安鋼1780粗軋高壓水系統翻版液位計更換作業方案

0 引言

安鋼 1780 mm 熱連軋為一條傳統配置的生產線，其主要設備包括 3 座步進梁式加熱爐、兩架粗軋機、中間輥道/中間坯保溫罩、切頭飛剪、7 機架精軋機組、層流冷卻裝置、3 臺地下卷取機、鋼卷運輸設備等，2007 年 6 月投產。該生產線的粗軋機和精軋機分別配有相應的高壓水除鱗系統，即將低壓濁環水通過該系統提高壓力為高壓水，至用水點高壓噴出，用以打擊生產鋼板表面在生產過程中產生的氧化鐵皮，從而提高鋼板或鋼卷的表面質量。其中為粗軋機提供高壓水的高壓水系統，稱為粗除鱗系統，生產線設計時在生產線旁邊單獨為該系統建有一座泵站，該泵站內的主要設備包括：除鱗泵、主電機、液力偶合器、高壓翻版液位計、高壓噴射閥、高壓單向閥、高低壓空壓機、高壓管路附件等，以及相應的潤滑系統和控制系統、一部 16 噸維修用天車等。該泵站平面布置簡圖如圖 1 所示。

安鋼 1780 熱連軋粗除鱗高壓水泵站，配有高壓翻版液位計共 5 套，其中氣罐 3套、水罐 2 套，主要設計參數均為：壓力，單重，容量等，氣罐和水罐的外形尺寸為，只是細部尺寸略有差別。在高壓除鱗系統中起到調節能量、均衡壓力、緩和沖擊、防止水錘等作用，屬于高壓容器，設計壽命 10 年，目前已達到設計使用年限，需全部更換，由于蓄勢罐體積較和重量大（基本重量為 32.5 t ），現場行車為一部 16/3.2 t不能使用。而該泵房周邊有電氣室、鐵路線、綠化灌木等設施，場地十分狹小，作業面空間十分有限，粗除鱗泵房區域平面布置示意圖如圖 2 所示。因此更換這五套蓄勢罐的施工有較大的難度。

1 施工規劃及起重設備選用

1.1 施工總體規劃

本次施工主要包括 5 套高壓氣、水罐整體吊裝更換、管路的焊接，并對新罐進行檢驗及壓力試驗，主要施工程序見圖 3。

1.2 起重設備選用方法

翻版液位計罐體單重 32.5 t，所以鋼絲繩的選用必須符合相關要求。罐體頂端上有 4 個吊耳，采用 4 根鋼絲繩起吊罐體，故單根鋼絲繩的起重量為 8.125 t，可根據下式估算鋼絲繩直徑：D≥0.1 P 姨 =0.1× 81250 姨 =28.5 mm，其中，D 為鋼絲繩直徑，mm；P為鋼絲繩實際承受的zui大拉力，N。參照 GB 8918—2006《重要用途鋼絲繩》選用直徑為 32.5 mm 的 6×37 鋼絲繩 [1] 。經現場測量，廠房高約 11 m，罐體高 7.2 m，汽車起重機作業半徑約 15 m，支腿跨距空間在 7 m 以內，參照 350 t 汽車吊性能參數表，基本能滿足現場使用要求，故選用 350 t 汽車起重機（配重 107 t，支腿跨距 5.8 m）。受場地限制，安全起見，泵站內安排 25 t 汽車起重機輔助作業。

2 更換作業操作步驟

2.1 檢修前準備工作

（1）施工前危險源點識別，做好防范措施，審查高壓罐相關技術文件（說明書、圖紙），特別是新備件的外型尺寸、技術參數、預留孔位置、地腳孔距等，做好校對工作，盡量把一切問題解決在停機之前。罐體主要參數見表 1。

（2）提前把施工所需的材料、備件、機械準備好，放置現場合理位置。

（3）與操作工聯系停水，操作按鈕切換到現場，停泵、放水、放氣、關閥、卸壓，掛檢修牌。確保安全以及罐體自重zui小。

（4）泵房外通道封閉，泵房門口及西側外墻向西約 13 m 綠化帶清理，鋪設枕木、石子，便于起重及運輸車輛進入，并申請鐵路占道時間。

2.2 主體作業步驟

2.2.1 屋頂鋼結構、彩瓦部分拆除

將罐體正上方屋頂鋼結構、彩瓦進行拆除，面積大約 25 m 2（5 m×5 m），拆除時高空、臨邊作業，人員行走需走主梁位置，人員必須栓掛好安全帶、扣安全繩，拆除時下方做好警戒，下方嚴禁站人，使用氣割時下方易燃物提前清理、電氣、儀表設備等做好覆蓋，現場配備至少兩臺手持滅火器以免發生意外，除鱗罐防護板、兩層平臺、欄桿拆除；所有拆除之前確認罐體相關主、次閥門關閉并掛牌、相關介質泄壓、清理并在相關閥門上掛牌簽字，將除鱗罐防護板、二層平臺、欄桿等影響吊裝的進行部分拆除，盡量做好原構件的保護，拆除的做好相關標記，以便恢復。

2.2.2 除鱗罐設備附件拆除

將與罐連接的進、出口管道、液位計等儀表及線、罐體二次灌漿層進行拆除或破除。

2.2.3 舊罐的拆除、吊裝（圖 4）

（1）地腳螺栓拆除，拆除時注意對預埋絲的保護。

（2）罐體兩側焊接 30 mm 鋼板 200 mm×400 mm 對應焊接，使用 50 t 千斤頂將罐體頂起 30 mm，確保罐體與地面脫離。

（3）起吊順序。中間氣罐②→南側氣罐③→北側氣罐①→南側水罐⑤→北側水罐④。

（4）起吊方法。罐體頂端上有 4 個吊耳，分別用 4 根 Φ32×5 mm 對繩用卸扣固定在吊耳上。氣罐②③用 350 t 吊車直接起吊；其余罐體：350 t 及 25 t 吊車頂部同步起吊，起吊 400 mm高度，移動至中間氣罐②位置，25 t 吊車脫鉤，350 t 吊車起吊。所有罐體吊運至平板車上方，50 t 吊車輔助平放至平板車上。

（5）清理高壓罐底部墊鐵表面。

2.2.4 新罐的安裝采用倒序法，新罐安裝方法北側水罐④、南側水罐⑤、北側氣罐①：350 t 吊車起吊至站內后，25 t 吊車底部東南側同步起吊，移動至安裝螺栓上方，東側水平方向利用 2 t 手拉葫蘆旋轉罐體，螺栓對準后下落；南側氣罐③、中間氣罐②：350 t 吊車起吊至站內后，西側水平方向利用 2 t 手拉葫蘆旋轉罐體，螺栓對準后下落。

2.2.5 其他附屬件安裝

（1）新罐就位以后，350 t 及 50 t 吊車、平板車等撤離，使用25 t 吊車恢復粗除磷泵站廠房鋼結構、彩瓦，恢復后 25 t 吊車撤離。所有車輛撤離后，清理石子、枕木等，解除鐵路占道。

（2）安裝地腳螺栓、液位計及安全閥等罐體附件，焊接相應管路（壓力管道焊接持有《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則》合格證）。

3 驗收及校驗 [2]

（1）具有鍋爐壓力容器檢測資質的機構對新罐進行檢驗，包括罐體內外部宏觀檢測、超聲波測厚，焊縫磁粉檢測、射線檢測等等，zui終驗收出具檢驗報告等。檢驗期間應做好安全防護工作，隔離出透照區域，并設置安全標志，防止無關人員誤入射線防護區。

（2）對罐體安裝水平度、垂直度、中心位移偏差等關鍵數據行檢驗，符合國家相關標準規定后進行二次灌漿，并對原來拆卸的平臺、欄桿、保護罩、標識牌等進行恢復。

（3）壓力實驗：罐體、管道安裝完成檢驗合格后進行強度與嚴密性試驗，依罐體設計壓力、工作壓力為參照進行壓力實驗。實驗期間應作安全警戒，防止無關人員進入。考慮到高壓水罐出口高壓截止閥及zui低液面閥封氣性能較弱，氣水罐補水后（約1.5 m 高）進行試壓。具體步驟：①高壓空壓機打壓至 1 MPa，保壓 5 min，對液位計、安全閥、人孔等所有拆裝和罐體外接口涂抹肥皂水進行泄漏檢測。②檢測正常后，持續補壓至 5 MPa，保壓 5 min，遠距離目測、聽音檢測上述部位是否異常。③其后按每級 5 MPa 的級差逐級增至 25 MPa，25 MPa 時應保壓 60 min，遠距離目測、聽音檢測上述部位是否異常。④其間如有泄漏，應放水放氣，對泄漏點處理后重新實驗。無異常恢復泵站功能。

4 結語

翻版液位計 5 套罐體更換施工為期 10 天結束，其中核心工序起重作業工期 2 天，工程質量及進度均取得良好效果，取得良好的經濟和社會效益。

在本次更換施工中，以安全高效的方案成功進行翻版液位計罐體更換，減少了施工設備和臨時設施的投入，節約了大量資金；該工法可操作性強，施工各工序銜接緊密，大大提高了生產效率；為高壓水除鱗系統翻版液位計更換作業提供了寶貴的成功案例。