低溫液體儲槽的點檢年檢及維修

1、低溫液體儲槽的點檢、年檢及維修一、低溫液體儲槽的結(jié)構(gòu)、型式近幾年低溫液體市場日益紅火，液氧、 液氬、液氮銷量大幅增加， 所以制氧機副產(chǎn)品這一塊創(chuàng)利 十分可觀， 成為鋼鐵企業(yè)非鋼產(chǎn)品收入重要部分 。以我廠為例： 2002 年副產(chǎn)品銷售收入達 2000 萬元。低溫液體的生產(chǎn)、貯存、運輸離不開絕熱保溫貯槽，他們被大量的安裝、使用在制氧廠。 絕熱保溫貯槽分為真空粉末絕熱型和常壓粉末絕熱型， 粉末絕熱， 利用低熱導(dǎo)率的粉末、 纖維或 泡沫材料來減少熱量傳入。分兩種形式：一種是在大氣壓下應(yīng)用普通粉末絕熱（堆積絕熱），絕 熱層較厚，并充入干燥氮氣維持正壓，以防止水分進入和冷凝，最低可時適用于液氮溫度以上；

2、另一種真空粉末絕熱， 即對填裝粉末的空間抽真空， 減少了氣體傳熱， 同時粉末顆粒也削弱輻射 傳熱，使絕熱效果更好。真空粉末貯槽為雙層圓筒結(jié)構(gòu)、 內(nèi)筒及其配管均用奧氏不銹鋼制造， 外殼用炭鋼制造， 夾層充滿 膨脹珍珠巖（又稱珠光砂）同時設(shè)置了經(jīng)過特殊處理的吸附劑，并抽成高真空度（0.56Pa）,容量為 200m3 以下。工作壓力較高（四車間鋼包底吹氬兩個儲槽工作壓力為 2.0 Mpa） ，槽外有 氣化器，既可使槽內(nèi)升壓便于充車，又可直接送出壓力氣。按用途可分為固定式和運輸式兩種， 固定式主要用于低溫液體的貯存， 它安裝在低溫液體的生產(chǎn)地、 使用點或供應(yīng)站； 運輸式將低溫 液體從生產(chǎn)地或供應(yīng)站運往

3、使用點，常有陸運、水運等形式，他們分別稱為槽車、拖車及槽船。 常壓粉末貯槽為平底雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽由不銹鋼制造，外殼由碳鋼制造， 內(nèi)膽裝介質(zhì)， 內(nèi)膽與外殼 間的夾層形成一個保冷空間， 內(nèi)膽外殼均為平底結(jié)構(gòu)， 罐頂為球缺形。 內(nèi)膽與外殼底部間用泡沫 玻璃磚絕熱， 夾層用珠光砂絕熱， 外殼設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤梯， 槽頂有操作平臺和安全護欄。 容量為 200m3 以上，國內(nèi)最大做到 2000m3，與國外相比差距甚遠。工作壓力較低， 34KPas40Kpa左右，充 裝靠液體泵或液位差， 也可作為氧氣調(diào)峰供氣用， 當(dāng)制氧機短暫停車或氧壓低時投用， 經(jīng)泵加壓 后通過汽化器汽化送入管網(wǎng)。我廠低溫液體儲槽情況：二車間，一個

4、 5 m3 液氧儲槽，一個 5 m3 液氮儲槽，一個 30 m3 液氬 儲槽；三車間，一個 15 m3 液氬儲槽，另一個 15 m3 儲槽既可裝液氧又可裝液氮；四車間，兩 個 15 m3 液氬儲槽， 一個 30 m3 液氬儲槽 （也可存液氮） ，兩個 50 m3 液氧儲槽， 另有兩個 10 m3 液氬儲槽為鋼包底吹氬供氬氣；槽車有四臺，分別為4 m3、11 m3、18 m3、20 m3。以上均為真空粉末絕熱型（ 20 m3 槽車為真空多層玻璃纖維布絕熱型）。五車間為粉末絕熱子母罐型，所謂 子母罐就是儲存低溫介質(zhì)的多只容器， 集中存放于一個大罐內(nèi)， 夾層充滿珠光砂絕熱保溫。 它們 包括三個 20

5、0 m3 平底常壓儲槽分別儲存液氧、液氬、液氮，另有三個25 m3、 0.8MPa 儲槽分別儲存液氧、液氬、液氮，升壓通過大槽外汽化器。二、低溫液體儲槽的點檢： 貯槽處于工作狀態(tài)時，存在著泄漏、超壓、爆炸等潛在危險，若不及時發(fā)現(xiàn)處理發(fā)生這些事故前 的隱患， 就會發(fā)展成嚴重事故。 因此制定完善的點檢制度并認真執(zhí)行， 對確保貯槽安全運行非常 重要。貯槽日常點檢主要包括以下內(nèi)容：1 、閥門、管路是否泄露，殼體是否結(jié)霜、出汗。2、所有閥門是否處于正常啟閉狀態(tài)。3、 儀表（液位計、壓力表）工作是否正常，DCS 顯示參數(shù)與現(xiàn)場一次表是否一致。4、儲槽壓力是否正常，當(dāng)壓力接近或等于最高壓力時，需打開放空閥泄

6、壓。5、液體充滿率是否超過 95%。6、 對于常壓粉末絕熱儲槽，密封氣是否正常。（50mmH2O ）7、液氧儲槽附近嚴禁放置易燃、易爆物品及一切雜物。8、液氧儲槽附近嚴禁煙火。9、 每周至少化驗一次儲槽液氧中乙炔和總烴含量，其中乙炔含量不得超過0.1 X10-6（v/v） ，超過時必須及時排放液氧進行置換處理。10、液氧儲槽接地是否良好。11、如果不長期停用，要保證罐內(nèi)有一定量的液體，以免重新冷卻置換罐而用去很長時間。12、支腿是否損壞，基礎(chǔ)是否下沉、傾斜、開裂，緊固螺栓完好情況，罐體有無變形。13、定期檢查儲槽的真空度。三、低溫液體儲槽的年檢：檢驗內(nèi)容：1、原始資料審查、對產(chǎn)品的岀廠技術(shù)文件

7、審查，包括內(nèi)筒、外筒的材質(zhì)證書和復(fù)驗報告，不銹鋼焊接工藝評定報告，焊縫探傷報告(含焊接返修部位的探傷報告)，水壓試驗報告，氣壓(密)試驗報告，氦 泄露試驗報告，蒸發(fā)率試驗報告和真空度測試報告等資料。、審查貯槽運行記錄， 詢問設(shè)備的管理、操作人員。在運行過程中壓力有無明顯 變化。安全閥是否起跳，蒸發(fā)量是否變大等。2、外部檢查 除按一般壓力容器的要求進行外部檢查，還應(yīng)主要檢查以下內(nèi)容： (l )各種閥門開閉是否正常；、壓力表、液位計等安全附件是否按規(guī)定進行檢驗，其使用是否在校驗期限內(nèi)；、容器、管道和管閥連接處是否有泄露；、貯槽的外表面(特別是外筒的頂部、底部外表面)是否有冒汗” 結(jié)霜”、支腿的損壞

8、，基礎(chǔ)下沉、傾斜、開裂，緊固螺栓的完好情況。3、壁厚測試在外筒外側(cè)選48點進行壁厚測試， 確定最小壁厚 H;同時從外筒外側(cè)測量外筒的直徑D2，根據(jù)原始資料審查的記錄的內(nèi)簡直徑D1，按公式(D2 H D1)/ 2 v 300mm4、內(nèi)窺鏡內(nèi)筒內(nèi)表面檢查 檢查內(nèi)筒內(nèi)表面的腐蝕情況。對可疑部位進行重點檢查。5、表面探傷( MT 或 PT )對所有外筒接管角焊縫的外表面進行表面探傷，不能做磁粉探傷(MT )的部位進行滲透探傷( PT )。6、真空度的測試在冷態(tài)下，測試的真空度達到16Pa或安全閥起跳頻繁、內(nèi)筒異常升壓時，需重新抽真空。7、氣壓試驗對儲槽內(nèi)筒進行氣壓試驗，試驗壓力為 1.2 倍的工作壓力

9、。具體步驟按容規(guī)有關(guān)條款進行。 對內(nèi)筒進行氣壓試驗， 一方面校核其強度， 另一方面檢驗內(nèi)筒的密封性能， 通過壓力表的顯示情 況來確定內(nèi)筒是否存在泄漏。 以上檢驗方案是針對在不開蓋或是通過對原始資料的審查、外部檢驗和真空度測試后認為沒有必要開蓋的情況下制訂的。因為這種容器的設(shè)計壽命一般為15 年，貯存介質(zhì)對內(nèi)筒體基本上沒有腐蝕，又有要求較高的NDT 作保證，在正常使用狀況下，設(shè)備投入使用 5 10 年一般不會有較大的問題岀現(xiàn)。但是， 如果設(shè)備在運行過程中發(fā)現(xiàn)有影響設(shè)備正常運行的重大問題必須開蓋的， 或若重新抽真空還達不到要求， 說明有泄露情況， 需要開蓋檢修的， 必須開蓋檢修。在檢驗方案中除了上

10、述 5 項內(nèi)容外還應(yīng)增加如下內(nèi)容：(I) 對內(nèi)筒環(huán)、縱焊縫進行超聲波探傷 (UT )和對內(nèi)筒環(huán)、縱焊縫的內(nèi)表面進行滲透探傷 (PT) o 主要針對內(nèi)筒對接焊縫返修部位和T字焊縫處進行。UT和PT探傷比例按對接焊縫長度 20 %的比例抽查；當(dāng)上述探傷仍然查不岀問題的原因時，對接焊縫UT和PT的探傷比例增加至 100%; 對母材本身進行 20%以上的 UT 和 PT 抽查，特別是原始資料的審查后，檢驗員認為的重點 懷疑部位；另外，檢驗員可根據(jù)現(xiàn)場檢驗的實際情況增加探傷比例。（2）對外筒的對接焊縫進行 20的超聲波探傷（ UT ），外筒對接焊縫的外表面進行20的磁粉探傷（ MT ）；應(yīng)包括外筒的所有

11、 T 字焊縫部位和原始資料記錄中外筒焊縫存在缺陷的部位。（3）按前文所述的制造要求進行內(nèi)筒水壓試驗，試驗壓力為1.25 倍的設(shè)計壓力；內(nèi)筒氣密試驗，試驗壓力為設(shè)計壓力；夾套氣壓試驗，試驗壓力為0.2MPa，保壓4h;氦檢漏試驗；真空度測試和蒸發(fā)率測試。自耗量測定：貯罐技術(shù)特性要求：日蒸發(fā)率 0.5，這又是一重要指標(biāo)，日蒸發(fā)率過高將降低工 作效率，浪費原料，也可判斷內(nèi)筒是否出現(xiàn)泄漏。具體檢測方法如下：內(nèi)膽加人50以上低溫液體，打開放氣閥，除壓力表問、液位計間開啟外，其它閥門關(guān)閉，熱平衡48h，然后在放氣閥管口裝上轉(zhuǎn)子流量計，每小時測一次流量， 經(jīng)過數(shù)小時， 得到穩(wěn)定氣體流量值， 并用下式計算日

12、蒸發(fā)率 QQ= Q1/c X/VX100% 0.%式中： Q1 穩(wěn)定氣體流量值 m3 hc 準(zhǔn)狀態(tài)下的氣液體積比，液氧c= 800t 穩(wěn)定氣體時間；V 一一 被測貯罐有效容積四、低溫液體儲槽的維修 常見問題分析及處理：儲槽夾層真空度的保持，是儲槽絕熱性能的保證，更是儲槽正常運行的 根本保證。 在儲槽投入使用后， 常見的問題往往是與真空度保持程度有關(guān)的。 儲槽外面有明顯 的大面積“冒汗”、 “結(jié)霜”。 可能是由于儲槽夾層的管路泄露、 珠光砂未填實或其他原因?qū)е?夾層真空度破壞而產(chǎn)生的。這需要進行檢查修復(fù)，或檢漏，或補充珠光砂，可重抽真空。、儲 槽內(nèi)筒壓力異常升高，安全閥起跳。可能是由于以下三種原

13、因產(chǎn)生的：a.儲槽夾層真空度被破壞；b.內(nèi)筒增壓閥失靈，需要對增壓閥進行修理或更換；c.接口下部泄露泄露部位處在不銹鋼與碳鋼外殼焊接處， 或銅管與不銹鋼內(nèi)筒連接處， 即異種焊接接頭處， 主要是在異種焊接接頭處形成電 化學(xué)腐蝕。（ 3）蒸發(fā)量變大，真空度變小?？赡苁侵楣馍胺艢獾木壒?。珠光砂在填充時有一定 的粒度、溫度要求的。當(dāng)珠光砂的粒度、溫度不適當(dāng)時，運行一段時間后，珠光砂就會釋放水蒸 氣，使真空度降低，蒸發(fā)量變大。（4）貯槽外筒頂部 “冒汗”?？赡苁怯捎谥楣馍熬奂谙虏吭斐傻?。由于投入使用一段時間后，珠光砂下沉，在容器頂部形成空間，局部的絕熱效果明顯下降，導(dǎo)致容器跑冷。在這種情況下，如果蒸發(fā)

14、量很大，可以將夾套外筒頂部挖開，補加珠光砂。 真空貯槽修復(fù)技術(shù)（補加珠光砂、試壓、抽真空）介紹：1 、首先選一臺可靠的高性能真空泵很關(guān)鍵，我們選用的是2X-70 型二級旋片式真空泵，抽速70升/秒，可獲得真空度 10-3托（0.133Pa），使用效果不錯，為了縮短抽氣時間，可選用串聯(lián)泵， 即再增加一個羅茨后級泵。2、真空度測量的準(zhǔn)確性是抽真空能否成功的關(guān)鍵。一般真空貯槽上都隨機安裝有真空規(guī)管，用熱偶真空計可隨時直接測量真空度， 但因真空規(guī)管極易受污染， 造成測量值誤差很大， 曾用熱偶 真空計測量多臺真空貯槽， 大部分測量值偏差很大， 已沒有參考價值， 筆者推薦選用便攜式旋轉(zhuǎn) 表氏真空儀，它是根

15、據(jù)玻意耳-馬洛特理想氣體恒溫壓縮定律設(shè)計造成的，因此它的標(biāo)度是根據(jù)儀器計算即得，測量讀數(shù)具有 “絕度精確 ”意義，使用方便、靈活、測量幅度大。3、根據(jù)貯槽抽真空接口型式，做好相匹配連接裝置，真空閥式比較簡單，直接法蘭連接，然后 開關(guān)閥即可；堵板式比較復(fù)雜，需做一套復(fù)雜的連接裝置；包括哈夫、帶螺絲頭的推拉桿，內(nèi)襯 密封墊，保證不泄漏。4、抽真空步驟：、連接好抽真空度接頭，用接有壓力表的連接管緩慢充入低壓干燥氮氣（岀 制氧機裝置氮氣最好），待夾層壓力為大氣壓時，停止充氣。、打開防爆膜，檢查夾層珠光砂 充裝情況，若珠光砂下陷較嚴重，應(yīng)補充，充填的基本要求是均勻與充實，這樣才能保證絕熱效果。、防爆膜定

16、做一個盲板卡緊，夾層充壓至0.2MPa，做氣密性試驗，12小時不泄漏為合格。、夾層珠光砂進行干燥處理（因為珠光砂是一種吸濕性很強的材料）：從抽真空接口處通入干燥無水的氮氣或空氣，防爆膜處流岀。、充入干燥氮氣或C02氣置換，這是因為絕熱材料中吸附了大量的不凝性氣體（如 H2 等），這些氣體在真空下又不斷地釋放出來，從而使絕熱空間 的真空度下降，絕熱性能下降，采用 CO2 或 N2 可將這些氣體置換岀來，主要是開始抽真空時 處于粘滯流態(tài)下的 CO2或N2分子極易以碰撞的方式將不凝氣體席卷岀來。、連接好真空泵， 即可啟動抽真空，同時內(nèi)膽加溫，這是因為絕熱材料大多為多孔介質(zhì)，吸氣性強，而且抽氣阻力大，為此采用加熱岀氣是絕熱體抽真空的重要一環(huán)。加溫干燥還能使絕熱材料中的濕度減小， 而絕熱材料中所吸附的水分是很難抽岀的，因此加熱去氣是加快抽氣的重要工藝。當(dāng)真空度為0.56Pa 時，即可停泵抽真空結(jié)束。5、抽真空時，需注意以下幾方面：、連接處連接要嚴密，抹好真空脂，不得有絲毫泄漏。（真空脂對嚴密性的保證很重要）。、真空泵要連續(xù)運轉(zhuǎn)，不得間斷，若中間因事故、停電等原因 停泵，要馬上與貯槽真空層斷開，否則真空泵油將倒流入夾層，造成污染事故。、真空泵運行 時，要注意冷卻水是否中斷，泵油升溫不超過40 C。、天冷 時抽真空應(yīng)移在室內(nèi)進行，否則因室外溫度太低，影響抽真空效果。、要注意真空泵的維護