便攜式水切割設(shè)備在大罐拆除的應(yīng)用

馮濤

摘要：便攜式水切割設(shè)備采用前混合磨料高壓水射流技術(shù)，其具有體積小、重量輕、運(yùn)輸方便、切割效率高等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于石化管道切割、油罐切割、油輪開孔、危險(xiǎn)品處理、易燃易爆品切割作業(yè)，是一款應(yīng)用在高危作業(yè)領(lǐng)域最理想的冷切割設(shè)備。

關(guān)鍵詞：便攜式;高壓水射流;前混合磨料;大罐拆除;應(yīng)用

長(zhǎng)期以來，石油化工聯(lián)合站內(nèi)的大型油罐拆除均采用火焰切割的方式，由此對(duì)安全動(dòng)火和工人作業(yè)環(huán)境提出了很高要求。應(yīng)用便攜式水切割設(shè)備，對(duì)安全動(dòng)火條件無苛刻要求，達(dá)到工人可以進(jìn)入作業(yè)空間施工的條件即可，不產(chǎn)生氣體污染，不會(huì)惡化作業(yè)環(huán)境條件，有效地提高了施工效率，很好地完成了大罐拆除工作。

1 便攜式水切割設(shè)備工作原理及系統(tǒng)組成

1.1工作原理

前混合磨料射流是指水流在高壓料罐內(nèi)和磨料初步混合處于流化狀態(tài)，然后經(jīng)過截止閥進(jìn)入混合室，在混合室內(nèi)與高壓水流進(jìn)行充分混合，形成液固兩相流，再通過噴嘴噴出形成磨料射流。采用前混式磨料水切割方式，保證遠(yuǎn)距離無氧切割，可滿足油田油氣和海洋工程遠(yuǎn)距離施工和防爆要求。

1.2設(shè)備性能參數(shù)

1.3系統(tǒng)組成

1.3.1便攜式水切割系統(tǒng)主機(jī)

便攜式水切割系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、磨料供給系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括：防爆電機(jī)、聯(lián)軸器等;磨料供給系統(tǒng)包括：磨料混合罐、上下閥體、泄壓閥及其管路;增壓系統(tǒng)包括：防爆控制箱、調(diào)壓閥、安全閥、單向閥、壓力表及各球閥開關(guān)。

1.3.2管道切割器

管道切割器由管道切割器、控制盒及其附件鏈條、鏈條卡、軌道、軌道卡組成。管道切割器是切割作業(yè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，割槍固定部位;控制盒是管道切割器切割速度調(diào)節(jié)控制器;鏈條、鏈條卡將管道切割器固定在軌道之上;軌道、軌道卡使管道切割器沿軌道行走。

1.3.3吸附式開孔器

吸附式開孔器由支腿、防水電機(jī)、車體、支撐法蘭、定位桿、割槍定位調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)組成;實(shí)現(xiàn)開孔作業(yè)。

1.3.4直線行走切割器

直線行走切割器由直線導(dǎo)軌、強(qiáng)力磁鐵、切割槍總成、車體組成，實(shí)現(xiàn)直線切割。

1.4操作規(guī)程

使用本設(shè)備至少需要三名工作人員，一人負(fù)責(zé)操作便攜式水切割系統(tǒng);一人負(fù)責(zé)切割部分操作;一人負(fù)責(zé)在旁監(jiān)護(hù)，處理應(yīng)急問題。

1.4.1設(shè)備連接

（1）將設(shè)備低壓管與外部水源連接;

（2）將低壓水管快接頭接入設(shè)備低壓進(jìn)水口，并將兩側(cè)拉環(huán)合緊，打開外接水源閥門開關(guān);

（3）將高壓管一端的高壓快接頭同磨料罐高壓出水口連接，順時(shí)針擰緊緊固套筒，另一端與輔助切割設(shè)備的割槍槍頭部分高壓塊接口連接;

（4）磨料裝填，旋開磨料混合罐上閥體，填入磨料，裝填完畢后將磨料罐上口及密封圈溝槽、上閥體螺紋清洗干凈并旋緊磨料混合罐上閥體。

（5）開啟外接水源閥門，再打開設(shè)備低壓水管進(jìn)水控制開關(guān)，同時(shí)打開蓄水罐排氣開關(guān)，待有水穩(wěn)定流出后關(guān)閉排氣開關(guān);

1.4.2設(shè)備啟動(dòng)

（1）設(shè)備操作人員操作前需佩戴防護(hù)手套;操作切割部分人員操作前須穿戴好防護(hù)用具：防護(hù)服、防護(hù)鏡、防護(hù)手套、防水鞋;

（2）設(shè)備開啟前需要對(duì)輔助切割設(shè)備進(jìn)行安裝、放置，保證切割器固定牢靠，必要時(shí)可適當(dāng)增加配重;當(dāng)切割表面不規(guī)整時(shí)，需使切割器在未加壓狀態(tài)下預(yù)先執(zhí)行一遍切割過程，并對(duì)槍嘴位置適當(dāng)調(diào)整，保證槍嘴距待切割物體最高點(diǎn)1-2mm;

（3）啟動(dòng)設(shè)備，打開防爆控制箱電源開關(guān)，按下啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)設(shè)備，電源指示燈亮;

（4）設(shè)備加壓，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)壓閥手柄，逐漸調(diào)節(jié)壓力至壓力表穩(wěn)定在40Mpa，停止旋轉(zhuǎn);

（5）開啟磨料，待壓力穩(wěn)定后，將磨料控制開關(guān)開啟至設(shè)備底面成45°夾角左右，此時(shí)槍嘴開始噴射高壓磨料射流;

（6）通知切割操作人員開始對(duì)待切物體進(jìn)行切割作業(yè);

1.4.3設(shè)備關(guān)閉

（1）閉磨料，將磨料控制開關(guān)關(guān)閉至與設(shè)備底板夾角成90°狀態(tài);

（2）設(shè)備降壓，關(guān)閉磨料后，帶壓運(yùn)行1-2分鐘，確保高壓軟管內(nèi)部磨料完全流出，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)壓閥手柄至關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)壓力表示數(shù)為0Mpa;

（3）關(guān)閉設(shè)備，按下停止按鈕并關(guān)閉防爆控制箱電源，此時(shí)電源指示燈滅;

（4）閉水源，待設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后關(guān)閉低壓水管進(jìn)水控制開關(guān);

（5）旋松泄壓閥釋放磨料混合罐內(nèi)部壓力，待壓力釋放后將其重新旋緊;

2 大罐拆除流程

3 高壓水射流技術(shù)的應(yīng)用

3.1罐體附件拆除

罐體附屬設(shè)施若影響水切割須提前拆除，如保溫層、周圍的管線、扶梯等。

3.2罐體本體拆除

本方案為在罐本體環(huán)切4刀，將罐本體一分為五，劃分5部分整體吊裝拆除，分別為罐頂板、罐壁板（分3段）、罐底板。拆除順序如下：

3.2.1灌頂板拆除

（1）首先用吸附式開孔器在罐頂板均勻?qū)ΨQ開4個(gè)吊裝孔，以保證每個(gè)吊點(diǎn)受力均勻，然后用管道切割器環(huán)切將罐頂板與罐壁板切割分離。

（2）整圈切割完成后，操作人員立即撤出吊機(jī)作業(yè)半徑范圍內(nèi)，防止意外發(fā)生，最后吊機(jī)將罐頂板吊至解體區(qū)域解體。

3.2.2灌壁板拆除

（1）拆除分三段進(jìn)行，每段高度3553mm。用石膏筆將割除的整圈切割線定位好，割除前在罐壁板用吸附式開孔器開4個(gè)吊點(diǎn)孔，然后切割工按照切割線進(jìn)行整圈切割。

（2）整圈切割完成后，操作人員立即撤出吊機(jī)作業(yè)半徑范圍內(nèi)，防止意外發(fā)生，最后吊機(jī)將罐壁板吊至解體區(qū)域解體。

3.2.3灌底板拆除

罐底板與油庫(kù)基礎(chǔ)相連，罐壁板切割完成后將罐底板按焊接順序切割完畢，直接原地切割解體。

4 應(yīng)用前景

（1）便攜式水切割設(shè)備沒有很高的溫升效應(yīng)，工作介質(zhì)又是沒有燃點(diǎn)的普通自來水，特別適合石化行業(yè)事故搶修、大修時(shí)難以達(dá)到動(dòng)火條件的地方;

（2）在煉油生產(chǎn)裝置主要適合管道系統(tǒng)、油罐、氣柜及各種油品管道難以進(jìn)行大量蒸汽吹掃或吹掃困難的拆除搶修、設(shè)備管道開口工程;

（3）在海上固定平臺(tái)內(nèi)油氣管線、油罐及水下樁管的切割工程;

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