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。

         計劃檢修時間18 小時, 具體檢修施工如圖1所示。

圖1 　新增中間聯絡閥及更換三通閥施工示意圖

     　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。