王志良 馬銘陽 李濱
摘 要:隨著社會的飛速發(fā)展,對于產(chǎn)品清潔度要求越來越高,低碳鋼金屬彎管內(nèi)壁清潔度越來越重要,如果金屬彎管內(nèi)部不完全清理干凈,隨著時間的推移,將一步步腐蝕氧化,目前,在我廠生產(chǎn)汽輪機機組過程中,經(jīng)常因管路清理不凈內(nèi)壁氧化物掉落,而造成機組葉片劃傷,機組內(nèi)部進入雜質(zhì)等事故,輕則要將機組拆解檢查更換零件,重則將關鍵零件徹底報廢。為了避免此類的事故發(fā)生,現(xiàn)對機組低碳鋼金屬管路采用手工清理方案處理,從而大大提高了管道的清潔度,機組零部件的研傷現(xiàn)象基本上消除。
關鍵詞:金屬管道;彎曲;內(nèi)壁清理;除銹;氧化皮
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.015
1 研究意義
鋼管的內(nèi)壁清潔度對于汽輪機機組壽命及工作效率意義重大,汽輪機機組工作狀態(tài)一般均為高壓至超高壓狀態(tài),機組的使用壽命很大程度上取決于內(nèi)外連接管路的表面質(zhì)量,一般認為在影響鋼管防腐能力的各種因素中,表面處理質(zhì)量占比達到50%,甚至也有學者認為鋼管表面質(zhì)量不好是導致機組壽命及工作效率降低的主要原因,所以提高連接管路內(nèi)外表面質(zhì)量,是當前的一項重要任務。
2 裝置結(jié)構(gòu)及原理
2.1 難點分析
管路冷彎雖然不會破壞原來性質(zhì),不會產(chǎn)生氧化皮等雜質(zhì),但是需要消耗更多的彎管功率且回彈和殘余應力都有較大明顯增加,而且冷彎不能彎制曲率半徑很小的急轉(zhuǎn)彎管,有些管路不得不采用熱彎的方法實現(xiàn),這樣管路里會產(chǎn)生金屬氧化皮等雜質(zhì),表面光潔度較差,而且熱彎時管路填沙容易粘連在管路內(nèi)部,不易清理,普通的噴丸、拋丸設備根本無法到達清理位置,不具備清理彎管能力。管子在彎曲后內(nèi)部的銹蝕和砂礫比較牢固,不易清理,必須選用要長度夠又要力度夠的工具,才能清理徹底。發(fā)電機組對于管路內(nèi)壁清潔度要求高,清理后需要使用內(nèi)窺鏡檢查清理效果。
2.2 解決措施及原理
管道物理清理技術,借助物理力作用于管道內(nèi)壁上,使污垢氧化皮脫離管壁,達到清洗目的。利用拋光輪砂輪機等設備在鋼管內(nèi)表面高速摩擦,產(chǎn)生沖擊能量,并以某種角度連續(xù)沖擊鋼管內(nèi)壁,對管道內(nèi)壁上銹蝕及氧化皮進行高強度打擊摩擦,通過調(diào)節(jié)電動機頻率可以改變拋光片對管壁的撞擊程度,達到清除銹蝕及氧化皮的效果。為了解決這一難題,我們制作了一個專用工具(圖1)。
2.3 實驗
根據(jù)彎曲鋼管的直徑大小,選取合適的砂輪片,將選好的拋光輪安裝在直向砂輪機上,并用軟管與插入式混凝土振動器連接牢固,即完成自制清理工具。
(1)根據(jù)清理彎管的直徑大小,選取合適的砂輪片,目前我們選用150砂布拋光輪為例進行實驗(圖2、圖3)。
(2)將需要清理管路水平擺放好,使用自制清理工具對管道內(nèi)壁進行清理,手動緩慢的將砂布拋光輪漸進式推進至管內(nèi),也可小范圍來回拖動,必要時可在清理半程后從管口另一側(cè)向內(nèi)推進進行清理,確保全程清理到位,不留死角。
(3)將管子分別翻轉(zhuǎn)45°、90°、180°、270°擺放好,按以上方式繼續(xù)清理,達到完全清理,不留死角的目的(圖4-圖7)。
(4)使用內(nèi)窺鏡檢查實際清理效果,查找并確認未清理合格位置所處角度,翻轉(zhuǎn)相應角度后按上序方式繼續(xù)清理,直到完全清理干凈。
(5)對于清理干凈的彎管,用壓縮空氣將管道內(nèi)清理下來的雜質(zhì)吹出,并及時進行表面磷化處理。
管子處于傾斜角度的過程中必須注意安全,將管子固定好,放置管子滑動或傾倒。清理過程中注意觀察管子固定的是否牢固,如發(fā)現(xiàn)有松動則需要及時停止清理,重新固定牢靠后在進行清理工作。
2.4 實驗結(jié)果
通過自制清理裝置對彎管進行內(nèi)壁清理,可以使鋼管內(nèi)表面露出金屬光澤,不但徹底清理掉銹蝕、氧化皮和其他雜質(zhì),而且鋼管在砂輪片的猛烈撞擊和摩擦力作用下,還能達到涂料涂覆所需要的粗糙度,鋼管表面的物理吸附效果也有很大程度的提高。
清理前:
清理后:
3 結(jié)論
管道清理裝置有效解決了金屬管路內(nèi)壁清理問題。為金屬彎曲管道內(nèi)壁清理提供了一種新的思路和方法。該裝置具有能耗小,結(jié)構(gòu)簡單、使用維護成本較低、使用范圍廣泛等特點,且不會造成環(huán)境污染,也不會損傷管道內(nèi)壁的優(yōu)點。該裝置采用金屬軟管連接,可以方便變更沖擊鋼管內(nèi)壁方向,相比與傳統(tǒng)清理方法,能夠達到完全清理,不留死角的效果,使用簡單,無需培訓即可操作,尤其是在彎管彎曲半徑小,管子形狀復雜等應用中可以達到較為理想的除銹效果,能夠顯著提高管路內(nèi)壁清潔度。
以上方法適用于以下幾種情況:
(1)管子彎曲半徑小于冷彎所規(guī)定的彎曲半徑,或者小于現(xiàn)有模具的彎曲半徑。
(2)管子形狀復雜或彎頭間無直線管段,不能在彎管機上固定。
(3)管壁過薄,冷彎后容易產(chǎn)生較大癟陷和褶皺。
(4)直徑較大或不常用的管子。
(5)管壁太厚無法冷彎時。
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作者簡介:王志良(1990-),男,山西太谷人,本科,助理工程師,從事汽輪機產(chǎn)品機械加工、焊接工藝研究。