劉威， 葉劍文， 王日永

（廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院，廣州511300）

0 引言

蒸壓釜廣泛應(yīng)用于硅酸鹽建材工業(yè)，是屬快開門壓力容器的一種，大多采用齒嚙式結(jié)構(gòu)型式，而且是一種大型的、有爆炸危險的壓力容器。近幾年來，由于安裝、使用、維護(hù)等原因造成多起事故，給企業(yè)帶來重大安全隱患。

根據(jù)本人多年從事蒸壓釜安裝監(jiān)檢及定期檢驗工作的經(jīng)驗，對正確安裝、使用、維護(hù)蒸壓釜中常見的缺陷及處理技術(shù)作簡單介紹。

1 蒸壓釜的工況

蒸壓釜工作條件差，一是指空氣的問題；二是指冷凝水和料渣的問題，后者為主要問題。蒸壓釜內(nèi)有空氣存在時，則送入的蒸汽變成了蒸汽和空氣的混合物，這時壓力表上反映的壓力是空氣與蒸汽壓力之和，這樣使釜內(nèi)蒸汽壓力低于所要求的蒸汽壓力，使養(yǎng)護(hù)溫度達(dá)不到要求，從而影響加氣混凝土制品和硅酸鹽磚的強(qiáng)度。所以必須在升溫之前徹底排除釜內(nèi)空氣。排除的方法有2種：一種是用真空泵抽吸；另一種是將蒸汽由上部進(jìn)汽，下部排氣，以蒸汽壓出空氣。前者效果較好，但后者對小型灰磚廠較為實際。

下面詳細(xì)介紹一下蒸壓釜工作時冷凝水排放的規(guī)律和引起的溫差應(yīng)力對釜體的危害。

蒸壓釜在通過蒸汽升壓、恒壓和降壓各階段，80%以上的飽和蒸汽將在釜內(nèi)變成冷凝水。而85%的冷凝水又是在升壓階段約2 h內(nèi)析出來的，其余15%以后析出。

冷凝水在釜內(nèi)有2個破壞作用：一是冷凝水積聚在釜內(nèi)，會使與之接觸的釜內(nèi)鋼板產(chǎn)生嚴(yán)重的電化學(xué)和化學(xué)腐蝕；二是使釜體上下產(chǎn)生溫度差，即釜內(nèi)頂部溫度為其壓力下的飽和蒸汽溫度，而有冷凝水的釜底遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個溫度，這兩個溫度之差不僅會使釜內(nèi)溫度不均勻從而影響磚的強(qiáng)度不一致，而且會使釜體上拱變形導(dǎo)致釜壁產(chǎn)生巨大的溫差應(yīng)力。蒸壓釜在中間支座附近可以上拱達(dá)H=60 mm，甚至更大。

這種“香蕉形”使釜底表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。長期反復(fù)作用，就會出現(xiàn)圖1所示的那樣在環(huán)向焊縫的兩側(cè)熱影響區(qū)出現(xiàn)小的裂紋，有腐蝕作用的料渣和冷凝水向小裂紋浸蝕加劇了釜底的破壞。久而久之延續(xù)下去，會嚴(yán)重危及蒸壓釜的使用壽命和安全運(yùn)行，甚至在蒸壓釜運(yùn)行還不到一個檢查周期時就會發(fā)生破壞，所以必須隨時徹底排除釜內(nèi)冷凝水。

圖1

2 蒸壓釜定期檢驗

在定期檢驗中發(fā)現(xiàn)，安裝時把中間固定支座與釜體焊死的蒸壓釜，普遍出現(xiàn)以下問題。

1）活動支座與釜體的聯(lián)接部位易產(chǎn)生裂紋。蒸壓釜釜體較長，有多個支座，每臺蒸壓釜有一個固定支座和若干個活動支座。一般固定支座設(shè)在釜體釜體中部，其余兩邊均為活動支座。蒸壓釜工作中，釜體會在加壓升溫過程中膨脹并向兩端伸長，在降壓降溫過程中向中央收縮。為了保證蒸壓釜在工作中自由膨脹，并減少附加應(yīng)力，只允許有一個支座固定，其余支座活動并隨釜體在其軸向自由移動。但實際工作中，往往由于基礎(chǔ)質(zhì)量和滾杠支承面的清潔程度，不能保證滾杠在其支承面上自由滾動，造成支座滾杠護(hù)板拉裂、與滾杠護(hù)板脫離甚至釜體與支座連接處開裂，嚴(yán)重時會造成支座滾杠與支座地板脫離，造成支承失效，給釜體造成極大的附加應(yīng)力。

2）蒸壓釜固定支座與釜體因聯(lián)接不當(dāng)易產(chǎn)生裂紋。蒸壓釜為多支座設(shè)備（一個固定支座，其余為活動支座），支座受力復(fù)雜，固定支座與釜體因聯(lián)接不當(dāng)聯(lián)接處易產(chǎn)生裂紋。當(dāng)蒸壓釜升溫升壓時，較高的溫差應(yīng)力使釜體向上拱曲。因此，固定支座不固定在釜體上，否則，支座護(hù)板與釜體聯(lián)接部位就會被撕裂。

3）釜體法蘭失圓和釜體法蘭密封面變形。a.釜體法蘭失圓，水平方向直徑大于垂直方向直徑。其主要原因是由于釜體法蘭支座承重太大，其次是承重的支承面發(fā)生變化（或結(jié)構(gòu)不合理）。b.釜體法蘭密封面變形的主要原因是：蒸壓釜在使用中，釜體上部與底部存在較大的溫度差，從而使釜體上部膨脹伸長量大于釜體下部的膨脹伸長量，釜體向上撓曲。尤其在阻汽排水裝置排水不暢，造成上下溫差超過100℃時，蒸壓釜嚴(yán)重上拱變形（蒸壓釜緊急停止運(yùn)行正因為如此）。長此以往，就會造成蒸壓釜釜體法蘭密封面和釜體變形，影響其正常運(yùn)行。

3 蒸壓釜的安裝

為克服和減輕上述問題，蒸壓釜支座安裝時進(jìn)行技術(shù)補(bǔ)救措施。

1）支座的設(shè)置。一般采用多支座支承，考慮釜體生產(chǎn)時的溫差變化，中間支座為固定側(cè)應(yīng)采用固定鞍座；活動支座、端部支座為滑動側(cè)采用滑動鞍座。固定鞍座一般設(shè)在接管較多的一側(cè)。為改善容器的受力情況，將墊板四角倒圓，并在墊板中心開一通氣孔，以利于焊接或熱處理時氣體的排放；為使墊板按實際需要設(shè)置或與容器等厚，標(biāo)準(zhǔn)中墊板厚度允許改變?；瑒影白装逑旅姹仨毎惭b基礎(chǔ)墊板，基礎(chǔ)墊板必須保持平整光滑。

2）釜體與支座的安裝。中間固定支座圓弧板不固定在釜體上（不與釜體焊死），用8塊兩邊均布限位擋板與釜體焊接，限位擋板與固定支座的圓弧板吻合起固定作用；其它的活動支座、端部支座為滑動支座需要與釜體焊接，跟隨釜體自由膨脹移動。

4 釜體法蘭失圓的修復(fù)

釜體法蘭失圓即釜體法蘭水平方向的直徑大于垂直方向的直徑，使釜蓋無法進(jìn)入釜體法蘭或無法嚙合。解決辦法：

1）剔出釜端的端部立板與支座連接的焊縫。

2）將釜蓋懸空使其重量不再壓在釜體法蘭上。

3）卸去或松動端部立板螺栓，采用圖2的方法在釜體法蘭的垂直方向加力撐大，使垂直方向直徑大于水平方向直徑5～9 mm，具體根據(jù)釜體直徑的大小來定，拉長量可按經(jīng)驗公式：Δd=0.2%Dn+2mm（Dn為蒸壓釜內(nèi)徑）。

圖2

4）不放松支撐力的情況下，重新擰緊螺栓，按安裝要求對端部立板和端部支座分別與釜體法蘭進(jìn)行間斷焊：最后撤去支撐和重新吊上釜蓋。

5）端部支座承載偏重，可調(diào)整端部支座和相鄰支座的承載比例，適當(dāng)減輕端部支座承重，調(diào)整兩支座下部墊板的松緊程度以達(dá)到受力均衡。

6）釜體法蘭局部小面積平面變形，可采用火焰烘烤待自然冷卻的辦法進(jìn)行；也可用機(jī)械方法進(jìn)行修磨平面。

5 結(jié)語

1）蒸壓釜安裝時中間固定支座不應(yīng)與釜體焊死。

2）蒸壓釜必須裝有溫度和壓力的自動記錄儀表，記錄運(yùn)行時的情況，并定期將記錄歸案保存；釜內(nèi)上部溫度與下部溫度之差不得大于40℃。當(dāng)發(fā)生冷凝水排放受阻引起蒸壓釜嚴(yán)重上拱變形時，應(yīng)采取緊急措施排放冷凝水或停釜。

3）蒸壓釜的阻汽排水裝置，使用必須有效可靠，每天清掃釜底殘水、殘渣一次，定期進(jìn)行徹底清掃和清除排水裝置中泥渣雜物，防止堵塞，確保疏水器正常排水。

4）保持活動支座下部清潔，同時清除影響支座下部滾柱滾動的雜物并定期加潤滑脂，使支座能自由膨脹。

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