氧氣閥門泄漏和放散閥根部開裂故障處理

 按照酒泉鋼鐵(集團)有限公司動力廠新建3套21000m3/h空分設備項目的要求,在工程中需要將原有6000m3/h空分設備與新建的3套21000m3/h空分設備的氧氣、氮氣和氬氣等管網互相連通,便于公司內的氣體平衡以及空分設備檢修。在對氧氣管道連接時,將6000m3/h空分設備活塞氧壓機出口(入氧氣球罐閥門前)與3套21000m3/h空分設備氧氣球罐前管道相連,中間加裝一段阻火管和氧氣過濾器。連接管道采用管徑Φ273mm×8mm的碳鋼管道,中間聯絡閥采用4MPa、DN250mm的氧氣專用截止閥。在聯絡閥前管道上安裝了DN100mm普通截止閥作為氧氣放散閥,閥門豎直向上安裝,根部距離管道約10cm,且根部沒有加頸固定,閥門上部放空口向上引出約80cm。
    1故障現象
    氧氣管道連接后正常運行約1年,就出現了泄漏現象。
    (1)DN250mm氧氣專用截止閥關閉不嚴。雖然關閉了閥門,但在下游側法蘭處氣體泄漏較大。
    (2)DN100mm氧氣放散閥根部開裂。主要原因是由于該段管道恰好位于活塞氧壓機出口段,振動較大,長期振動致使閥門底部連接管道與主管道連接處開裂,中壓氧氣大量放散,安全隱患較大。
    由于生產主線用氧量較大,且在3套21000m3/h空分設備側沒有安裝閥門將其供應氧氣管網的氣源切斷,暫時沒有時間排除此安全隱患。于是臨時制作了一個鋼制卡子,對氧氣管道放散處進行了臨時處理,并在周圍10m范圍內設置了臨時警戒區域。
2處理措施和過程
    制氧工序的檢修一直與煉鋼、煉鐵和不銹鋼等主線工序的檢修同步進行。根據公司檢修計劃,于2006年9月27日對上述安全隱患進行處理,具體處理措施為:
    (1)將原DN250mm氧氣專用截止閥作為一段管道使用,閥門常年處于開啟狀態;并緊固兩側法蘭,確保法蘭連接處不泄漏氧氣。在管道上重新加裝一個壓力為614MPa的DN250mm氧氣專用截止閥,將此閥門作為平時操作用切斷閥(中間聯絡閥)。
    (2)補焊放散管道開裂處,并對此段管道和閥門進行固定;更換6000m3/h空分設備送氧管道三通閥。
施工前,準備了相關材料和備件,并將氬弧焊機、倒鏈等設備運至現場,提前對新增氧氣聯絡閥進行脫脂、打壓,對Φ273mm×8mm碳鋼管道、90°不銹鋼三通閥、45°彎頭和45°Y形三通閥進行除銹、脫脂,并打磨坡口。根據管道施工現場情況,在管道切割處及新增氧氣聯絡閥處,制作可移動檢修平臺或搭建腳手架。提前制作新增氧氣聯絡閥盲板。在新增氧氣聯絡閥進氣側法蘭上焊接長度約115m的不銹鋼管道,不銹鋼管道另一端焊接一個4MPa、DN250mm的法蘭。提前切除原4MPa、DN250mm氧氣聯絡閥北側、東側支架橫梁,并將需拆除管道下部的鋼板切除,同時對平臺設置必要支撐,保證切除的管道能夠垂直落下。用12mm鋼板制作原氧氣聯絡閥盲板,盲板外徑略大于法蘭外徑,盲板上根據法蘭螺絲孔尺寸打眼,并攻絲。同時,為了防止一旦氧氣管道內氣體不能全部排除而造成事故,提前在現場準備2臺鼓風機,確保能及時對現場進行強制換風。提前松開6000m3/h空分設備4臺氧壓機送氧閥內側法蘭,并使送氧閥與法蘭之間留有相應間隙,為聯網管道提供吹除點。
    施工中,按照卸壓2小時、置換1小時、管道拆除6小時、新增閥門和管道加裝6小時、吹掃1小時、打壓查漏1小時和恢復送氣(抽盲板和送氣)1小時的程序進行施工組織,共計18小時。卸壓、置換完畢后,施工人員在距離聯網管道三通閥6m處的氧壓機出口管道以及在6000m3/h空分設備送氧管道6m處,對管道進行斜口切割。并在以上兩個切開處設置擋板,防止聯絡閥法蘭拆開后氧氣泄入管道。拆除原氧氣聯絡閥6000m3/h空分設備側法蘭螺絲,脫開法蘭,將盲板緊固在閥門法蘭上,確保盲板不脫落。將拆除管道垂直落下后,為防止聯絡閥法蘭拆開后氧氣泄入管道,保留管道兩斜口切開處設置的擋板,拆除原氧氣聯絡閥盲板。將不銹鋼短節以及法蘭和新增的氧氣聯絡閥(閥門處于全開狀態)與原氧氣聯絡閥法蘭進行連接。確定法蘭緊固后,緩慢關閉新增氧氣聯絡閥,并在新增氧氣聯絡閥的6000m3/h空分設備側加設盲板。
    施工完畢后,打磨原管道焊口,同時焊接氧壓機出口管道上的Φ273mm×8mm、45°彎頭以及送氧管道上的Φ273mm×8mm、45°Y形三通閥。焊接完畢后,檢修人員在吊車的配合下,將新增氧氣聯絡閥出口法蘭(法蘭提前與出口管道進行焊接)與閥門相連。連接完畢后,將出口管道另一端與45°Y形三通閥焊接,同時將氧壓機出口管道與45°Y形三通閥焊接。
    3實施效果
    施工完畢后,進行恢復送氣操作,拆除新增氧氣聯絡閥盲板、氧氣球罐盲板,恢復各氧壓機送氧閥,打開新增氧氣聯絡閥,用氧氣對管道殘余氮氣進行置換。10分鐘后,在管道放散處進行氣體成分化驗,合格后恢復正常送氧。此次氧氣管道放散閥根部開裂處理及加裝聯絡閥技術改造成功。
    4結束語
    這次安全隱患排除,在施工前一個月就著手開始人員、材料、機具和技術方案等準備。由于準備工作充分,對現場可能出現的各種情況提前進行針對性預防,實際施工進度完全可控,并比原計劃完成施工時間略有提前。