修复蒸汽集合器的方法和步骤，加强焊接强度

某低压聚乙烯装置的离心机，在运行过程中，转矩升高，于是查找漏水的部位（参见本书第4章离心机章节），最后确认是干燥机出现了泄漏。于是对干燥机进行解体检查，打开出料侧大盖，解体干燥机以后，发现筒体尾部的蒸汽集合器管线严重损坏，已经变形，并缠结在一起，如图5-82所示，正是由于蒸汽管线的损坏，造成蒸汽大量泄漏，进入了上游的离心机内，导致了离心机转矩增大。将干燥机的旋转接头进行解体检查，机械密封本身没有发现问题，密封面光滑，没有磨损现象，弹簧压缩量也在标准范围内，图5-83为机械密封的金属环（机械密封静环），材质为碳化钨（WC），图5-84为机械密封的石墨环（机械密封动环）。

图5-82 管线损坏情况

图5-83 机械密封静环

图5-84 机械密封动环

拆下旋转接头两端的支撑轴承，轴承为圆柱滚子轴承。发现外侧的轴承损坏，保持架已经破碎，滚针断裂，如图5-85所示。而另一侧的支承轴承的滚针和内环滚道表面，只有轻微磨损痕迹，如图5-86所示。原因分析：导致集合器管线损坏变形，原因是集合器受到了很大的转矩，超出了本身的承受能力，发生失稳变形。有三个因素会造成转矩增大：一是出料端填料阻力增大，从现场运行情况分析，填料没有损坏，润滑良好，不存在增大转矩的问题，可以排出这个原因；二是机械密封的阻力增大，从拆下的机封情况看，机械密封配合良好，没有磨损，也不会增大转矩；三是轴承阻力增大，支撑轴承损坏严重，阻力增大，造成了转矩增大。从轴承损坏的现象分析，润滑不良，是轴承损坏的原因。由于轴承损坏，造成旋转接头的中心轴卡塞，导致集合器管线扭曲变形。

图5-85 外侧损坏的轴承

图5-86 另一侧轴承损坏情况

另外，还有一个重要因素，就是集合器的蒸汽管线，出现了减薄现象，管线内汽液混合，存在对管线的冲刷。原设计厚度为4mm，从现场管线的测厚结果看，最薄处的管线厚度仅有2.1mm。管线减薄以后，抗失稳变形的能力大大降低，这也是导致管线损坏的重要原因。下面叙述干燥机集合器管线的修复过程。

集合器本体仍然使用，保持原来的位置，与集合器连接的管线，即损坏的管线，要全部去掉，重新配管，重新找正。中心管如图5-87所示，蒸汽和冷凝水都从中心管进入和流出，蒸汽从外侧的粗管进入，水从里面的细管流出，通过旋转接头实现蒸汽和冷凝水的密封。

在拆下管线和中心管之前，首先测量相关的数据，这些基础数据的测量是非常重要的，否则，中心管就无法按原来的定位尺寸装回去。原始尺寸测量步骤如下：

图5-87 中心管

1）测量中心管的出水管口端面与筒体法兰垂直距离，测量时，用卷尺测量四个点，这四个点要位置均匀，每隔90°测量一个点，记录好测量的数据，并在现场做出测量点的标记。

2）测量集合器出接管管口的位置，同时做出标记。(www.xing528.com)

3）测量集合器出管线接管尺寸的曲率半径，规格为ϕ76mm×5mm的管线为R165，规格为ϕ114mm×6mm管线为R890。

4）管线的规格为ϕ114mm×6mm，ϕ76mm×5mm。

5）管线的材质为316L，相当于00Cr17Ni14Mo2。

修复步骤：

1）总体方法是，将损坏的管线割去，利用原来的中心管，重新预制集合器的弯管，并与中心管进行焊接，焊接好以后，将中心管吊到干燥机内，并用找正样板进行初步找正。

2）制作三个找正样板，固定在干燥机筒体短节的法兰上，在靠近中心管起到固定和调节的作用，如图5-88所示，图5-89为活动卡板。三个样板均匀分布，样板用钢板制作即可满足要求。活动卡板与管线接触处采取圆弧，弧度与管线相同。

图5-88 找正样板

图5-89 活动卡板实物

3）安装中心管线的斜支撑板，如图5-90所示。斜支撑板固定在图5-89的找正样板上。在斜支撑与管线接触的位置，同样设有调节螺栓，用M16的螺栓固定在支撑板的平板上，如图5-91所示。

图5-90 斜支撑板

图5-91 调节螺栓

4）这时就可以进行找正工作，利用原始测量的数据，校正中心管的中心位置，所有这些都调节好以后，就可以进行集合器管线的安装。管线在对接之前要打好坡口，坡口的角度为30°。先将管线进行点焊，所有的管线都点焊以后，才能进行满焊，焊接时要对称进行焊接，避免由于焊接应力而产生变形。一边焊接，一边消除内应力。每道焊口都要焊接3遍。全部焊完以后，将干燥机转动起来，再次进行测量、找正。

5）为了保证焊接强度，在ϕ114mm×6mm的管线与集合器连接处，增设了加强板，如图5-92所示，加强板的材料也是316L，厚度为4mm。用着色的方法检验焊口是否有裂纹，如果存在裂纹等缺陷，要重新进行焊接处理。焊接完以后，整体安装，然后再用蒸汽进行试验，检查焊口是否有泄漏。