設(shè)備襯里強度下降原因及防治措施

摘#8195;要本文結(jié)合工程實例，對影響工業(yè)設(shè)備襯里強度的襯里集料性能、施工方法、施工模板、施工環(huán)境、參建人員和烘烤溫控曲線等因素，逐一展開調(diào)查論證，分析了襯里強度存在明顯偏低的原因；從材料復(fù)檢、計量配料、密實度控制、養(yǎng)護(hù)方式和烘烤方案等方面，提出了預(yù)防設(shè)備襯里質(zhì)量問題的防治措施。

關(guān)鍵詞設(shè)備襯里；施工質(zhì)量：襯里集料；防治措施

中圖分類號TB文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2012)041-0104-02

1背景

工業(yè)設(shè)備襯里因處于高溫、高壓、油氣、煙氣、顆粒物質(zhì)以及催化劑磨損狀態(tài)下運行，設(shè)備襯里已成為工業(yè)設(shè)備的重要組成部分，因此，如何保證設(shè)備襯里的施工質(zhì)量，延長襯里壽命，將是建筑工程技術(shù)人員不斷追求的目標(biāo)和必須完成的任務(wù)。本文針對工業(yè)設(shè)備襯里的質(zhì)量特點，舉一實例，2011年三季度，廣東某石化工業(yè)園區(qū)某設(shè)備襯里烘烤結(jié)束后，例行檢查中發(fā)現(xiàn)，該工業(yè)設(shè)備的襯里強度存在明顯偏低的情況，用0.5 kg手錘輕輕敲擊襯里，其聲音低沉，似有空洞聲，用鐵條等物劃刮襯里表面會留下明顯的痕跡，經(jīng)回彈檢測襯里強度，其測量值只有設(shè)計值的60%-75%，但襯里表面并未見明顯的裂紋。

2分析

事件發(fā)生后，主管單位立即成立專家組，針對襯里施工所涉及的人員、襯里集料性能、施工方法、施工模板、施工環(huán)境和烘烤溫控曲線等因素，逐一展開調(diào)查、分析和論證。現(xiàn)將影響襯里強度的因素分析如下。

2.1施工時限對襯里強度的影響

1）調(diào)查情況：據(jù)查，指導(dǎo)作業(yè)的施工方案中，所列的施工方法—襯里集料攪拌好后，允許使用的時限為35分鐘，與材料供應(yīng)方要求的時限20分鐘相比，存在顯著差異，但在襯里施工時，并未出現(xiàn)早凝問題，反而出現(xiàn)襯里澆筑48小時后，仍不凝固的現(xiàn)象，但在采取措施后，此問題未再發(fā)生。

2）對襯里強度的影響：施工時限主要是受攪拌好的襯里料初凝時間的影響，若繼續(xù)使用“超過時限要求”的襯里料，將會使襯里出現(xiàn)局部酥松的現(xiàn)象。由于本次事故中表現(xiàn)出的強度偏低現(xiàn)象的普遍性，以及從現(xiàn)場已鑿除的襯里中也未發(fā)現(xiàn)有局部酥松的現(xiàn)象，因此，施工時限對襯里強度應(yīng)無影響。

2.2支模高度對襯里強度的影響

1）調(diào)查情況：現(xiàn)場觀察到的模板高度為1#8198;200 mm，這對加料和振搗作業(yè)都十分不利，易造成局部襯里密實度降低現(xiàn)象。

2）對襯里強度的影響：支模高度太高主要是影響模板下部的加料和振搗作業(yè)，若操作不當(dāng)有可能導(dǎo)致該部位的襯里密實度不足，從而降低襯里強度，但對上部施工作業(yè)的影響并不大。從襯里強度回彈檢測中，也并未見這類缺陷發(fā)生。因此，支模高度太高對襯里強度應(yīng)無影響。

2.3水灰比過大對襯里強度的影響

1）調(diào)查情況：據(jù)現(xiàn)場詢問，施工初期曾經(jīng)有過水灰比過大的現(xiàn)象，經(jīng)監(jiān)理工程師督促整改，再沒有發(fā)生水灰比不合適現(xiàn)象。

2）對襯里強度的影響：合適的水灰比，可避免粗骨料下沉，減少干縮，使襯里抗裂性能增大，從而保證襯里強度。據(jù)強度回彈檢測，前期襯里水灰比過大的施工部位，確有襯里強度較低現(xiàn)象。因此，水灰比過大對襯里強度降低的影響，應(yīng)是一個不能排除的因素。

2.4養(yǎng)護(hù)方式對襯里強度的影響

1）調(diào)查情況：材料供應(yīng)方要求襯里采取噴霧（以鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑的襯里料）養(yǎng)護(hù)，據(jù)查，施工現(xiàn)場有關(guān)人員都沒有見到現(xiàn)場襯里噴霧養(yǎng)護(hù)的情景，但曾見過淋水養(yǎng)護(hù)，也見過襯里表面結(jié)了許多露水；在施工過程中，現(xiàn)場有關(guān)人員曾用手摸過（手呆在上面）設(shè)備外壁和襯里表面的溫度，感覺溫度有點高，但還能忍受。

2）對襯里強度的影響：當(dāng)襯里溫度升高后，襯里的膨脹量會相應(yīng)增加，降溫后會收縮，如果襯里材料的抗拉強度，不足以承受因降溫收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力時，就會產(chǎn)生許多裂紋，從而影響襯里的質(zhì)量；從手呆在設(shè)備外壁和襯里表面感覺溫度有點高，但還能忍受這些現(xiàn)象來看，表明襯里溫度并不高，而且，這些強度下降的襯里表面并無明顯裂紋。因此，未噴霧養(yǎng)護(hù)對襯里強度應(yīng)無影響。

2.5烘烤溫控曲線對襯里強度的影響

1）調(diào)查情況：烘烤方案首次恒溫溫度是140℃，與材料供應(yīng)方要求的110℃相比，有30℃的差別，第二次恒溫溫度是315℃，末次恒溫溫度是520℃，后兩次恒溫溫度與材料供應(yīng)方要求一致。從DCS控制系統(tǒng)中調(diào)出的烘烤溫控曲線來看，四個控制點的溫控記錄曲線中，最高溫度未達(dá)到520℃的有1條，≥520℃的有3條，其中有1條溫控記錄曲線，在二次恒溫時，出現(xiàn)了溫度不恒定的情況，最低降到了280℃，另有1條溫控記錄曲線，在最后一次恒溫時，也出現(xiàn)了溫度下降的情況，最低降到了390℃，只有1條溫控記錄曲線符合其所制定的烘烤方案要求。

2）對襯里強度的影響：從其他企業(yè)實際操作的經(jīng)驗來看，按方案所確定的140℃的首次恒溫溫度對襯里實體質(zhì)量的形成影響不大。但是，從實際升溫過程來看，只有1個控制點的烘烤溫控曲線符合烘烤方案的要求，其余3個控制點的烘烤溫控曲線與烘烤方案相比相差較大，而且，經(jīng)回彈檢測，其襯里強度也有所區(qū)別。因此，烘烤溫控曲線不符合烘烤方案的要求，對襯里強度降低的影響，也是一個不能忽略的因素。

2.6襯里集料性能對襯里強度的影響

1）調(diào)查情況：在對襯里施工余料中的大顆粒珍珠巖觀察時發(fā)現(xiàn)，存在原料燒結(jié)不均勻的現(xiàn)象，尤為異常的是：一些大顆粒珍珠巖用打火機火焰直接烘烤時，會發(fā)生燃燒，幾十秒后火焰熄滅。從現(xiàn)場鑿除下來的襯里碎塊來看，大多數(shù)襯里料的燒結(jié)已基本完成，已完成燒結(jié)的襯里與尚未使用的剩余襯里集料相比，前者部分集料似乎曾發(fā)生過二次膨脹現(xiàn)象。

2）對襯里強度的影響：大顆粒珍珠巖是礦砂經(jīng)預(yù)熱、瞬時高溫、焙燒膨脹后，制成的一種內(nèi)部為蜂窩狀結(jié)構(gòu)的白色顆粒狀的耐火材料，呈白色顆粒狀、無毒、無味、不燃燒、不腐蝕、耐酸堿和容重輕，具有很強的隔熱作用。但未經(jīng)燒結(jié)或未燒結(jié)透的珍珠巖將會在再次遇到高溫時產(chǎn)生二次膨脹，將會減少襯里的容重，并對燒結(jié)后襯里的強度產(chǎn)生巨大的影響。從已完成燒結(jié)的部分集料似乎曾發(fā)生過二次膨脹現(xiàn)象，以及珍珠巖存在可燃性來看，導(dǎo)致本次質(zhì)量事故的原因與所用襯里集料的性能有很

大關(guān)系。

3處置

這次質(zhì)量事故是嚴(yán)重的，造成該工業(yè)設(shè)備襯里全面返工，鑿除了全部不合格襯里，重新購買了其他品牌的襯里集料進(jìn)行施工，造成延誤工期35天，直接費用損失40多萬元。這次事故帶給我們工程技術(shù)人員的教訓(xùn)是深刻的，悲痛的，是一個難忘的

教訓(xùn)。

4防治措施

4.1控制龜甲網(wǎng)的安裝質(zhì)量

1）直接焊在器壁上的龜甲網(wǎng)必須緊貼器壁，間隙不大于

1 mm。龜甲網(wǎng)隔孔與器壁焊接牢固，焊縫長不小于20 mm，端頭主部與容器焊牢。

2）雙層有龜甲襯里，環(huán)向和縱向接頭盡可能在端板處，并與端板焊牢。接口形式為搭接和平行接，接口處網(wǎng)孔面積不能小于基本網(wǎng)孔的1/3，不能大于基本網(wǎng)孔的4/3，相鄰龜甲網(wǎng)的接縫應(yīng)錯開300 mm以上，龜甲網(wǎng)必須與端板逐一焊接，焊縫長度不小于

40 mm，龜甲網(wǎng)的每個端頭必須與接管等固定件焊牢，不能懸空。

4.2加強材料復(fù)檢工作

在控制進(jìn)場原材料質(zhì)量的過程中，除應(yīng)按規(guī)范要求做好規(guī)定的檢驗項目外，還應(yīng)增加對襯里集料揮發(fā)性和燒蝕性的檢驗，防止因原料燒結(jié)不透，從而產(chǎn)生二次膨脹的現(xiàn)象。

4.3控制水灰比及密實度

按配合比要求計量配料，干料經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，再加?0%～90%的用水量，剩余的水視襯里料的稠度逐漸加入，襯里水灰比適當(dāng)，稠度適中，不能結(jié)團(tuán)，鋼纖維分層均勻撒入，分布均勻，攪拌好的料顏色一致。澆筑時做到：襯里表面與龜甲網(wǎng)平齊，突出高度不得大于0.5 mm，突出部分面積之和大于總面積5%，襯里不得低于龜甲網(wǎng)。襯里表面平整密實，用0.5 kg手錘輕輕敲擊，其聲音清脆鏗實、無空洞聲，并遵守襯里產(chǎn)品說明書要求的澆筑時限。

4.4選擇合適養(yǎng)護(hù)方式

1）以鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑的襯里料施工后，停放至用手輕按不沾泥漿時立即進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)，待襯里達(dá)到一定強度并視其發(fā)熱情況，可進(jìn)行噴霧水養(yǎng)護(hù)24 h，再自然養(yǎng)護(hù)48 h。

2）以磷酸鹽為結(jié)合劑的襯里材料，應(yīng)在相對濕度75%以下的干燥空氣中養(yǎng)護(hù)3 d～7 d，養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)保持空氣流通，避免風(fēng)吹、日曬，嚴(yán)禁與水接觸。

4.5遵守材料供應(yīng)方提供的烘烤溫控要求

根據(jù)所用襯里材料本身特性對烘烤和燒結(jié)過程的影響，實事求是地確認(rèn)應(yīng)遵守的恒溫時間和升溫曲線，嚴(yán)格遵守材料供應(yīng)方提供的烘烤溫控要求。

參考文獻(xiàn)

[1]化工石油建設(shè)工程施工質(zhì)量管理[M].中國石化出版社，2003.

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