不銹鋼儲罐內(nèi)壁整體酸洗鈍化施工技術(shù)

宋麗雪 梁永瑞

摘 要：不銹鋼儲罐內(nèi)壁酸洗采用固定和旋轉(zhuǎn)式供藥裝置，自動旋噴，藥液從罐頂噴灑至儲罐底，經(jīng)過濾循環(huán)使用。

關(guān)鍵詞：不銹鋼儲罐;整體酸洗鈍化;旋轉(zhuǎn)噴頭;藥液循環(huán)

近年不銹鋼拱頂儲罐施工任務(wù)日益增多，不銹鋼儲罐在制造及安裝過程中都會不可避免地產(chǎn)生油污、焊渣、表面浮層及各種氧化物，任何上述雜質(zhì)的存在都會對工藝系統(tǒng)的正常運行帶來很大的隱患。

1 關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 儲罐內(nèi)整體旋噴酸洗鈍化工藝施工關(guān)鍵技術(shù)

儲罐內(nèi)整體旋噴酸洗鈍化是一種循環(huán)清洗技術(shù)，通過頂部旋轉(zhuǎn)電機帶動裝置旋轉(zhuǎn)，將化學(xué)清洗溶液均勻噴灑到所要清洗的儲罐內(nèi)表面上，借助清洗液的重力沿容器壁流到底部，通過提升泵循環(huán)供應(yīng)使清洗液與儲罐內(nèi)壁上的銹、垢進行充分的接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達到清潔系統(tǒng)的要求。

1.1.1 供藥裝置選擇

設(shè)計選擇儲罐容積為5000m3，儲罐直徑為21m，罐底為錐形結(jié)構(gòu)，底板中心高度h為0.16m，為保證罐底板能夠全部接觸到清洗液，罐內(nèi)藥液高度必須至少達到0.16m，為使儲罐內(nèi)藥液能夠持續(xù)被儲罐外側(cè)藥液收集泵收集至藥液過濾箱內(nèi)，同時保證罐內(nèi)整體達到酸洗效果，經(jīng)計算得出供藥裝置容積如下：

D=（S*h）2/3=（r2*π*h）2/3=（10.52*3.14*0.16）2/3=36.93m3

式中：D-藥液體積;S-罐底面積;h-罐底高度;r-儲罐半徑。

因此藥液箱容積最小為36.93m3。

1.1.2 藥液提升泵的選擇

旋噴裝置選用的噴頭流量為18L/min，共50個噴頭，儲罐高度16m。因此藥液提升泵流量最少需達到18L/min* 50*60/1000=54m3/h，揚程最少達到16m。因輸送介質(zhì)有強腐蝕性，因此最終選用藥液提升泵為TC不銹鋼無泄漏磁力泵，詳細參數(shù)如下：

1.1.3 供藥系統(tǒng)管線選擇

因不銹鋼儲罐酸洗液屬于強腐蝕性液體，輸送管線必須具有耐腐蝕性，且能承受一定的壓力，同時為了保證裝置整體的便攜安裝性，因此決定選用高強PVC軟管作為輸送管線。藥液輸送流量為54 m3/h，允許流速為3m/s，因此管線最佳內(nèi)壁直徑為：

d=18.8*[（q/u）^（0.5）]=18.8*[sqrt（q/u）]=18.8*[sqrt（54/3）]= 79.76mm

式中：d-管線最佳直徑（內(nèi)壁）;q-介質(zhì)流量;u-介質(zhì)流速。

故選用的高強PVC軟管直徑為89mm，壁厚為5mm。

1.2 旋轉(zhuǎn)噴頭工藝施工關(guān)鍵技術(shù)

本裝置選用ZSTMA-T型不銹鋼水幕噴頭，流量為18L/min，有效噴射半徑為0.23m。罐壁僅需裝置兩側(cè)設(shè)置垂直于罐壁的噴頭即可實現(xiàn)全面覆蓋，因此主要需計算覆蓋罐頂所需噴頭的數(shù)量。已知罐頂弧形弦長為21m，弦高2.54m，弧長計算過程如下：

因：r2=（r-h）2+（a/2）2，r2=r2-2rh+h2+a2/4

得出半徑：r=h/2+a2/8h=2.54/2+212/（8*2.54）=1.27+21.7= 22.97m

因此：SinC=a/（2*r）=21/（2*22.97）=0.457

求出角度：C=arcsin0.457=27.2度

弧長：l=2πr*2*C/360=2*3.14*22.97*2*27.2/360=21.8m

式中：r-弧長半徑;h-弦高;a-弦長;C-弧長角度。

旋噴裝置總共所需噴頭數(shù)量計算公式如下：

N=l/（r1*2）+2=21.8/（0.23*2）+2=49.39

式中：N-噴頭數(shù)量;l-弧長;r1-噴頭有效噴射半徑。

因此最終確認(rèn)噴頭數(shù)量為50個。將不銹鋼主管放置在加工平臺上進行定位及冷彎處理，煨彎完成后將水幕噴頭等間距垂直方向安裝在主管上，兩端的兩個噴頭垂直向外側(cè)安裝。

1.3 藥液供應(yīng)與循環(huán)施工技術(shù)研究

在進行酸洗作業(yè)前，先將流量計、孔板、調(diào)節(jié)閥、電磁閥、壓力表、溫度計等測試、測量儀表隔離或拆除，并使用臨時短管、臨時旁路及盲板等措施對拆除部件的位置進行處理。關(guān)閉并隔離與酸洗系統(tǒng)無關(guān)的閥門，以防清洗液的外泄。拆裝部位均應(yīng)進行掛牌，標(biāo)明位置，對拆下的設(shè)備附件按要求單獨處理，以備清洗后安裝復(fù)位。具體步驟如下：

①首先將設(shè)備加入清水進行試運行，檢查設(shè)備運行情況是否合格;②加入配制好的溶液，進行酸洗鈍化工作，將調(diào)配好的藥液盛裝在藥液箱內(nèi)，由提升泵經(jīng)設(shè)備主管路提升至旋噴裝置內(nèi)。由旋噴裝置上的噴頭噴射至罐壁板及罐頂板，并通過頂部的旋轉(zhuǎn)電機帶動旋噴裝置勻速旋轉(zhuǎn)，使藥液能夠全面覆蓋。藥液經(jīng)罐壁及罐頂落在儲罐底板上，經(jīng)過濾器由提升泵進行循環(huán)清洗;③施工過程以每兩個小時為一個檢測周期，打開過濾器蓋子，檢查藥液的渾濁度及污染物數(shù)量，直至溶液濁度小于10FTU時停止施工;④酸洗結(jié)束后，充滿新鮮水對系統(tǒng)進行沖洗，去除殘留在系統(tǒng)中的酸液和洗落的顆粒。當(dāng)出水pH值近中性，進出水水質(zhì)基本穩(wěn)定后即可結(jié)束沖洗;⑤進行儲罐內(nèi)部的檢查，首先應(yīng)進行目測，表面清潔無油污，然后采用藍點檢測法進行。（藍點檢測法：將藍點液滴于所酸洗不銹鋼的任意部位，30秒內(nèi)不產(chǎn)生藍色點狀即為合格）;⑥酸洗后的廢液收集至廢液箱，經(jīng)中和處理使pH值達到6-9。中和后的廢水運往污水廠集中處理。

2 實施效果比較

儲罐內(nèi)壁整體酸洗鈍化與傳統(tǒng)酸洗技術(shù)比較具有以下優(yōu)勢：

①提高施工效率：傳統(tǒng)儲罐內(nèi)酸洗全部為人工作業(yè)，不僅酸洗的質(zhì)量難以得到保證，而且在受限空間內(nèi)作業(yè)施工效率低下，單臺5000m3儲罐酸洗需要6天時間，使用整體酸洗鈍化技術(shù)僅需要3天時間;②降低環(huán)境污染：傳統(tǒng)儲罐內(nèi)酸洗作業(yè)對施工人員身體危害極大，且酸洗液不易回收，容易造成環(huán)境污染。整體酸洗鈍化技術(shù)不僅避免了對人員的危害，而且能夠?qū)⑺袕U液回收，集中處理，有效保護環(huán)境;③極大增加了安全施工系數(shù)：傳統(tǒng)儲罐內(nèi)酸洗作業(yè)屬于受限空間內(nèi)的高空作業(yè)，安全風(fēng)險系數(shù)極大。整體酸洗鈍化技術(shù)不需要人工在罐內(nèi)作業(yè)，有效的規(guī)避了此類風(fēng)險;④質(zhì)量得到提升：整體酸洗鈍化技術(shù)通過藥液的循環(huán)無死角噴灑，有效去除不銹鋼表面污染，質(zhì)量得到明顯提升;⑤經(jīng)濟效益顯著：整體酸洗鈍化技術(shù)僅需設(shè)備的一次性投入，安裝簡單，施工效率高，經(jīng)濟效益得以顯著提高。

3 結(jié)語

該技術(shù)屬于切實可行的工藝，不僅大大縮短了施工工期，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益，而且降低了作業(yè)人員的安全風(fēng)險，施工質(zhì)量也得到了明顯提升。此項技術(shù)所需設(shè)備簡單，具有很強的便攜組裝性，可以為類似工程的施工提供借鑒和依據(jù)。

參考文獻：

[1]魏潔，李祥賓，諶繼鋼.儲罐用浮動式油品調(diào)和裝置及其應(yīng)用[J].石油庫與加油站，2011（05）.

[2]陸雅紅，吳江濤，周永，肖禮軍，楊春來.原油儲罐的節(jié)能措施[J].油氣儲運，2010（05）.