浅谈云天化一废管束更换施工

试论云天化一废抽芯检修李正科(云南天鸿化工工程股份有限公司云南昆明650011)摘要：本文从第一废热锅炉检修的施工准备、施工程序，施工方法、施工内容以及施工技术要求及质量要求等几个方面，结合工程实际情况，论述了该设备的检修过程及重点部位的施工工艺。关键词：一废抽芯检修技术1序论云天化股份有限公司合成车间的两台第一废热锅炉，是70年代从美国凯洛格公司引进的30万吨/年合成氨装置中重要设备。设备安装在合成车间二段转化炉钢框架内，四周均有设备、平台等。根据工艺检修周期需要，每隔两年检修时，需把两台设备的内芯管束抽出，更换新管束后回装。两台第一废热锅炉总高约13.3米，内径为φ1.3米，管箱及充水后的管束总重约23吨，封头吊装操作约重6吨。第一废热锅炉主要由壳体和管束两大部份组成，壳体由水夹套、承压壳体、耐热层、衬板等组成。管束由外管，刺刀管、大管板、小管板、管箱组成。在每次把旧的内芯管束抽出后，还需检查内衬及耐火混凝土的情况，并根据情况进行修复，修复好后，再把经水充洗和空气吹扫合格后的新内芯管束回装入壳体，然后把上封头起吊回装，最后打紧各法兰螺栓，工艺开车后对全部螺栓进行热紧。2安装施工标准及施工准备2.1安装施工标准：《化学工业部设备维护检修规程》HG25704-93，HG25705-93；合成车间二段转化炉框架内及附近设备的布置情况；长江液压起重机起重性能表（50T）；合成车间第一废热锅炉安装资料；2.2施工准备对主框架顶部的吊装横梁进行检查，必要时进行无损检测，对主要受力的吊耳、吊轴等施工用具进行磁粉探伤检测，并出具检测报告。以上各项检验合格后设置吊装机、索具。把三台卷扬机拉到现场，用钢绳、绳卡、吊环等把卷扬机与地锚可靠连接，然后搭设卷扬机遮雨棚。再把起重吊装滑轮组件（H50×6D主起吊滑轮组、H10×2D牵引滑轮组、20T导向滑轮和10T导向滑轮等），与吊装梁上的小车和卷扬机联接起来。并把垫置设备用的枕木运往施工现场。把影响地面运输工作的各种设施作临时处理。两台新管束提前运往现场摆放。废锅抽芯专用工具箱拖运到现场，准备好拆除螺栓用的液压扳手和5吨葫芦。把抽管束用的专用支架立直，并在四周用钢管搭设操作脚手架等。用φ20的园钢制作一根长7073mm长的样棍，并在6573mm长的位置打上标记，作为刺刀管回装深度的记号。3施工程序3.1停车前的施工程序（见下页）3.2停车后的施工程序（见下页）4施工方法4.1、剌刀管清洗的施工方法：先拆除保护新管束管箱上的盲板及保管束准备程序现场施工准备程序把新管束从保护筒内抽出管束及保护筒一起吊入支架液压扳手的准备导向滑轮的设置起重吊装滑轮组件设置搭设卷扬机遮雨棚三台卷扬机设置管束重新放入保护筒测量调整刺刀管与外管的底部距离按编号回装刺刀管小管板回装设置吊装机、索具主框架顶的横梁检查主要吊轴进行无损检测放平管束及保护筒，冲氮保护用水冲洗管束外部在支架四周搭设操作架更换刺刀管的铜垫片立直抽芯专用的支架用水冲洗新管束外管内壁拆下小管板逐根抽出刺刀管旋下刺刀管锁紧螺母拆除与新管箱相连接的螺栓、吊开保护板3.2停车后的施工程序上封头吊出拆除起吊机具、工具开车后热紧螺栓拆除大管板法兰螺栓拆除蒸汽出口法兰螺栓拆除上管箱法兰螺栓,上管箱法兰螺栓复位进水口法兰螺栓复位所有螺栓按顺序打紧吊入上封头蒸汽出口螺栓复位大管板法兰螺栓复位对不锈钢内衬进行修复新的管束吊入旧的管束内芯吊出拆除废锅进水口法兰螺栓吊挂好各下降管和上升管拆除法兰口两侧保温层搭设各管口处的脚手架护上水管口的盲板。然后将刺刀管锁紧螺母编号，旋下锁紧螺母，再把剌刀管作好方位标记和编号后全部抽出，妥当存放，防止变形，最后拆下小管板。用水逐根冲洗新管束的外管内壁后把小管板回装。然后用水逐根冲洗刺刀管的内外壁。把刺刀管的铜垫片更换后，按编号回装刺刀管，装入后，将刺刀管的安装位置按原位置偏转15度，然后旋紧刺刀管锁紧螺母。紧接着测量装入深度，装入深度为样棍在6573mm长的位置，并用铜垫调整刺刀管与外管的底部距离使其达到38+6-0mm。把抽管束专用的支架立直，并在四周搭设操作架。然后用两辆吊车配合把新管束与保护筒一起立直，放入立直的专用支架内。再把束从保护筒内抽出，用水冲洗管束外部。紧接着又把冲干净后的新管束放入保护筒内，放平设备，上紧各管口盲板，冲氮临时保护。4.2、运输、卸车方法第一废热锅炉管束拆装后的运输采用40T拖车进行，装车和卸车采用一辆50T吊车和一辆25T吊车配合进行。停车前，两个新管束连同支架先运往吊装现场的适当位置摆放。4.3、管束拆除施工方法在旧管束大盖的进水管口和管箱的蒸汽出口处、上管箱法兰螺栓处搭设脚手架。拆除各法兰处保温层，用5吨葫芦吊挂好与设备相连的下降管和上升管。在各需要拆卸的螺栓上强力加注螺栓松动剂或煤油。并在每个螺母的顶端用大号钢印对各螺杆螺母进行编号，然后用液压扳手或5吨葫芦与死扳手配合，将旧管束大盖的进水管口的法兰螺栓和上管箱法兰的螺栓全部打松，拆下螺栓，整齐堆放。每组抽2颗螺栓送检测室作磁粉检测。（拆卸时，如阻力太大，可适当用气焊进行螺母加热。加热温度在100~150度左右。）用三台卷扬机配合，将上封头吊出框架，并放到地面，然后用25吨吊车将其吊到靠近一段转化炉的地方，在不影响其它设备吊装的地方放下，放下时，在封头下面放2根枕木，以保护密封面。仍用大号钢印对蒸汽管出口处的法兰螺栓和大管板法兰处的螺栓进行编号，再用液压扳手或5吨葫芦与呆扳手配合，将编好号的螺栓全部打松，拆下螺栓。整齐堆放，每组螺栓抽两颗进行磁粉探伤检测。4.4、管束吊装方法用50吨汽车吊把专用于支撑管束的钢架移置到吊装小车放下管束的地方，并在钢架四周提前搭好操作用的脚手架。用主框架设备正上方的横梁及横梁上的轨道小车进行吊装，停车前，先在轨道小车上设置一套H50×5D的吊装滑轮组为主起吊，小车与滑轮组之间采用50T吊环进行连接，8吨卷杨机为牵引动力。吊装平面简图如下：一废()管架雨棚二段转化炉一废()二废吊梁小车主框架12第一废热锅炉吊装平面布置图附图一号卷杨机号卷杨机号卷杨机小车的前进和后退采用5吨卷杨机为动力进行牵引，停车后，在旧管束上拴挂起吊钢绳，3台卷扬机配合起吊，将管束吊出壳体并移置到钢框架边缘，慢慢放下，直到整个管束落在支撑管束的钢架内，脱开卷扬机吊钩，而后用50吨汽车吊把管束吊起来，转到空地上，再用25吨吊车配合，把旧管束放平，然后用拖车拉到指定的地方。4.5、旧管束吊出4.5.1、用H50×5D主起吊滑轮组吊住平衡梁，把平衡梁与管束头部的法兰用螺栓连接，收紧主起吊滑轮组，用主起吊滑轮组将管束提升至一定高度后停机。4.5.2、利用牵引滑轮组和后溜滑轮组配合将管束移到（A）轴线侧的吊梁顶端。4.5.3、再用主起吊滑轮组将管束放到支撑管束的钢架内停机，上紧管板与钢架的联接螺栓。4.5.4、利用预先停放好的50T吊车的主钩与钢架尾部相连（吊装半径小于7米，吊臂选用18.0米，最大吊装重量20.0T,实际吊装重量不大于15.374T，钢绳选用不小Φ32.5-6×37+1双股，并采用捆绑出绳形成吊点）。4.5.5、主起吊滑轮组和50T吊车配合，空中翻身后将旧管束及钢架吊装至水平状态，同时装上40T拖车并运往设备堆场卸车（卸车用一辆50T吊车和一辆25T吊车进行）。4.6内衬修复方法在管束吊出后，将蒸汽进、出管口用塑料布封堵；对承压壳体、内衬和气体分布器进行检查，并对检查出的缺陷进行修复。4.6.1、内衬修复时，用碳弧气刨把旧的内衬割小取下。并拿出，然后检查耐火混凝土及拉筋有无损坏，如锥型拉筋有变形，断裂等缺陷时，进行修理。4.6.2、测量需更换内衬的尺寸，然后把预制好的内衬按损坏部位尺寸下料、整形．安装在损坏部位，进行焊接；（安装前在更换内衬的浇注面上包纸板，具体厚度为9MM，纸板外面缠绕牛皮纸带，纸带之间要重叠百分之50，纸带外面涂一层虫胶）。4.6.3、焊接用Nicrfe3的焊条进行焊接，焊接时，在内衬的上下打加强板，以防止焊接时产生变形，焊接完后，用手持电动砂轮机把焊缝打磨平，进行着色检查。如果修补用的内衬与旧的内衬是搭接，则下部一边不焊，作为伸缩缝接口，4.6.4、当新更换的内衬焊好（或固定好）后，然后进行耐火混凝土浇注。如果是局部修补不能进行耐火混凝土浇注时，则先进行混凝土的修复，再进行内衬的安装焊接。4.7.新管束的吊入内衬修复好后，把新的管束吊入框架，同时找正管口，然后将管束放到壳体内，放管束前注意加好垫子，用螺栓连接固定好蒸汽出口处的法兰和大管板法兰。然后用δ=4mm的中压石棉橡胶板即时盖好上管板，直至装上封头时方可揭开，以防杂物落入管板孔内，吊入顺序入下：4.7.1、采用一辆50T吊车将管束连同支架（或保护筒）移向吊装现场（A）轴线侧正对顶部主吊梁正下方的位置。4.7.2、用H50×5D主起吊滑轮组吊住平衡梁，平衡梁再与管束头部的法兰用螺栓连接，收紧主起吊滑轮组，然后50砘吊车与主起吊滑轮组配合，将管束连同支架（或保护筒）空中翻身后立直并在地面放稳。4.7.3、拆除管束与支架（或保护筒）联接的螺栓，然后用H50×5D主起吊滑轮组将管束从支架（或保护筒）内吊出并起吊至一定高度后停机。4.7.4、利用后溜滑轮组和牵引滑轮组配合将管束移向（B）轴线侧第一废热锅炉壳体的正上方。4.7.5、用主起吊滑轮组将管束放到离壳体500毫米高时停机，然后安装垫子，再继续将管束放入壳体内并找正，上好螺栓。4.7.6、拆除与管束相连的主起螺栓。吊装简图见下图：起重小车主吊环55主吊滑轮组牵引绳后溜绳主吊跑绳第一废热锅炉第一废热锅炉主框架平衡梁至3号卷杨机至1号卷杨机至2号卷杨机附图二第一废热锅炉吊装立面布置图10导向滑轮10导向滑轮20吊环10导向滑轮捆绑绳后溜滑轮组10导向滑轮10导向滑轮钢丝绳φ21.5-6×37+1钢丝绳φ21.5-6×37+1钢丝绳φ26-6×37+1钢丝绳φ26-6×37+120吊环20吊环20吊环位置一平衡梁第一废热锅炉捆绑绳用同样的方法吊入上封头，然后将上封头放到上管箱上，放封头前注意加好垫子，用螺栓连接固定好进水口处的法兰和上管箱处法兰。用液压扳手或用5吨葫芦与死扳手配合，对角打紧废锅蒸汽出口处的法兰螺栓，然后再顺序打一圈。用同样的方法打紧大管板法兰螺栓，进水口处的法兰螺栓和上管箱处法兰螺栓。装置开车后，根据工艺车间提供的热紧温度即时对各螺栓进行紧固，最后恢复外保温层。等装置开正常后，拆除各起吊索具、机具，索具、工具装入专用集装箱统一保管；卷扬机拉运到设备部仓库。5主要吊装受力分析计算（以最大吊重30.748T进行核算）1、计算载荷P设备吊装重量Q=30.75T取吊装机索具重q=0.3T，动载系数k1=1.1、不均衡系数k2=1.1则计算载荷：p=(30.75+0.3)×1.1×1.1=37.57T2、上/下捆绑吊点为每侧两股共四股单根捆绑绳的破断拖力P1P1={37.57T/(2×2)×6}/0.82=56.36T/0.82=68.7T查表选：Φ36-6×37+1钢绳，安全系数大于6倍Ψ=0.82(钢丝绳搓捻不均匀系数)3、2号主起吊卷杨机的选择：如采用H50×5D的滑轮组，则卷杨机所受的拉力P2P2=37.57T/10=3.757T考虑导向滑轮的摩擦阻力后,卷杨机选：8T4、2号卷杨机上跑绳的破断拖力P3P3=（3.75T×5）/0.82=37.62T查表选：卷杨机上跑绳Φ21.5-6×37+1钢绳，安全系数大于5倍6内衬更换质量要求：内衬更换时，所有焊缝接口均需打坡口，坡口为30度。衬里的中心线必须和承压壳体的中心线保持一致。衬里组装直线度偏差不大于5毫米。所有焊缝焊完后进行无损检测，即着色检查，质量为JB/T4730-2005一级。各整环之间必须按图样要求留有伸缩缝；衬里内外表面不得有污物，焊接前，检查坡口内外30mm内的表面，表面应去除氧化皮及污物，已打磨出金属光泽，焊工施焊时，必须严格按焊接工艺指导书所规定的焊接规范，焊接顺序，焊接技术要求等进行，7结束语：经过多年对一废的抽芯检修和内衬修复证明，本