空压机储气罐管道振动所致损坏及其修理,

 

       1. 振动引起的储气罐损坏实例

　　

　　笔者在工作中多次经历因管路振动引起的储气罐开裂,不仅耽误生产,而且不利设备的安全运行。两例的储气罐开裂部位和管路布置虽不同,但都是修理后重新开裂,因此有一定代表性。现将其中两例介绍如下。某矿L型空压机,排气压力0. 8MPa, 出气管直径 159mm,储气罐安装在室外,出气管过墙孔原有支承, 因加装止回阀, 将过墙孔加大,止回阀下未加支承,运行1年后,接管与储气罐筒焊缝沿着焊趾开裂,长度为周长一半。显然是加装止回阀后,由于DN150止回阀过重,而且无支承,管路振动引起焊缝疲劳破坏,沿强度最弱的焊趾部位开裂。经过焊补后,并未对空压机出气管路进行加固,运行半年后,补焊部位又重新开裂。某厂两台空压机,仅有一台储气罐,空压机转速480r /min,储气罐安装在室外。其中一台空压机排气管与储气罐进气接管法兰直接对接,而另一台空压机的排气管在室外与第一台空压机管路成直角状相连,连接部位为管道拐弯处,如图1所示。2009年9月,空压机运行3年后,发现储气罐侧面支腿附近的部位有漏油痕迹,经检验发现,

　　

　　下封头母材开裂,位于支腿的边缘,裂纹外表面长为75mm,内表面长为100mm,裂纹走向横向,如图2。经分析认为是第二台空压机水平出气管对储气罐形成侧向推力, 气流脉动引起储气罐左右振动,导致下封头在侧面支腿处横向疲劳破坏。由于储气罐内压的一次膜应力的影响,内表面的裂纹要比外表面长。经过补焊后,储气罐投入运行, 2010年3月,沿补焊部位的一端,下封头母材又重新开裂,裂纹长90mm,被迫停机修理。笔者认为仅修理损坏部位,而不消除管路振动和安装上的不合理

　　

　　结构,重新开裂是不可避免的。申江牌储气罐

　　

　　2. 储气罐的修理

　　

　　按照《压力容器安全技术监察规程》规定,焊缝的修理不易超过两次,所以在第二次补焊时,采取了慎重的措施, 制定了合理的修理方案。( 1)例1的空压机出气管的出墙孔和止回阀部位加装支承,以减少振动。例2的第2台空压机出气管改为在室内与第1台空压机管路相连。( 2)根据渗透探伤的结果,采用电动砂轮打

　　

　　磨的方法,清理开裂部位,坡口尺寸符合焊接规范要求,坡口附近不得有油、油漆、水等杂物。打磨至无裂纹为止,打磨长度不小于100mm,用渗透探伤检查无裂纹后,方可进行补焊。这一点很重要,因为例2的支腿部位的封头开裂,很可能第一次补焊时, 内部裂纹前端有未消除的微小裂纹,为第二次开裂留下隐患。( 3)根据现场情况, 进行手工电弧焊补焊,选用J507焊条,焊条经350℃烘焙并保温2h ,随

　　

　　取随用。对于例1的进气管接管角焊缝开裂, 因为是补焊过一次的焊缝,并且有补强板,为减少应力集中, 进行氧—— 乙炔火焰予热, 温度200℃～ 250℃。焊接规范: 电流80～ 120A, 电压22～ 24V。焊后用石棉布覆盖( 4)焊后3h,对补焊缝打磨,例2中封头开裂的补焊,应打磨到焊缝与母材光滑过渡。对焊缝进行检查,表面不得有气孔、夹渣,尤其不得有裂纹、咬边等缺陷。对接焊缝进行100%射线探伤, 角焊缝作渗透探伤, 必要时做水压试验检查。不锈钢储气罐

　　

　　3. 建议

　　

　　从管道振动引起储气罐损坏的情况可知,往复式压缩机的振动问题不可小视,应从多方面采取措施,笔者建议:( 1)要尽量采取减少管道气流脉动的措施。要按照设计管路来安装管道,防止管路的共振;管道转弯曲率半径要大一些,并加强管路的支承; 需要改变原管路设计,如加装阀门等部件,要重新考虑支承的情况;多台空压机共有一个储气罐时,其管道应在远离储气罐的部位连接,并加强管路的支承,不可用例2的管路安装方式连接。( 2)对储气罐的修理,要保证质量。储气罐的修理要按有关的压力容器管理规程来执行,方案要经有关部门审批,施焊人员要具备资格,原有缺陷要彻底消除,焊后要检验合格后,才能投入使用。

　　

　　( 3)储气罐设计要考虑振动影响。空压机储气罐的压力一般较低,为一类压力容器,结构设计无特殊要求,但从实际情况看应考虑振动的影响,可以考虑增加进气管的补强板厚度,设计时提出对进气管角焊缝进行超声波探伤,保证焊缝的质量。支腿与封头间增加垫板, 这样,受到振动时,垫板的焊缝就会先损坏,不致引起封头开裂。

 

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