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1、干式煤气柜的安全检测与评估2008年第34卷第7期July2OO8工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection?43?干式煤气柜的安全检测与评估王秀峰刘应平(中钢武汉安环院特种设备检验有限公司武汉430081)摘要介绍了lO万m3稀油密封型干式煤气柜的安全检测过程和方法,分析和讨论了该煤气柜焊缝开裂和密封油外泄漏的主要原因,结合检测和评估结果提出了相应的修理方案,并针对该煤气柜修理后的运行安全提出了维护监测的重点.关键词煤气柜泄漏裂缝检测评估TestingandAppraisalofDryGasHolderWANGXiufengLIUYin
2、gping(SinosteelWuhanscar&EnvironmentalProtectionResearchInstituteWuhan430081)AbstractThispaperintroducesthetestingprocessesandmethodsfor100,000m3thinoilsealeddrygasholderanddiscussesthemaincmlsesofweldbreakageandoilleakage.Basedontheresultsoftestingandappraisal,s0mecong叫programsaleputforward,asw
3、ellasthemaintenanceandsupervisionintherunningafterthe.Keywordsgasholderleakagecracktestingappraisal0引言我国干式煤气柜的自行设计制造始于2o世纪80年代,是湿式煤气柜的更新换代产品,可以用来储存高炉煤气,焦炉煤气,转炉煤气,天然气以及城市煤气,具有吞吐量大,贮气压力高,自动稳定煤气压力,基础负荷小,占地面积小及使用寿命长等优点,已在钢铁联合企业的煤气平衡和城市煤气的输配与贮存中得到普遍使用,其中以稀油密封型干式煤气柜的数量最多.随着运行时问的增长,稀油密封型干式煤气柜近几年在运行中出现了许多问题
4、,仅冶金行业就有大量的相关案例,这些问题主要集中在柜体倾斜,导轨,导轮运行不正常,漏油等几方面.目前我国还没有关于煤气柜检测项目的设置要求,许多检测和修理工作主要参照设计要求和具体使用情况处于探索阶段.本文通过介绍一例存在典型问题的稀油密封型干式煤气柜的安全检测过程,分析和讨论该类煤气柜产生这些共性问题的原因.1案例概述某厂一台1O万m3煤气柜为稀油密封型干式焦炉煤气柜,其柜体是一正2o边的棱柱体,主要由立柱,侧板,顶板,底板通风系统,升降活塞和外部回廊及走梯组成,从下至上分为6层.煤气柜的工作原理是利用主管与柜内的压力差来推动气柜活塞导轮在立柱内导轨表面上下滑动,带动活塞运动来实现进出气,其
5、活塞与立柱,侧板间的密封则采用稀油在活塞油沟内所形成的油封来保障.该煤气柜建于1995年,运行6年后,即2001年柜体开始陆续出现密封油泄漏,最初呈点状,局部发生.2OO4年后,立柱左右侧焊缝呈线状撕裂,油气泄漏加剧.泄漏点出现7年来,厂方一直采取补焊的方法进行处理,但效果不佳,出现补焊后的焊缝重新开裂的现象,且焊缝开裂的情况更加严重,造成油气大量外泄,气柜安全运行受到威胁.为彻底解决焊缝开裂,密封油及煤气泄漏问题,必须找到造成焊缝开裂的原因,并制定出相应的解决方案.,2主要检测项目和结果本次安全检测的重点是解决焊缝开裂及密封油外泄漏问题,为此我们对煤气柜进行了宏观检查,变形测量,壁厚测定,无
6、损检测,导轮导轨检测,活塞油封和倾斜度测量等检测项目.2.1外部宏观检查煤气柜外部漏油部位有如下特点:(1)漏油主要分布在立柱右侧,密封油沿外部工字钢,导轨,侧板交接处的沟槽向下流淌;漏油较严重部位集中在4一12立柱之间,即西北方向,见图1.北西东南图110万煤气柜方位示意(2)油痕起点均为相邻侧板连接端点,部分侧板连接端点只在局部发生渗漏,而没有形成向下流动的油痕.(3)裂缝主要存在于立柱工字钢与导轨交接处,部分裂缝处没有漏油.2.2变形测量本次测量工作的技术依据为国家标准<工程测量规范(GB5002693),采用假设坐标系和老吴淞高程系.2.2.1基础沉降变形测量?44?基础沉降观测
7、采用精密水准方法进行,使用N3精密水准仪配2m长的精密水准标尺按二级变形测量要求进行观测.沉降测量高程起算点为厂区一级电磁波测距导线点,高程等级为4等水准,高程系统为老吴淞高程系.沉降测量部位为煤气柜立柱与基础底面相接处,测量线路为一闭合环,2次测量的水准高差环形闭合差分别为1.52.0mm,闭合差按测站分配后测量结果为:相邻立柱间沉降量差值最大为9mm,4一12立柱处于负偏差.2.2.2平面位移测量为统一各点的测量结果,确保测量精度,测量前先在地面建立了测量基准控制网.基准测量控制网由6点组成.基准控制网角度测量3测回,边长往返观测各3测回,控制网平差计算采用商用软件”NASW一工程测量控制
8、网微机平差系统”进行.在基准测量控制点的基础上采用极坐标法测量各位移点的坐标.利用测量结果用拟合法计算了煤气柜各层圆心坐标,半径及其精度;利用测量数据计算出煤气柜各立柱在切线和中心线方向上的偏移量(扭转)及偏移方向.其结果为:(1)圆心坐标最大最小较差为24mm,Y坐标最大最小较差为16mm,半径最大最小较差为18mm.(2)各层之间中心偏移距离分别为3.31,2.23,5.0r7,1O.08,9.55mm,总体几何中心位移27.43mm,倾斜角度0103”,方向朝7,8立柱之间,也就是西北方向,这与基础沉降量测量结果基本一致.(3)从第1层一第6层,同一层直径相差最大值分别为17,32,45
9、,47,51,48mm;柜体有椭圆变形,7一17立柱为椭圆短轴方向,2一12立柱为椭圆长轴方向.(4)立柱切向方向偏移均是逆时针方向,较大的有1O立柱65.5mm,15立柱7O.2mm;立柱径向方向偏移既有向柜心方向也有向柜外方向,最大为18立柱第6层偏移57.4mm,向柜心偏移.2.3壁厚测定和无损检测(1)为了检查活塞壁板的腐蚀及侧板的磨损状况,对这2部分进行了壁厚测定抽查,结果显示无异常减薄,壁厚测量合格.(2)在煤气柜每层外部回廊上,去除油污后,用裂纹电磁指示仪及磁轭探伤仪对立柱左右相连的焊缝进行了表面裂缝检测,共发现38条裂缝,总长约34m.(3)为检查立柱导轨的完整性,我们在煤气柜
10、内升降活塞上对导轨进行了磁粉和超声波无损检测,结果没有发现超标缺陷.2.4导轮导轨检测在煤气柜内升降活塞上对导轮导轨接触状况,导轨上的轮压痕轨迹进行了检测.根据实际生产使用情况,我们选取具有代表性的5,6,7,8万4个位置进行了检测.有7个导轮组的下导轮与导轨不接触,最大误差为14mm;6个导轨上的轮压痕轨迹局部扭曲或变宽;8个导轮导轨倾斜接触.这说明在活塞升降运动中活塞桁架受力不均匀.2.5活塞油封和倾斜度测量适当的活塞油沟油位能保障煤气柜内密封性,超标的活塞倾斜度会导致活塞升降不正常,甚至引发事故,油封和倾斜度测量也是操作人员日常检查的内容.本次在5,6,7,8万m34个位置测量的油沟油位
11、集中在430510mm之间,在规定的范围内;4个位置测量的活塞倾斜度表明最大倾斜值80mm,活塞有向14立柱倾斜的趋势.3评估分析3.1立柱受力状况及开裂原因分析煤气柜于周边转角处共设立柱20根,每根立柱分为8段,各段相互现场连接,柜内侧工地焊接,焊后用砂轮机加工,柱外侧以高强螺栓连接,立柱由工字钢及导轨焊接而成,每块侧板与两边立柱用6个销钉连接,侧板与立柱,侧板之间均采用气密性焊接.正常运行时,导轮在宽236mm导轨中间运行,导轨受到均匀的压力作用,为防止活塞相对柜体扭转,在2和12立柱安装有2个防扭铜块.煤气柜本体为大型钢结构,简体的精度主要靠立柱的安装精度来保证.设计时对20根立柱的安装
12、精度要求较高,但在实际施工中,由于安装大型金属结构存在实际困难,安装垂直度有一定的误差.活塞外直径理论值为44700mm,要想在各个高度导轮与导轨都有理想接触是比较困难的.随着运行时间的增加,在风,雨,雪等载荷的累积作用下,使得煤气柜本体变形和活塞倾斜加剧,导轮导轨的不均匀接触也越来越严重.导轮导轨的接触误差,使得各个导轨在不同储气量时受力不均匀,随着运行时间的加长,这种变化又加剧了立柱的变化,形成了一种恶性循环.导轮导轨检测中发现的有最大14mm接触误差,导轨上的轮压痕轨迹局部扭曲或变宽,导轮导轨倾斜接触都说明在活塞升降运动中活塞桁架受力不均匀.导轨与工字钢连接是由工字钢翼板两端与导轨焊接而
13、成,角焊缝焊角高度仅为4mm左右,受力能力较差.柜体的变形,导轮导轨的接触误差,活塞的倾斜,频繁的升降导致角焊缝在轮压反复碾压作用下极易发生疲劳开裂.导轮偏移越严重,工字钢与导轨焊接裂缝就越大.本次干式煤气柜检测及以前几个湿式煤气柜检测均是在西北方向发现了较多的裂缝,这是因为西北方向在冬天阴湿寒冷,温差应力作用明显.3.2煤气柜外漏油通道分析刚开始时,我们怀疑导轨出现缺陷并形成漏油通道,但磁粉和超声波无损检测显示导轨未发现超标缺陷,即没有发现可以形成漏油通道的缺陷.侧板与立柱采用销钉连接加气密性焊接.现场外观和无损检测中,侧板销钉之间没有发现裂缝和漏油,而相邻侧板连接焊缝则发现了裂缝并且是漏油
14、的起点,形成了漏油通道.立柱结构见图2.这个发现很重要,这意味着在大修时,对相邻侧板连接泄漏裂缝,要刨去原来的堆焊层重新施焊,既要保证强度,又要保证密封性;而对其他裂缝补焊,则主要考虑承力作用,先在裂纹两端钻止裂孔,然后补焊.3.3煤气柜变形对安全运行的影响2008年第3_4卷第7期July2OO8工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvitalProtection?45?机车电气火灾的原因分析及预防措施祝方益(武汉铁路局武汉430064)摘要针对电传动机车在实际运用中时常发生电气火灾事故,造成机车设备严重受损并给行车安全带来不良影响的情况.从电气原理对引起机车电气火灾的两大
15、成因进行了分析,结合机车检修,运用的实际,提出了防止机车电气火灾的11项技术措施.关键词机车电气火灾原因预防措施AnalysisonCausesofofiveElectricFireI)il”SandthePreventionMeasuresZHUFangyi(Ra/waysBureauofWuhanWuhan430064)AbstractInthenmningofelectriclocomotive,fireaccidentsdtenIa,whichcauseseriousdamagetotheapparatus0fthelocomotiveandbringha_nnfideffectson
16、trllfcsafety.Thispapel-analyzesthetwomaincauses.whichresultinthedectrlcfireoflocomotivefranthepoi.t0felectricprinciplesandproposes11technologicallllea$lJrc$ofpreventingtheelectricfireaccidentsbasedonthepractice0fcheckingandoperation.Keysmrdslocomotiveelectricfiredisastern旧0【Ipreventionn墟sure电传动机车结构复
17、杂,技术要求高,特别是机车的电气部分,主要承担机车的控制,电能,热能和动能的转换,满负荷时电压高达700V之多,电流达5000多A.这样大的电压,电流使机车在实际运行中,会出现电气设备过热,产生电本次检测发现煤气柜有向西北方向倾斜的趋势;本体有最大51nlln的椭圆变形,最大70.2nlln的逆时针扭转变形,最大57.4nlln的柜心偏移;活塞有最大80nlln倾斜度.这些误差变形使煤气柜的受力状况恶化,严重地影响了煤气柜的安全正常运行.l,l,L,导l导轮II一._J工字钢与侧图2干式煤气柜立柱结构4讨论及结论煤气柜是储存工业及民用燃气的主要设备.具有常年满负荷运行的特点,随着运行时间的增加
18、,本体缺陷也会越来越多,如果得不到及时处理,一旦发生大规模泄漏,对人民生命和国家财产将会造成巨大的损失,因此对煤气柜及时地进行安全检测和修理改造是必需的.目前我国还没有关于煤气柜检测项目的设置要求及相应的合格标准,主要是参考设计要求和具体使用状况.本次安全检测是为了解决焊缝开裂及密封油外泄漏问题,因此进行了相应的检测项目和安全评估.如果要解决密封油内泄漏问题,则要检测内刮板的密封状况和内底板的腐蚀情况,要定期检测和校验安全报警装置,在条件允许的情况下,在缺陷严重部位进行疲劳试验,等等.这台1O万煤气柜从建成投用至今有13年,柜体已发生了几何中心偏移,椭圆变形,逆时针扭转变形,活塞运行过程发生了
19、倾斜,本体上有较多的裂缝,形成了油气泄漏,存在着较大的安全隐患,因此大修必须立即进行.建议大修时重点放在以下几方面:调整导轮,使导轮导轨正中良好接触;调整活塞配重,保证活塞的平稳升降;更换铜滑块;对本体焊缝裂缝进行补焊处理,其中对相邻侧板连接泄漏裂缝,要刨去原来的堆焊层重新施焊,既要保证强度,又要保证密封性;而对其他裂缝补焊,则主要考虑承力作用,补焊时要形成止裂点.大修后运行维护监测重点如下:(1)定期监测导轮导轨接触状况,并对接触间隙较大的导轮进行调整.(2)定期监测活塞倾斜度,及时调整活塞配重,保证活塞的平稳升降.(3)大修1年后,对本体的倾斜和扭转变形进行复核,如果变形加剧,则该煤气柜应停止使用.作者简介王秀峰,男,1964年生,高级工程师,特种设备承压类高级检验师,从事压力容器及管道检验,检测工作2o余年,已有多篇论文公开发表.(收稿13期:2OO8042o)
