吳家偉

（云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開(kāi)遠(yuǎn) 661699）

某公司硫酸廠在用的硫酸成品槽有2 個(gè)，分別為7#硫酸貯槽8#硫酸貯槽，在2012 年8 月8#硫酸貯槽（位號(hào)V60901B）出現(xiàn)了底部出口管和槽體焊接處出現(xiàn)明顯通漏的情況，位置見(jiàn)圖1，當(dāng)時(shí)槽內(nèi)液位為8m，無(wú)法進(jìn)行施工。

1 設(shè)備概況和運(yùn)行情況

此硫酸成品貯槽為立式常壓容器，此類設(shè)備在紅磷公司內(nèi)大量作為磷酸、硫酸和礦漿的儲(chǔ)存設(shè)備，在分公司范圍內(nèi)數(shù)量較多，7#硫酸貯槽、8#硫酸貯槽同為Φ25000 高度10200，全容積V ＝5000m3的大型靜止設(shè)備。為圓筒鋼制焊接設(shè)備，主要包括底板、筒體、拱頂、接管、人孔、梯子等部件。

這2 臺(tái)設(shè)備在2009 年9 月份投入使用，從設(shè)備投用到出現(xiàn)問(wèn)題，時(shí)間約為3 年。

為了保證公司生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行，成品酸需長(zhǎng)期保證高位運(yùn)行，出現(xiàn)泄漏會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)保和安全風(fēng)險(xiǎn)，為了降液位，將對(duì)上、下流生產(chǎn)負(fù)荷產(chǎn)生較長(zhǎng)時(shí)間的不利影響。

2 管口損壞情況和施工難點(diǎn)

經(jīng)過(guò)3 天調(diào)節(jié)負(fù)荷排酸，將硫酸液位降到出口管底部位置，經(jīng)氣割出口短管（Φ219×8,長(zhǎng)度200）漏點(diǎn)處檢查，為出口管根部焊接位置內(nèi)部出現(xiàn)明顯的沖涮性損壞，其表面凸凹不平，最嚴(yán)重的地方直接通孔導(dǎo)致泄漏。

因出口管下部焊接位置距底板有40mm左右的筒體高度，貯槽內(nèi)部的積酸高度約40mm 無(wú)法排出。人員無(wú)法進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行新建貯槽時(shí)的內(nèi)外施焊，并且因?yàn)榱蛩豳A槽通空氣后內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氫氣，動(dòng)火作業(yè)過(guò)程中有氫爆的可能，人員進(jìn)入施工有較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 出口短管通漏原因分析

（1）短管通孔處的的損壞表面凸凹不平，體現(xiàn)為深溝狀的不均勻沖磨損傷，不是均勻腐蝕的常見(jiàn)情況，并且用測(cè)厚儀測(cè)量管口焊接邊的筒體，厚度在15.7 ～15.8 間（原設(shè)計(jì)為16mm），內(nèi)表面也沒(méi)有腐蝕的情況出現(xiàn)，出口管距焊接點(diǎn)一定位置厚度也沒(méi)用變化，整個(gè)輸送管道其它部位也沒(méi)用發(fā)現(xiàn)其它問(wèn)題，綜合判斷可排除腐蝕損壞為主的可能。

（2）從現(xiàn)場(chǎng)管道布置和硫酸輸送情況分析，因硫酸廠硫酸成品貯槽標(biāo)高較下游各廠硫酸貯槽高出30 ～50m 不等，全公司硫酸輸送采用的是自然高差自壓法進(jìn)行，管道內(nèi)壓力和高差成正比。在較高流速（約5 ～10m/s）的作用下，濃硫酸在流經(jīng)出口管根部焊接截面時(shí)出現(xiàn)介質(zhì)和鋼結(jié)構(gòu)本體沖擊而產(chǎn)生了氣蝕現(xiàn)象。因98%濃硫酸的密度為1.81kg/cm3，并且有一定的溶解腐蝕性，相對(duì)其它介質(zhì)來(lái)說(shuō)對(duì)過(guò)流截面變化大的部位沖磨更大。在長(zhǎng)期受到?jīng)_擊力和腐蝕作用下，最終出現(xiàn)通孔。但氣蝕是主要原因，從磷酸廠渣漿泵進(jìn)口管氣蝕表面現(xiàn)象來(lái)對(duì)比也發(fā)現(xiàn)磨損的細(xì)節(jié)相似。

4 施工方案和結(jié)構(gòu)改進(jìn)及修復(fù)情況

（1）因原方法的根部焊接方法，使輸送時(shí)流體處在焊縫的變截面上，焊接成型表面無(wú)法保證非常平整，從氣蝕產(chǎn)生了流體流向突變和沖擊的條件，為改變這種不利情況，因此采用將接口管加長(zhǎng)200，加長(zhǎng)段插入槽體內(nèi)部，這樣就將受到?jīng)_磨的點(diǎn)前移到較遠(yuǎn)的前端，并且通徑不變，管口平整而流體流動(dòng)平穩(wěn)。

（2）針對(duì)不便進(jìn)入槽體的情況，采用了槽體外表面單面坡口，焊接要求達(dá)到單面焊雙面成型，對(duì)焊接施工做出了專項(xiàng)方案和安全方案。

（3）為了防范此施工方法出現(xiàn)問(wèn)題，提前發(fā)現(xiàn)泄漏，保證長(zhǎng)周期的使用，在焊接管口處增加一層厚度為14mm 鋼板加強(qiáng)圈，下部設(shè)泄漏觀測(cè)點(diǎn)（如圖1）并加工內(nèi)螺紋，在內(nèi)部焊接處出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可用螺栓將此觀測(cè)點(diǎn)封堵，進(jìn)一步延長(zhǎng)貯槽運(yùn)行周期。

（4）自2012 年8 月施工后到2019 年8 月，此處沒(méi)有再次出現(xiàn)泄漏，運(yùn)行情況良好。

圖1

5 同類設(shè)備推廣應(yīng)用及針對(duì)性方法改進(jìn)

（1）某公司磷酸廠磨礦裝置Φ3000×2500 總?cè)莘eV=20m3硫酸貯槽出口管（DN50）自2016 年12 月投用后4 個(gè)月就出現(xiàn)泄漏，原設(shè)計(jì)為碳鋼管，前端有兩臺(tái)硫酸泵同時(shí)供兩套裝置使用。經(jīng)分析情況，采用了增大出口管直徑（DN100），減小了流速,增加管口插入長(zhǎng)度200，并改為304 不銹鋼管道的三種針對(duì)性改進(jìn)方法。施工完成后自2017 年4 月至2019 年8 月至2019 年8 月，運(yùn)行情況良好，見(jiàn)圖2。

圖2

（2）某公司磷酸廠4#制酸礦漿貯槽出口管在裝置運(yùn)行過(guò)程中多次沖通泄漏，原來(lái)多采用傳統(tǒng)的補(bǔ)焊，和加一層鋼板補(bǔ)焊等方法，周邊槽體挖補(bǔ)嚴(yán)重。大約6 個(gè)月需騰槽更換一次出口管，對(duì)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行影響較大，在2018 年10 月份發(fā)現(xiàn)這個(gè)多發(fā)故障點(diǎn)后，采用了同樣的加長(zhǎng)插入管口的方法，并針對(duì)礦漿有一定磨蝕的情況加厚了管道厚度，投用后明顯延長(zhǎng)了周期，至2019 年8 月，沒(méi)用進(jìn)行過(guò)修理，見(jiàn)圖3。

圖3

（3）經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，在公司范圍內(nèi)已采用相近方法處理的點(diǎn)已達(dá)7 個(gè)點(diǎn)，并組織了部分技術(shù)人員和維修鉗工進(jìn)行了方法推廣，此方法將對(duì)貯槽穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生長(zhǎng)期的有利效果。