大型空分設(shè)備因冷箱內(nèi)管道泄漏無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，必須停車(chē)進(jìn)行扒砂處理，嚴(yán)重影響鋼鐵企業(yè)的正常生產(chǎn)。導(dǎo)致空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道泄漏的原因有很多種，下面結(jié)合3個(gè)實(shí)例，就空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道泄漏的原因及預(yù)防措施進(jìn)行論述。
1 空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道泄漏的實(shí)例
（1）2004年4月，南方某制氧廠10000m3/h空分設(shè)備投產(chǎn)3天后，下塔液空液位急劇下降，冷箱內(nèi)壓力急劇上升，精餾工況無(wú)法正常進(jìn)行，空分設(shè)備被迫停車(chē)加溫，進(jìn)行扒砂處理。扒砂后發(fā)現(xiàn)液空進(jìn)上塔調(diào)節(jié)閥V1前變徑處斷裂，導(dǎo)致大量液空泄漏。同年7月，南方另一制氧廠也在投產(chǎn)初期出現(xiàn)了類(lèi)似的泄漏故障。
（2）2004年，安源鋼鐵股份有限公司制氧廠1#空分設(shè)備運(yùn)行了近1個(gè)月，冷箱內(nèi)密封氣壓力急劇上升，最高達(dá)到2.5kPa，冷箱下部氣體純度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，而冷箱上部氣體純度異常。后因主換熱器冷箱頂部安全閥噴出大量珠光砂而被迫停車(chē)。加溫扒砂后發(fā)現(xiàn)主冷氖、氦氣引出管根部開(kāi)裂，大量氮?dú)鈬姵觯瑲饬鲗⑽鄣鼙砻鎳姵珊谏淮謿錓I塔靠近冷箱處的儀表管斷裂，使粗氬II塔的空氣進(jìn)入冷箱。
（3）2008年8月，九江鋼鐵有限責(zé)任公司制氧廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：九鋼制氧廠）老廠區(qū)運(yùn)行了8年的1#空分設(shè)備，因冷箱內(nèi)密封氣壓力高，冷箱中、下部氣體純度低于正常設(shè)計(jì)值，冷箱頂部結(jié)霜嚴(yán)重，精餾工礦無(wú)法正常進(jìn)行，被迫車(chē)車(chē)加溫、檢修。扒砂后發(fā)現(xiàn)污氮?dú)獬錾纤踩y三通底部存在多處嚴(yán)重泄漏，還有一部分儀表管根部斷裂。造成泄漏。已運(yùn)行了5年的2#空分設(shè)備因冷箱基礎(chǔ)溫度低（-1780C），部分冷箱基礎(chǔ)通風(fēng)孔結(jié)霜，冷箱底部氣體純度低于設(shè)計(jì)值；部分儀表管道堵塞，制氬系統(tǒng)無(wú)法建立正常工況。加溫后，在扒砂過(guò)程中發(fā)現(xiàn)冷箱中、下部有大量液體，并且在扒砂過(guò)程中發(fā)生了砂爆現(xiàn)象。扒砂完后，在檢漏過(guò)程中發(fā)現(xiàn)精氬進(jìn)粗氬II塔回液管閥V757前有一漏點(diǎn)，大量精氬塔底部液氬進(jìn)入冷箱內(nèi)，造成冷箱內(nèi)珠光砂積存大量液體，冷箱基礎(chǔ)溫度下降。
2 空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道泄漏的原因分析
2.1安裝質(zhì)量不過(guò)關(guān)
冷箱內(nèi)大部分管道泄漏時(shí)安裝質(zhì)量部過(guò)關(guān)，安裝過(guò)程控制不嚴(yán)造成的。由于安裝不到位面導(dǎo)致冷箱內(nèi)管道，容器泄漏主要體現(xiàn)在5個(gè)方面：
（1）冷箱內(nèi)管道配管不按規(guī)范進(jìn)行施工，塔內(nèi)施工隨意性大，未按照?qǐng)D紙要求施工。九鋼制氧廠老廠區(qū)1#空分設(shè)備液氮進(jìn)行上塔調(diào)節(jié)閥V3前管道的水平托架安裝隨意性就很大，托架被安裝在該水平管道的中間段，而且與水平管道間的預(yù)留位置太小，該管道末端的焊縫雖然沒(méi)被拉裂，但水平管道變形較大，影響了進(jìn)上塔的液氮量。
（2）冷箱內(nèi)管道管架、閥架的焊接質(zhì)量不過(guò)關(guān)，管道管架、閥架的材料質(zhì)量和數(shù)量不符合要求。冷箱內(nèi)管道焊縫的質(zhì)量可以通過(guò)拍片、試壓檢漏、裸冷檢漏等一系列手段進(jìn)行監(jiān)控，但冷箱內(nèi)管道管架、閥架的焊接質(zhì)量就完全靠現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行檢查來(lái)保證。如果檢查人員的技術(shù)水平不夠或檢查不到位，產(chǎn)生的后果就很?chē)?yán)重。如南方某制氧廠的10000m3/h空分設(shè)備，開(kāi)車(chē)3天就停車(chē)檢修，主要因?yàn)樗?nèi)的管架大部分脫落。管架、閥架的材料幾乎都是用了DN40mm的不銹鋼管，而DN40mm以上的不修鋼管使用得很少；安裝質(zhì)量存在問(wèn)題，所有管架、閥架很少滿(mǎn)焊，大部分是點(diǎn)焊。
（3）管道在是施焊前不能借助機(jī)械和人力強(qiáng)行對(duì)準(zhǔn)，這點(diǎn)在冷箱內(nèi)管道安裝時(shí)需要特別注意。應(yīng)盡量使管道自然對(duì)接，防止管道自身應(yīng)力的產(chǎn)生。如管道在施焊前借助機(jī)械和人力強(qiáng)行對(duì)準(zhǔn)，該處焊縫就很有可能在冷態(tài)下開(kāi)裂，從而產(chǎn)生泄漏。
（4）冷箱內(nèi)管道焊接時(shí)，焊接地線隨意搭在設(shè)備上，而焊槍在管道上引弧。如九鋼制氧廠2#空分設(shè)備V757閥前管道上的漏點(diǎn)，就是由于施工單位在冷箱內(nèi)鋁管上隨意引弧產(chǎn)生的。
（5）施工完成后應(yīng)將冷箱內(nèi)的腳手架等全部清理掉，避免與塔內(nèi)管道、容器相碰。如安源鋼鐵股份有限公司制氧廠1#空分設(shè)備 氬II塔靠近冷箱處儀表管斷裂，就是由于施工單位沒(méi)有將冷箱內(nèi)腳手架全部清理掉，而儀表管道從粗氬II塔引至冷箱壁后，正好被一腳手架擋住，粗氬II塔在冷態(tài)下向下收縮，該儀表管道位置也隨之下降，被腳手架擋住后齊根拉斷。
2.2設(shè)計(jì)部合理，冷箱內(nèi)安裝材料的使用有所欠缺
冷箱內(nèi)管道泄漏的原因除了安裝質(zhì)量不過(guò)關(guān)外，還有一個(gè)原因是設(shè)計(jì)不合理，冷箱內(nèi)使用的材料有所欠缺。例如南方某制氧廠1000m3/h空分設(shè)備V1閥前管道的設(shè)計(jì)就不合理。液空管道從液空液氮過(guò)冷器出來(lái)至V1閥前，管線的具體布置呈階梯形，并且沒(méi)有靠著冷箱布置，而是從冷箱中部穿過(guò)，無(wú)法設(shè)置托架。該段管線只在閥門(mén)前設(shè)有1個(gè)托架，并且該托架還沒(méi)有下支撐。因此，在冷態(tài)下該管線的冷縮力全部集中在該托架上，導(dǎo)致托架無(wú)法承受而斷裂，隨即冷縮力傳遞到V1閥前變徑處，導(dǎo)致變徑處的焊縫斷裂，大量液空向冷箱內(nèi)泄漏。
以前冷箱內(nèi)的儀表管保護(hù)架采用DN30mm的角鋼，容易變形，對(duì)儀表管道非但起不到保護(hù)作用，反而會(huì)“拉著”儀表管一起運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致部分儀表管從根部斷裂，形成氣（液）體泄漏。現(xiàn)在16500m3/h空分設(shè)備儀表管保護(hù)架都已采用DN50mm的角鋼。安源鋼鐵股份有限公司制氧廠1#空分設(shè)備主冷氖、氨氣引出管道根部開(kāi)裂，事后分析認(rèn)為該管道的保護(hù)架基本沒(méi)有起到作用。因?yàn)樵撃省睔夤艿缽闹骼渲胁恳觯嚼湎浔诘木嚯x較遠(yuǎn)，保護(hù)架長(zhǎng)度大于3m，又因?yàn)樵摫Ｗo(hù)架采用DN30mm的角鋼，強(qiáng)度不夠，保護(hù)架從冷箱壁處斷裂，并“拉著”氖、氨氣管道向下運(yùn)動(dòng)，造成主冷氖、氨氣引出管道根部受力開(kāi)裂，大量的中壓氮?dú)猓ㄒ旱﹪姵觯湎鋬?nèi)壓力上升，空分設(shè)備無(wú)法繼續(xù)生產(chǎn)，被迫停車(chē)扒砂檢修。
合理設(shè)置管架是保證空分設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一。如管道上管架布置得不合理，或垂直管道上的抱箍將管道“抱死”，沒(méi)有給管道留出足夠的應(yīng)力收縮空間，會(huì)造成管道變形甚至被拉裂。
2．3頻繁的應(yīng)力收縮
大型空分設(shè)備開(kāi)停車(chē)或加溫過(guò)于頻繁，也會(huì)對(duì)管道造成很大的疲勞損害。一般來(lái)說(shuō)，空分設(shè)備開(kāi)車(chē)時(shí)，容器和管道的溫降每小時(shí)不允許超過(guò)300C，就是出于對(duì)冷箱內(nèi)管道應(yīng)力收縮的考慮。
3 預(yù)防措施
空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道泄漏，在很大程度上由安裝質(zhì)量引起，因此為保證安裝質(zhì)量應(yīng)采取以下預(yù)防措施：
（1） 熟悉設(shè)備圖紙（包括工程設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖和建設(shè)單位的施工圖）和安裝技術(shù)要求，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題做好技術(shù)儲(chǔ)備。
（2） 督促施工單位提高安裝質(zhì)量，不符合要求的地方必須進(jìn)行整改。
（3） 空分設(shè)備平時(shí)的開(kāi)、停車(chē)一定要嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，對(duì)閥門(mén)的操作幅度不能過(guò)大，避免溫度和壓力劇烈變化，進(jìn)而損壞空分設(shè)備。
4 結(jié)束語(yǔ)
空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道的泄漏對(duì)安全生產(chǎn)影響很大，特別是鋼安裝好的空分設(shè)備就因泄漏而被迫扒砂檢修，將給鋼鐵氣體造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，空分設(shè)備的安裝工作一定要得到各方面的高度重視，只有在安裝過(guò)程中對(duì)安裝質(zhì)量加以嚴(yán)格控制，在平時(shí)嚴(yán)格按規(guī)程操作，才能實(shí)現(xiàn)空分設(shè)備長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
