jìn)出水接口數(shù)量和分布位置如圖1所示。
(2)根據(jù)廠內(nèi)拉蒙管拆除情況和用小磁鐵從下聯(lián)箱內(nèi)吸渣情況來看，垃圾主要存留在拉蒙管下方的聯(lián)箱底部，主要為鐵屑、焊渣、氧化皮和泥狀物。用壓力水(水為廠內(nèi)生活用水，并配備一臺(tái)增壓泵0.6-0.8 MPa)，通過增壓泵加壓,所需壓力根據(jù)檢修現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作情況調(diào)節(jié),從進(jìn)水管接口注水，準(zhǔn)備沖洗。
(3) 將煙罩下方一側(cè)墊起，并用行車懸吊固定，使煙罩傾斜至適當(dāng)角度(如圖2所示)，保證2號(hào)進(jìn)水口朝上、4號(hào)進(jìn)水口朝下，然后在上方從下聯(lián)箱2號(hào)進(jìn)水口分別向兩側(cè)注入壓力水,調(diào)節(jié)壓力沖洗數(shù)次,污水、氧化鐵皮、焊渣和其他雜物從4號(hào)進(jìn)水口流出，對(duì)顆粒大用水流沖不出來的垃圾要及時(shí)用手掏出，邊掏邊沖洗。
(4)上聯(lián)箱的沖洗可與下聯(lián)箱同時(shí)進(jìn)行。
(5) 聯(lián)箱初次沖洗完成后，用內(nèi)窺鏡檢查，觀察聯(lián)箱內(nèi)部的沖洗情況。如果雜物仍未完全沖洗 干凈,應(yīng)再次通入壓力水。先將4號(hào)進(jìn)水口用堵板焊接密封,保證承受0.05 MPa水壓而不漏水，然后從2號(hào)進(jìn)水口注水灌滿，打開堵板,利用水的自身壓力再次沖洗聯(lián)箱,掏干凈雜物。
(6) 再用內(nèi)窺鏡檢查，若仍有垃圾存在，可將 煙罩放下，另一側(cè)墊起，即4號(hào)進(jìn)水口朝上、2號(hào)進(jìn)水口朝下，注水沖洗，方法同前，直到徹底清除干凈為止。
(7)聯(lián)箱清理完成后焊接蓋板密封。
(8)進(jìn)出水接管組件清理。清除干凈管口 50mm范圍內(nèi)的油漆、鐵銹、熔渣等污物，按制作要求和焊接工藝打磨坡口 ,對(duì)接管內(nèi)部進(jìn)行嚴(yán)格的清渣、吹掃, 打磨好的坡口封堵完好后存放。
(9)聯(lián)箱上各接管和管帽要按制作圖紙要求和焊接工藝進(jìn)行坡口打磨。
(10)進(jìn)出水接管制備的下聯(lián)箱接管?M08mm X 7mm、上聯(lián)箱接管?159mm x 10mm,要按圖紙制作并打磨坡口備用。
2.6受熱面管彎制和質(zhì)量檢查
(1)管子彎制：采用表面質(zhì)量合格的管子按圖紙進(jìn)行彎制，每組中1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)Q38mm x 5mm管子各1根,整臺(tái)煙罩受熱面管共96組。
(2)管子拼接:拼接管子最短應(yīng)不小于500mm, 拼接焊縫最多允許1條,焊縫必須位于直管段上，施工時(shí)應(yīng)先焊接并經(jīng)X射線探傷(探傷比例為 50%)達(dá)到D級(jí)合格后(按JB/T 4730.2—2005)才能在彎管機(jī)上進(jìn)行彎制。質(zhì)量檢查要達(dá)到表1的標(biāo)準(zhǔn)。
2.7通球試驗(yàn)與彎管吹掃
受熱面管在組合和安裝前必須分別進(jìn)行通球試驗(yàn),試驗(yàn)用球應(yīng)采用鋼球,且必須編號(hào),不得將球遺留在管內(nèi)。通球后應(yīng)做好可靠的封閉措施，并做好記錄，通球球徑為?M8.2mm(參考《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范鍋爐機(jī)組篇》DI/T 5047—95)。
彎管內(nèi)部吹掃和表面質(zhì)量應(yīng)按制作圖紙要求檢查,焊接時(shí)應(yīng)用坡口機(jī)對(duì)管口進(jìn)行坡口打磨，再用壓縮空氣對(duì)每根管子進(jìn)行吹掃，徹底清除管內(nèi)的鐵銹、積灰等雜物，然后用橡膠套管封口，吹掃與通球試驗(yàn)時(shí)質(zhì)量檢查員應(yīng)監(jiān)督并作記錄。
2.8受熱面管安裝、焊接
(1) 安裝前用坡口機(jī)對(duì)聯(lián)箱上短管接口按制作要求進(jìn)行坡口打磨，安裝焊接時(shí)應(yīng)防止鐵屑等異物掉到聯(lián)箱內(nèi)。
(2)受熱面管與短管、彎頭組對(duì)時(shí)應(yīng)采用專用對(duì)口夾具，不得強(qiáng)力組對(duì)。坡口應(yīng)盡量對(duì)準(zhǔn)、平齊。
(3)受熱面管的焊接人員須按《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》進(jìn)行考試并取得焊工合格證,而且只能在合格證的有效期內(nèi)擔(dān)任產(chǎn)品的焊接工作。焊管時(shí)應(yīng)先點(diǎn)焊定位,檢查裝配質(zhì)量,對(duì)接管口外 側(cè)錯(cuò)邊量EW0.7 mm,如有偏差,及時(shí)調(diào)整,合格后方可進(jìn)行正式焊接。
2.9鰭片安裝、焊接
(1)鰭片安裝時(shí)鰭片中心與相鄰管子中心 的偏斜不得超過1.5 mm,鰭片安裝間隙不得超過 2 mm。
(2)施焊前鋼管與扁鋼的表面應(yīng)先除去油污、鐵銹等，相互焊接部位必須光潔。
(3) 鰭片管(屏)的焊接應(yīng)由考試合格的焊工進(jìn)行。
(4)鰭片與管子的焊接，內(nèi)層管子是內(nèi)側(cè)連續(xù)焊,外層管子是外側(cè)連續(xù)焊，其余位置不焊接。
(5)在罩體45°, 135°, 225°, 315°處，罩體外圓、 鰭片和管子應(yīng)保持在同一弧面上，不允許出現(xiàn)凹凸不平。
(6) 鰭片焊接量大，罩體變形量也大，焊接時(shí)各處箍板不得拆卸，焊接采取“反向、倒退、同步、對(duì)稱”的方法，倒退間距約為500 mm,焊接時(shí)應(yīng)由兩名或四名焊工同時(shí)施焊。
2.10拉蒙管安裝、管帽安裝及焊接
將新制作的拉蒙管或清洗干凈合格的拉蒙管裝進(jìn)清理過的管座(?38mm x 9mm)里面,安裝時(shí)應(yīng)預(yù)先在螺紋相互連接處涂二硫化鉗潤滑劑，擰緊時(shí)用專用旋轉(zhuǎn)扳手小心謹(jǐn)慎擰入，最大旋轉(zhuǎn)力矩不超過160N·m。
短管、管帽按圖制備好坡口后,用專用夾具組對(duì)，坡口應(yīng)盡量對(duì)準(zhǔn)、平齊，先點(diǎn)焊定位，檢查裝配質(zhì)量,對(duì)接管口外側(cè)錯(cuò)邊量3 0.7 mm,合格后進(jìn)行正式焊接。
2.11罩體整體熱處理
罩體焊接完畢后,為消除焊接殘余應(yīng)力，需進(jìn)行整體退火熱處理。當(dāng)溫度升至300℃后,升溫速度不得超過200℃,升溫時(shí)加熱區(qū)內(nèi)煙罩任意位置的溫差不得超過120℃,加熱至620℃±20℃時(shí)保溫，保溫時(shí)間不得小于60 min,保溫時(shí)加熱區(qū)內(nèi)最高與最低溫度之差不宜超過65℃，爐溫高于400℃時(shí)，降溫速度不得超過180℃,當(dāng)溫度降至300℃及以下時(shí),不控制冷速,隨爐冷卻煙罩,具體的熱處理曲線見圖3。
熱處理完成后要對(duì)煙罩進(jìn)行沖洗和檢漏（此道工序可與廠內(nèi)水壓試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行）。
3結(jié)論
通過對(duì)汽化煙道離線修復(fù)技術(shù)攻關(guān)及創(chuàng)新裙罩、固定煙罩、移動(dòng)段下線修復(fù)工藝技術(shù)和整體退火熱處理工藝技術(shù)，徹底杜絕了 260t轉(zhuǎn)爐汽化煙道在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)管道開裂及變形的現(xiàn)象，有效延長了汽化煙道使用壽命，某鋼廠從投產(chǎn)到目前為止，所有汽化煙道均未報(bào)廢，降本增效明顯。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉義.影響轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道壽命的因素研究.工程技術(shù):全文版.2016.
[2] 余成華，徐冬敏.剖析轉(zhuǎn)爐汽化煙道使用壽命的影響因素.能源研究與利用.2012.
[3] 沙勇，張彭博.轉(zhuǎn)爐汽化煙道爆管分析及預(yù)防.中國新技術(shù)新產(chǎn)A .2015.
[4] 李強(qiáng)國，韓書娜.250噸轉(zhuǎn)爐汽化煙道穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)踐. 中國機(jī)械.2014.