空分设备液氮管道断裂事故分析及处理.pdf

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1、第20卷第2期宽厚板Vol_20．No．2·20’2014年4月WIDEANDHEAVYPLATEApril2014·生产实践·空分设备液氮管道断裂事故分析及处理牛建军(舞阳钢铁有限责任公司)摘要针对舞钢空分设备在安装投产初期出现的冷箱内管道断裂问题进行了系统分析和现场检查，确定施工质量为主要原因，有针对性地制定并实施整改方案，保障了设备的最终投产。关键词空分设备冷箱管道施工质量整改AnalysisandRepairofLiquidNytrogenPipingFailureforAirSeparationPlantNiuJianjun(WuyangIronandS

2、teelCo．Ltd)AbstractForthepipingbrokenfailureincoldboxofWugangairseparationplantatstartup，thearticlesystem—aticallyanalyzesthefailureaccordingtotheresultsofsiteinspection，pointsoutthattheconstructionqualityisthemaincauseofthefailure．Wugangestablishesandimplementsrectifyingandimprovingp

3、lanaccordingly，ensuringasuccessfulstartupoftheplant．KeywordsAirseparationplant，Coldboxpiping，Constructionquality，Rectifyandimprove0前言然出现珠光砂从空分冷箱上部和侧面打开人孔向外喷撒的现象。停止装填珠光砂并停止向分馏塔舞钢公司20000Nm／h空分设备采用全低内供气之后，珠光砂喷撒逐渐减小并停止。经观压分子筛吸附净化、增压透平膨胀剂制冷、规整填察，冷箱内已装珠光砂高度下降约600mm。随即料上塔精馏、全精馏制氩和液氧内压缩流程，在投对

4、空分冷箱进行扒砂检查，在冷箱43m高度处，运过程中，突然发生液氮管道断裂并造成冷箱内发现冷箱内一条直径DN200铝管线上一处环形珠光砂喷射。经过分析，认为主要原因在于空分焊缝沿焊缝中心线完全断裂并拉开约300Inn，经设备冷箱内工艺管线存在安装施工质量问题，各检查分析，确定断裂管线为连接空分设备上、下分相关管线返修和装配工艺经过改进后，问题得以馏塔的液氮管道。从现场情况可以看出，因该管解决。本文对问题原因分析和处理方法进行归纳道整体断裂，造成空分下塔0．5MPa压力的压缩总结，为今后类似问题的判断、处理提供借鉴。空气从下断口高速喷出，同时空分上塔0．05MPa1事

5、故现象压力的压缩空气从上断口高速喷出，吹动珠光砂造成喷射现象。冷箱珠光砂全部扒出后，又发现20000Nm／h空分设备安装完成后，开始对部分管道及弯头发生变形。液氮管道断裂情况见空分冷箱装填珠光砂，装填到约45m高度后开机图1所示。运行。在正常投入预冷、纯化系统并开启增压压缩机后，运行增压透平膨胀机，为提高冷却效率，2原因分析上、下分馏塔间节流阀门全部打开，此时下分馏塔针对液氮管道断裂情况，从所使用管道材料、压力为0．5MPa，上分馏塔压力为0．05MPa，设备焊材和焊接质量、管架结构、管线应力以及施工质温度缓慢下降，分馏塔系统运行正常。2h后突量管理等方面着手进行

6、了如下分析。第2期牛建军：空分设备液氮管道断裂事故分析及处理·21·表2异种铝焊接时焊丝选用表图1液氮管道焊缝断口情况2．1材料因素铝熔点高、比重大，非常稳定，不易去除，从而阻碍空分冷箱内管线因空分设备低温需要，均为母材的熔化和熔合，易生成夹渣、未熔合、未焊透、铝制和不锈钢材质。铝制管道的焊接要求极高，气孔等缺陷。同时受外部环境影响大，温度、湿度焊材焊丝必须严格匹配。但在调查中发现施工现等对焊接会产生直接的负面影响。另外铝及铝合场用于冷箱内管道焊接的焊丝中混入约4O与金的线膨胀系数高，凝固时体积收缩率较大，焊件管线主材不匹配的铝硅焊丝。经材质检查校核，的变形和应力

7、较大。铝焊接熔池凝固时容易产生塔内断裂铝管和其他塔内管线材料的标识名称与设计全部一致。说明分馏塔内各管线材料的使用缩孔、疏松、热裂纹及较高的内应力。在实际应用中可采取调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热均符合设计要求。为检验塔内管线铝管与焊丝使用的匹配性，裂纹的产生。鉴于铝材焊接的以上特点，对冷箱对断裂铝管切割下的焊缝进行金属化学成分分内管道的现场焊接质量进行了深入检查和分析。析，并按照铝材及铝焊丝匹配表对照检查，未发现在焊接工艺检查中，发现安装公司按照“JB／错误使用铝硅焊丝现象。同时又扩大检查范围，T2549—94”和“GBJ236—82”标准规定，设备中对塔内

8、管线焊缝按