摘 要：万向节充装系统是一种安全环保的危化品装卸设施，采用氩弧焊焊接工艺制作维修万向节充装系统，能有效增强其安全使用强度，保证装卸车环节的本质安全。
　　关键词：万向节充装系统、丙烯鹤管、氩弧焊
　　
　　
　　一、前言
　　在危险化学品充装过程中，推广使用万向节充装管道（俗称鹤管）代替充装软管，其优势在于转动灵活、密封性好、有较高的技术含量，可以达到既安全、环保的输送流体介质，又杜绝了软管在充装液化危险化学品中经常发生爆管所造成的人员伤亡、经济损失、安全环保等事故。不仅是危化品充装设施，许多危化品卸车设施也采用了安全环保的万向节充装系统。
　　丙烯是一种易燃易爆危化品介质，丙烯卸车是利用压缩机从球罐顶部抽取气相丙烯加压后经丙烯鹤管到达丙烯槽车，从而将液相丙烯输送到球罐。丙烯鹤管（PN5.0 DN50 20#）使用1年半时气相流体臂（δ=3.5mm）大刀板处万向节主密封圈出现了渗漏，更换主密封圈回装弹簧钢时，该万向节前弯头焊缝因受力出现了断裂脱开，设备焊接接头存在着重大缺陷，给丙烯卸车带来了重大安全隐患。
　　二、缺陷分析
　　经过对丙烯鹤管气相流体臂断开焊口进行检查，发现焊接前该焊缝两侧均未事先打坡口并氩弧焊打底，而是采用金属熔化焊将弯头和直钢管直接焊接，焊接时预留间隙较小，导致焊缝整圈出现严重未熔合，大大降低了焊接接头的强度，这是丙烯鹤管焊缝发生脱开的主要原因。将整套鹤管全部拆检，观察到其他焊缝均采用金属熔化焊焊接工艺，未熔合、未焊透都非常严重，鹤管安全强度大大降低。焊缝缺陷如图1、图2所示。
　　
　　图1 直管段焊缝断面
　　
　　图2 弯头处焊缝断面
　　三、改进措施
　　丙烯属于液化烃类介质，丙烯管线按照工业管道分类方法应属于GC2级工业管道，丙烯鹤管应按照GC2级工业管道制作要求进行现场焊接。针对丙烯鹤管焊缝存在的重大缺陷，结合丙烯原料的生产需求，确定如下改进方案：
　　1、丙烯鹤管焊缝不返厂维修，在生产厂内实施焊缝返修，因为返厂维修周期长、维修过程不受控，不方便监督焊接制作过程；
　　2、选择具有工业管道制造、安装、修理资质的承包商对4套丙烯鹤管所有焊缝按照《压力管道安全技术监察规程——工业管道》[1]和GB/T20812的有关规定进行现场返修，即采用氩弧焊焊接工艺、无损检测（RT、UT）和水压试验，安全状况Ⅱ级以上为合格。
　　氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上熔化成液态形成的熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，见图3。氩弧焊之所以得到广泛应用，主要是因为它具有以下优点：
　　1、氩气保护可隔绝空气中的O2、N2、H2等对电弧和熔池产生的不良影响，减少合金元素的烧损，以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头；
　　2、氩弧焊的电弧燃烧稳定，热量集中，
　　
　　图3氩弧焊技术
　　3、弧柱温度高，焊接生产率高，热影响区窄，所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小；
　　4、氩弧焊为明弧施焊，操作观察方便。
　　四、改进过程
　　丙烯鹤管焊缝返修选择在机修车间的焊接工棚内进行，避免了风速影响和现场动火带来的风险。
　　1、焊前准备
　　拆解弹簧钢及万向节，取出主密封圈（聚四氟乙烯材质），以避免焊接时高温失稳。焊接前，管口部位应做30。坡口，管端内外15mm范围内应打磨出金属本色，管道对口间隙为1-3mm。
　　2、焊材准备
　　鹤管本体共有两种材质，万向节过流部件为304，其他直管及管件为20#（GB8163），所以需要准备两种焊材，直管与管件同种钢焊接使用H08A焊丝，万向节与弯头异种钢焊接使用E309-16焊丝；
　　3、 现场施焊
　　3.1施焊人员具备GC2级工业管道焊接资质，焊工证在有效期内；
　　3.2施焊人员要有充分的劳动保护；
　　3.3根据鹤管流体臂壁厚选择合适的焊接电流，按照规范的氩弧焊接工艺规程进行现场焊接。焊接时采用连弧焊，第二层氩弧焊盖面能保证层间良好的熔合，焊接结束后空气冷却至室温。
　　4、焊缝检测
　　对所有维修的焊缝均进行无损检测。由于万向节两侧焊缝距离万向节10mm左右，所以对该部分焊缝（共计34处）进行超声检测，其他焊缝（共计10处）进行射线检测，检测结果达到了Ⅱ级以上，见图4。
　　5、鹤管 组装
　　
　　图4焊缝翻修后状况
　　5.1组装时万向节密封面彻底清洁，
　　无残留、划痕；
　　5.2给万向节转动滑轨内注入适量润滑脂（建议使用二硫化钼），边注入边转动，保证润滑效果；
　　5.3主密封圈两侧涂抹适量润滑脂，所有万向节组装，弹簧钢组装，保证螺栓紧固、不缺。
　　6、压力试验
　　对组装合格后的鹤管进行水压试验。
　　6.1水压试验应用洁净水进行，注水时应排净空气；
　　6.2试验过程[1] ：缓慢升压至试验压力Pt，Pt=1.5Po（PO为最高操作压力），保压10min，缓慢降压至PO，保压30min，见图5；
　　6.3保水压试验过程中，Pt=3.6MPAH和PO=2.4MPAH时不降压、无泄漏、无变形，水压试验合格。
　　7、现鹤管回装投用
　　
　　图5 水压试验过程
　　7.1鹤管回装时必须使用防爆工具，螺栓对称把紧，对弹簧钢平衡性能进行调节，直至人工操作鹤管臂不费力，将每个万向节的静电跨接线安装好，鹤管控制球阀、倒淋球阀、快装接头及其内部密封圈全面检查，紧固完好；
　　7.2关闭鹤管阀门，稍开丙烯管线阀门，用肥皂水检查鹤管气密性，以静密封点无泄漏为合格；
　　7.3气密合格后将鹤管内丙烯与空气混合气排放，用丙烯置换合格后投用。
　　五、效果对比
　　原有丙烯鹤管是2011年6月投用，2012年3月初出现了焊口断开，使用仅9个月。此次丙烯鹤管严格按照《压力管道安全技术监察规程——工业管道》（TSG R0001-2009）的有关规定[1]，对每道焊缝全面进行改进维修，有效提高了焊接接头的焊接质量和焊缝强度，消除了原有鹤管的焊缝重大缺陷，提高了设备的本质安全等级，确保了丙烯鹤管安全稳定卸车。2012年3月使用至今效果良好。
　　六、结论
　　使用万向节充装管道代替充装软管进行丙烯卸车，实现了安全、环保的输送流体介质，但是万向节充装管道作为工业管道工况的一种设备设施，其现场制作和检验、试验应达到《压力管道安全技术监察规程——工业管道》（TS D0001-2009）相关规定[1] [2]，采用规范坡口、氩弧焊打底盖面的焊接工艺规程，才能制作出标准规范的达到安全使用强度的合格产品。生产厂家应以此为戒，严格按照技术规范要求进行产品制作、检验，否则万向充装管道本体存在重大制作缺陷，将会给危化品装卸环节带来重大的安全隐患，严重者会导致泄漏爆炸事故。
　　参考文献
　　[1]《压力管道安全技术监察规程——工业管道》（TSG R0001-2009）第13-16页。
　　[2]《石油化工设备维护检修规程》（SHS01008-2004）第一册 通用设备第199页。
　　皂河底泥对磷的吸附量和解吸量的变化，可推测出磷酸根离子在底泥中极易产生化学沉淀而被固定,皂河底泥对磷的吸附主要是化学吸附作用。另外，皂河底泥磷的吸附—解吸还随温度和其他因素影响而变化，后续再分析探讨。
　　参考文献
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