大型不銹鋼儲(chǔ)罐內(nèi)壁機(jī)械拋光工藝研究

王永慶 (大慶煉化公司工程管理部，黑龍江 大慶 163411)

大型不銹鋼儲(chǔ)罐內(nèi)壁機(jī)械拋光工藝研究

王永慶 (大慶煉化公司工程管理部，黑龍江 大慶 163411)

針對(duì)大慶煉化公司丙烯酰胺裝置中大型不銹鋼儲(chǔ)罐內(nèi)壁拋光處理工程，闡述了機(jī)械拋光工藝的原理、流程、施工注意事項(xiàng)和質(zhì)量控制及安全環(huán)保措施，以期為大型不銹鋼儲(chǔ)罐內(nèi)壁的拋光處理提供參考。

大型不銹鋼儲(chǔ)罐；機(jī)械拋光；工藝

隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，作為化工原料、產(chǎn)品儲(chǔ)存容器的不銹鋼立式儲(chǔ)罐得到廣泛應(yīng)用。由于許多化工原料及產(chǎn)品的特殊性，對(duì)不銹鋼儲(chǔ)罐內(nèi)壁的粗糙度提出了比較高的要求，所以必須對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)壁進(jìn)行拋光處理。拋光作為一種表面處理技術(shù)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于化工、藥品、食品等領(lǐng)域的大型容器及管線的內(nèi)壁處理中。大慶煉化公司丙烯酰胺裝置安裝工程中有大型不銹鋼儲(chǔ)罐(3臺(tái)1000m3不銹鋼儲(chǔ)罐及2臺(tái)100m3不銹鋼儲(chǔ)罐)的內(nèi)壁需要進(jìn)行拋光處理，為縮短工期、降低施工難度(避免高空作業(yè))和保證施工質(zhì)量，確定使用機(jī)械拋光工藝并成功在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。下面，筆者對(duì)不銹鋼儲(chǔ)罐機(jī)械拋光工藝進(jìn)行闡述。

1 工藝原理

機(jī)械拋光的原理是使用拋光輪在不銹鋼表面作高速旋轉(zhuǎn)，并施加以一定的壓力，導(dǎo)致不銹鋼表面因摩擦作用而產(chǎn)生高溫，使被拋光表面形成一層“加工變質(zhì)層”。此外，在摩擦力的作用下，不銹鋼表面的某些凸出部分被削去，同時(shí)不銹鋼表面產(chǎn)生塑性變形，使凸起部分被壓入或移動(dòng)一段距離后填入凹陷部位。這種削凸填凹的整平過(guò)程反復(fù)以高速進(jìn)行，最終達(dá)到如下效果：①去掉板材表面的毛刺、銹蝕、孔眼、劃傷、焊瘤、焊渣、焊縫波，以提高表面平整度;②減少表面粗糙度，使不銹鋼表面光潔，防止丙烯酰胺因粘壁、掛料而聚合;③通過(guò)去除雜質(zhì)和改變表面介質(zhì)性能，從而增強(qiáng)不銹鋼表面抗腐蝕的能力。

2 工藝流程

1)粗拋 采用80#～120#的金剛砂輪對(duì)工件表面進(jìn)行磨削、磨光或研磨，用來(lái)除去表面的毛刺、劃痕、銹痕、氧化皮、焊道余高、焊瘤、焊渣等。操作時(shí)不要用力太大，去除表面氧化層，露出金屬光澤即可，對(duì)罐壁接管等有棱角的部位，打磨成圓滑過(guò)渡。粗拋磨削量較大，為細(xì)拋?zhàn)鰷?zhǔn)備。一般粗拋1遍即可。

2)細(xì)拋 采用180#的金剛砂輪和千葉輪對(duì)經(jīng)過(guò)粗拋的表面進(jìn)一步加工，除去粗拋時(shí)留下的劃痕，產(chǎn)生平滑至中等光亮的表面。操作時(shí)將工件表面劃分成若干個(gè)區(qū)域，區(qū)域?qū)挾纫暡僮髡呒安僮鞴ぞ叨?，一般?m左右，所有的操作者應(yīng)使拋光機(jī)沿同一方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，保證拋光紋路的一致性。細(xì)拋磨削量小，可得到較平整表面，從而為精拋打好基礎(chǔ)。細(xì)拋時(shí)，最佳的拋光輪線速度應(yīng)為13～30m/s，為此應(yīng)對(duì)拋光輪的直徑和拋光機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理搭配。一般細(xì)拋2遍。磨光后，表面粗糙度Ragt;0.8μm[1]。

3)精拋 采用涂有拋光膏的240#～320#纖維輪和布輪(布輪使用后要單獨(dú)存放，以免受到金剛砂粒沾污后導(dǎo)致拋光面出現(xiàn)劃痕)。對(duì)不銹鋼儲(chǔ)罐表面進(jìn)行拋光。通過(guò)該流程可以進(jìn)一步降低不銹鋼表面粗糙度，達(dá)到微觀整平的目的，其表面粗糙度Ra≤0.4μm，因而可以獲得十分光亮的表面。拋光膏不足時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)讓拋光機(jī)沿同一方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，保證拋光紋路的一致性。此外，精拋時(shí)中途不要長(zhǎng)時(shí)間中斷，以保持板材表面較高溫度，因?yàn)闇囟容^高時(shí)精拋效果更好。精拋時(shí)，最佳拋光

輪線速度為30～35m/s。一般精拋3遍。磨光后，工件表面粗糙度Ra≤0.4μm[1]。

4)拋光檢測(cè) 采用CLA(中心線平均值)法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)將袖珍式粗糙度檢測(cè)儀在不銹鋼儲(chǔ)罐表面進(jìn)行橫向移動(dòng)，記錄峰谷的變化幅度。CLA值越小說(shuō)明表面越光滑。不銹鋼儲(chǔ)罐頂板平均每張板測(cè)量不少于2點(diǎn)，每條焊縫位置任取2點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)值不超過(guò)規(guī)定值為合格。不銹鋼儲(chǔ)罐壁板每張板測(cè)量不少于5點(diǎn)，每條縱焊縫位置任取2點(diǎn)、環(huán)縫位置任取5點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)值不超過(guò)規(guī)定值為合格。不銹鋼儲(chǔ)罐底板每張板測(cè)量不少于5點(diǎn)，每條焊縫位置任取5點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)值不超過(guò)規(guī)定值為合格。拋光后的工件表面粗糙度Ra不應(yīng)大于0.4μm，允許工件邊緣及孔眼周?chē)胁幻黠@的變形，但不允許拋光后工件表面有污物、手印、殘余的拋光膏及拋光后的磨輪道等。

3 施工注意事項(xiàng)

1)拋光輪的使用 拋光輪是工藝實(shí)施的重要工具，在施工中應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：①拋光前要仔細(xì)調(diào)整拋光輪平衡度，若中心孔位稍有偏差，拋光時(shí)拋光輪會(huì)偏擺、跳動(dòng)，引起拋光機(jī)主輪振動(dòng)，軸承會(huì)發(fā)生不正常的磨損，既影響磨光輪的使用壽命，也使拋光質(zhì)量無(wú)法得到保證。因此，拋光輪必須調(diào)試合格后方可投入使用。②在換同型號(hào)拋光輪前，為了保證拋光紋路的一致性，應(yīng)將新拋光輪在與拋光工件成分相同的廢料上試用，檢測(cè)合格后才能正式使用。③在換不同型號(hào)拋光輪前，必須用清潔液進(jìn)行仔細(xì)擦拭以除去可能留在拋光表面的沙礫。④拋光輪直徑越大時(shí)線速度越快，但線速度過(guò)快對(duì)工件表面局部不規(guī)則部位的拋光可能不到位，為此需要減小拋光輪的旋轉(zhuǎn)速度或使用較小直徑的拋光輪。

2)施工工序 ①由于對(duì)不銹鋼儲(chǔ)罐采取倒裝施工方法，所以應(yīng)在每一圈壁板焊接、探傷后進(jìn)行拋光處理，且每一圈壁板拋光完成后才能起罐；罐頂蓋應(yīng)在整體吊裝前將內(nèi)壁拋光處理完畢,待罐頂板吊裝焊接后，再對(duì)頂板與壁板之間的焊縫進(jìn)行拋光處理。②在罐內(nèi)安裝機(jī)械頂升機(jī)及工裝夾具時(shí)，應(yīng)給拋光施工留有足夠操作空間，盡量避免拋光時(shí)進(jìn)行高空作業(yè)。③在罐頂板和罐底板拋光時(shí)，應(yīng)合理安排施工人員，盡量避免已拋光表面被二次污染。④對(duì)罐壁結(jié)合管部位應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)行拋光，以不影響施工進(jìn)度和避免高空作業(yè)為準(zhǔn)。此外，應(yīng)在罐壁進(jìn)一步提升前，將罐壁上的所有附件焊接完，以利于罐壁拋光作業(yè)一次性完成，從而避免重復(fù)作業(yè)。

4 質(zhì)量控制及安全環(huán)保措施

1)質(zhì)量控制措施 ①對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行必要的安全和技術(shù)培訓(xùn)，考核合格后方能上崗;②拋光前應(yīng)認(rèn)真檢查罐板質(zhì)量，及時(shí)處理罐板缺陷，以免影響拋光質(zhì)量或漏拋;③嚴(yán)格按照拋光程序進(jìn)行施工，每拋一遍后進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后再進(jìn)行下一遍拋光;④確保拋光材料的進(jìn)貨質(zhì)量，認(rèn)真做好進(jìn)貨記錄，材料分類(lèi)分批次保管，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

2)安全環(huán)保措施 ①操作人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前必須穿好工作服，正確配戴安全帽、口罩、耳塞和眼鏡，進(jìn)行拋光作業(yè)時(shí)應(yīng)穿軟底膠鞋，穿戴鞋套。登高作業(yè)(不低于2.0m)時(shí)一定要系好安全帶，安全帶的另一端要系在牢固的地方，高掛低用;②用電設(shè)備必須接地接零保護(hù)，配電箱內(nèi)設(shè)漏電保護(hù)器;③使用拋光機(jī)前必須檢查有無(wú)破損及漏電現(xiàn)象，試運(yùn)轉(zhuǎn)后方能使用。維修或搬運(yùn)電氣設(shè)備前，必須先切斷電源，電氣設(shè)備使用完畢必須關(guān)掉電源;④為保證儲(chǔ)罐內(nèi)通風(fēng)良好，必須在罐頂入孔處安置軸流風(fēng)機(jī)，通過(guò)軸流風(fēng)機(jī)可以及時(shí)排出拋光過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵;⑤施工中產(chǎn)生的粉塵和污水以及不能繼續(xù)使用的拋光輪等應(yīng)集中回收并按規(guī)定處理。

5 結(jié) 語(yǔ)

使用機(jī)械拋光工藝對(duì)大慶煉化公司丙烯酰胺裝置中大型不銹鋼儲(chǔ)罐(3臺(tái)1000m3不銹鋼儲(chǔ)罐及2臺(tái)100m3不銹鋼儲(chǔ)罐)內(nèi)壁進(jìn)行拋光處理，質(zhì)量?jī)?yōu)良。該拋光工藝方法具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)便、無(wú)高空作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，值得在油田大型不銹鋼儲(chǔ)罐內(nèi)壁拋光處理工程中推廣應(yīng)用。

[1]HG/T4079-2009,金屬拋光表面質(zhì)量檢測(cè)及評(píng)判規(guī)則[S].

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.044

TG356.28

A

1673-1409(2012)04-N127-02

2012-02-18

王永慶(1974-)，男，1997年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事工程管理方面的研究工作。