氨氣瓶連接接頭損壞分析與改進(jìn)

呂孟靜

（中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)寧波寶新不銹鋼有限公司，浙江寧波 315807）

0 引言

氨氣在工業(yè)企業(yè)中使用極為廣泛，寶新公司3AP 機(jī)組由德國(guó)SUNDWIG 有限公司設(shè)計(jì)制造，是一條熱帶退火酸洗機(jī)組，用來加工AISI 300 系列、AISI 400 系列熱軋不銹鋼帶，鋼帶寬650～1350 mm、厚2.0～6.0 mm（±10%）。主要設(shè)備由開卷機(jī)、入口活套、爐子段、破磷機(jī)、拋丸機(jī)、酸洗段、出口活套、卷取機(jī)組成。其中酸洗段配應(yīng)了2 套環(huán)保設(shè)備，分別為脫氮系統(tǒng)與酸再生系統(tǒng)，通過選擇還原反應(yīng)從NOx中清洗廢氣，在熱交換器中，通過離開設(shè)備熱的已凈化過的廢氣間接傳熱的熱交換，加熱進(jìn)入脫氮設(shè)備的原始廢氣,預(yù)熱后的廢氣通過燃燒器進(jìn)行進(jìn)一步的加熱，并且與氨水混合，然后導(dǎo)入反應(yīng)室。反應(yīng)室用蜂窩狀催化劑填充。因此，通過選擇的催化還原（Selective Catalytic Reduction，SCR），利用固體金屬氧化物催化劑將NO/NOx轉(zhuǎn)化成N2和H2O，從而達(dá)到廢棄的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 氨氣瓶口損壞的原因分析

寶新公司使用的氨氣為瓶裝氨氣，采用一端為活接頭的金屬軟管與氨氣瓶瓶口相連（圖1）。分析認(rèn)為，氨氣瓶口損壞的原因主要有2 個(gè)。

（1）更換作業(yè)頻繁，拆裝時(shí)間長(zhǎng)、瓶口與軟接頭的螺紋易磨損，存在螺母打滑及介質(zhì)泄漏的危險(xiǎn)。

根據(jù)生產(chǎn)需求，每24 h 要更換12 瓶氨氣，安裝和拆卸時(shí)間分別為4 min，和2 min。更換氣瓶時(shí)軟管接頭內(nèi)螺紋絲和瓶口外螺栓絲扣頻繁的拆裝配合后，會(huì)導(dǎo)致瓶口螺紋的最大直徑、螺紋的升角、螺紋的牙型角出現(xiàn)不同程度的磨損及損壞現(xiàn)象（圖1），磨損后就會(huì)出現(xiàn)接口密封不嚴(yán)介質(zhì)泄漏。

圖1 瓶口螺紋磨損

（2）氨氣軟管在旋緊過程中容易打結(jié)，反復(fù)彎折后軟管本體易破裂。

氨氣瓶和輸送管的連接采用的軟管與瓶口對(duì)接，中間沒有任何過渡接頭，在拆裝時(shí)無論是瓶口墊片還是軟管都會(huì)直接受力，墊片容易隨力的方向變形，導(dǎo)致密封錯(cuò)誤不嚴(yán)實(shí)，而緊固時(shí)也容易導(dǎo)致軟管打結(jié)本體破裂，加上更換的頻率過高極易發(fā)生泄漏（圖2、圖3）。

圖2 原軟管與瓶口連接

圖3 軟管打結(jié)

2 氨氣瓶口連接方式的改進(jìn)

為了解決這種安全隱患，出于安全性及經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，自行設(shè)計(jì)了一種新型的氨氣瓶快速接頭。

該新型的氨氣瓶快速接頭由彎管、套管、固定框架、錐形頂絲4 部分組成（圖4）。

（1）在軟管與瓶口設(shè)計(jì)一根過渡彎管與瓶口相連，在拆裝過程中軟管不會(huì)隨著螺母一起轉(zhuǎn)動(dòng)，消除了軟管受力而打結(jié)問題。

（2）設(shè)計(jì)的管套用于與瓶口定位，可有效防止彎管錐頭與氨氣瓶口錯(cuò)位。

（3）設(shè)計(jì)固定框架，采用框架擠壓式固定，用錐形頂絲擠壓瓶口進(jìn)行固定密封，在拆裝過程中墊片處于靜止?fàn)顟B(tài)，不會(huì)出現(xiàn)墊片錯(cuò)位以及瓶口螺紋磨損等問題。

（4）設(shè)計(jì)的錐形頂絲，用于擠壓瓶口的方形塊，密封墊片處于靜止?fàn)顟B(tài)，通過調(diào)節(jié)頂絲的松緊度來實(shí)現(xiàn)瓶口的密封。

3 實(shí)施方法

預(yù)組裝：將彎管有螺紋的一端與氨氣軟管固定（提前安裝后不再拆卸）。

安裝方法：將彎管放于固定框架內(nèi)，再將固定框架放置在氨氣瓶使用口上，使彎管頂住使用口后順時(shí)針調(diào)節(jié)錐形頂絲將彎管頂緊，再開瓶口閥就能實(shí)現(xiàn)氨氣供應(yīng)（圖5）。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，安裝時(shí)間為1～2 min。

圖4 新型的氨氣瓶快速接頭

圖5 新型氨氣瓶快速接頭的安裝

拆卸方法：先關(guān)閉氨氣瓶口閥，再打開輸送管上的排放閥，卸掉軟管內(nèi)的余壓，再逆時(shí)針?biāo)慑F形頂絲就能快速的將固定框架拆除。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，拆卸時(shí)間在1 min 以內(nèi)。

4 總結(jié)

通過新型的氨氣瓶快速接頭的使用，可操作維護(hù)性高，拆裝方便，縮短了更換作業(yè)時(shí)間，提高了設(shè)備的安全性能，保護(hù)了氣瓶的螺紋接口，降低了氨氣使用的危險(xiǎn)性。自2013 年1 月至2015 年6 月投入使用后，未發(fā)生過瓶口螺紋損壞和軟管破裂等問題。