浅谈下向焊在管道施工中的过程控制

电梯作为机电一体化的重要结晶，在整个电梯工程中，不仅包含了机械传动施工、电气控制施工，还有土建施工等，并需要在设计过程中考虑安全、舒适、美感等方面的因素，因而一般电梯的各个电气元件和机械零部件的安保系数较大，但这又必须经过科学的安装和调试，以及良好的售后服务、高质量的保养和维修等前提下方能确保电梯工程的质量。而这就必须加强PLC的应用，才能进一步确保电梯的安全性。

1、分析PLC的结构、工作模式、运行原理和工作特点

所谓PLC就是可编程控制器，其作为计算中家族的重要一部分，在工业控制过程中得到了广泛的应用，其主要职能就是替代传统的继电器，达到逻辑控制的目的，并随着时代的发展，这一装置职能的逻辑控制范围也在不断的加大。

1.1分析PLC的结构

就其结构来看，虽然十分复杂，但其组成原理大致相同，大都采用微处理器作为重要的结构，而且其各项功能的实现，需要来自硬件和软件方面的支持，因而PLC就是现代新型的工业控制型计算机，其常见的硬件结构主要由CPU、I/O模块以及编程器和电源组成，而软件则是对多重程序的集合而形成的软件系统，一般分为系统方面和用户方面两种程序。

1.2分析PLC的工作模式

就其工作模式来看，主要分为运行和停止两种模式，在运行模式下，主要分为五个阶段，一是内部处理；二是通信操作；三是输入处理；四是执行程序；五是输出处理。在停止模式下，主要开展通信服务和内部处理工作。

1.3分析PLC的运行原理

就其工作过程来看，当处于内部处理阶段时，主要就是对CPU模块的各种硬件是否处于正常的工作状态进行检查，并对监视定时器进行复位，且与此同时完善相关内部工作。而在通信操作阶段，主要是同智能模块进行通信，并对编程器输入的指令进行积极响应，再对编程器显示的内容进行更新，而若其处于停运状态，往往就只对内容进行简单的处理并开展常规性的通信操作。当处于输入阶段时，主要是按照顺序对输入端子所处的状态进行读取，并将读取到的信息存在输入寄存器之中，同时也对输入映像寄存器进行了刷新。当处于程序执行阶段时，一般应坚持从上到下和从左到右的顺序进行，当扫描梯形图程序时，应采取逐句的方式进行扫描，再结合采集到输入映像寄存器的结果开展逻辑运算工作，再将运行结果存入相应的映像寄存器之中，而一旦遇到程序跳转指令时，就应结合跳转的条件能否达到标准而对程序跳转的地址进行确定。而在输出处理阶段，则主要是程序执行结束后，把输出映象寄存器内各点所处的姿态转存至输出的锁存器之中，并利用输出端的驱动外部进行负载。如此往返，成为PLC的循环扫描的工作模式。

1.4分析PLC的工作特点

就其工作特点来看，主要采取集中采取和输出的方式，并采取周期性的方式进行循环扫描，因而其扫描实际就是一个不断循环的过程，每次扫描花费的时间为工作周期，但在实际运行中，经常会出现输出之滞后的情况，即其外部输入的信号出现变化后，其控制的信号输出的时间有一定的变化和间隔，这段时间就是导致输出滞后的原因，通常在50到90毫秒之间，加上其属于串行工作，因而其运行的结构和梯形图程序排列的顺序相关，因此其余传统的继电控制器存在本质上的区别，能有效预防出点临界的竞争，进而减少联锁电路的使用[1]。

2、概述电梯的种类、结构

通过上述分析，我们对PLC的结构、工作模式、运行原理和工作特点有了一个基本的认识，因而为了更好地把PLC应用到电梯设计之中，就必须对电梯方面的知识有一个基本的认识。以下笔者分别从电梯的种类、结构等方面进行分析。

2.1浅谈电梯种类

就电梯的种类来看，主要分为乘客、载货、病床、杂物、观光、汽车、船舶、建筑施工等类型的电梯，以及一些特殊电梯，例如冷库、消防、矿井、防爆、电站等类型的电梯，此外，还可以将电梯分为交流式、直流式、液压式、齿轮式、齿条式、螺杆式等类型的电梯。由此可见，电梯的种类十分多，在设计过程中应用PLC时，应结合实际需要进行针对性的应用。

2.2分析电梯结构

电梯作为机电一体化的产品，如果将整个电梯比喻成人，那么电梯的“大脑”就是整个控制系统，“躯体”就是整个电梯的机械部分，“神经”就是电梯的电气部分。通过各部位的“精诚合作”，确保电梯处于安全高效的运行状态[2]。

3、探究PLC在电梯方面的应用

通过上述分析，我们对PLC的结构、工作模式、运行原理和工作特点以及电梯的种类、结构有了一定的认识，那么我们应如何加强PLC的应用呢？笔者认为，为了确保应用成效的提升，必须应用PLC组成整个电梯控制系统的结构，并掌握PLC电梯控制系统运行的原理，通过PLC的应用满足各项应用的目的，最终提高整个电梯运行的安全性。

3.1应用PLC组成整个电梯控制系统的结构

在电梯控制系统设计过程中，通过应用PLC技术，确保整个PLC电梯控制系统由拖动控制系统和信号控制系统构成，并在硬件设备的支撑下组成整个电梯控制系统，例如PLC主机、机械系统、轿厢操纵盘、门机、厅外呼梯盘、主拖动系统、层号指示灯、调速装置等的协助下，组成整个PLC电梯控制系统，为PLC技术的应用水平的提升奠定坚实的基础。

3.2分析PLC应用过程中整个PLC电梯控制系统的运行原理

在PLC电梯控制系统中，主要采取随机逻辑控制，其处于运行状态时，由于不同信号的输入均属于随机性的出现，因而信号出现不具有确定性，从而更好地控制输入接口输入的光脉冲指令和内外指令等信号，并将其PLC主机之内，再利用软件对输入的各种信号进行逻辑运算并处理，最后利用输出结构将指令发出，从而满足整个电梯运行的需要。

3.3应用PLC技术于电梯控制系统中应达到的目的

在电梯控制系统中加强PLC技术的应用，应达到的目的主要体现在以下几个方面：一是一台相应功率的电动机控制轿厢的上升与下降，同时各层之间设有上、下呼叫开关；二是自动关门待客；三是待客自动开门；四是内指令记忆；五是呼梯记忆与顺向截停；六是按钮开门；七是自动定向；八是自动关门与提早关门；九是自动返基站，并停机待客[3]。

4、结语

综上所述，对PLC在电梯方面的应用进行探讨具有十分重要的意义。作为电梯控制系统的设计人员，应充分掌握PLC的结构、工作模式、运行原理和工作特点以及电梯的种类、结构由了一定的认识，并在应用过程中应用PLC组成整个电梯控制系统的结构，并掌握PLC应用过程中整个PLC电梯控制系统的运行原理，且达到应用PLC技术于电梯控制系统的目的，最大化的确保电梯运行的安全性。

参考文献：

[1]林海波.PLC在电梯控制系统设计中的应用[J].长春工程学院学报（自然科学版），2003，02：61-64.

[2]贾启展.PLC技术在电梯控制系统中的应用研究[J].金田，2013，02：359.

[3]李桢，于洋.浅谈PLC在电梯方面的应用[J].黑龙江科技信息，2012，07：7.

梁晓，广西壮族自治区特种设备监督检验院，检验师，工程师，主要从事机电类特种设备检验工作。

压力管道安装问题的处理措施

刘 俊 熊明明 姜吉武

浙江省特种设备检验研究院 310020

摘要：由于压力管道输送着具有高温、高压、易燃和易爆等特性的物体，其危险性非常大，如果在安装中出现了问题，就会给人们的生命和财产带来很大的威胁。因此，为了保障压力管道安装质量，确保人们的人身安全，就必须对其中存在的问题进行详细的分析，然后采取切实可行的处理措施。

关键词：压力管道 安装问题 处理措施

压力管道是一种非常常见的特种设备，其安装的好与坏直接影响到压力管道的正常运行。因此，为了防止事故的发生，必须对施工过程中的人员进行管理，同时还要使安装质量得到保障。

一、压力管道安装中存在的问题

（一）施工方案不符合实际

施工方案没有按照实际来编写，有的方案中缺少内容，并且不具备操作性，只是将以往的施工方案套用在里面，与实际产生很大的差距；有些施工单位缺少专业的质保人员；有些方案中所涉及到的焊接工艺不全面；无损检测内容出现漏项等现象。

（二）质量意识薄弱

压力管道所涉及的材料种类比较多，材料是由业主进行提供，施工方只提供一些辅的材料和人力，然而有些业主对压力管道安装问题缺乏安全意识，常常为了自身的经济利益着想，在压力管道安装施工的过程中任意将管材配件进行更改，施工方没有及时和监检人员进行沟通，这样就埋下了安全隐患。此外，由于有些施工队伍是通过轻包的方式来进行施工，其质量意识薄弱，在一定程度上对材料的质量管理比较放松，导致一些质量较差的材料仍然被使用，再加上所购买的管道材料质量不合格，或者购买的是假冒伪劣的管道材料，致使施工质量受到严重的影响。

（三）焊接工艺不符合实际要求

在压力管道安装过程中，焊工没有经过专业的焊接工艺技术培训，导致焊接技术水平低；其作业人员缺乏安全意识；甚至有些施工单位为了能够降低工程成本，将焊接作业承包给个人，导致焊接工艺不符合实际要求，给压力管道的安全运行带来了安全隐患。

（四）现场安装中出现的质量问题

在压力管道安装时焊接是一方面，同时现场安装的每一个环节都与压力管道的质量有着密切的联系。在具体的安装过程中，安装材料如果不匹配、支架的固定不能牢固等，都会影响安装质量，出现安全隐患。究其原因，主要是由于没有按照施工图纸的设计进行，选用的材料质量差；同时在安装时经常出现领错或者装错管件等现象；对于很可能会弄混的材料没有进行标注说明；为了节约人力和材料的成本，随意将安装的方式改变，这样就会在很大程度上降低压力管道安装的质量。

（五）无损检测

无损检测是压力管道安装中关键环节，主要是检查焊接过程中是否存在缺陷，例如，检查焊接是否熔合，是否焊透等等。但是有些施工企业在进行管道无损检测时，对焊缝的焊接质量不够了解，这样就导致安装现场出现很多不合格的焊缝。有时抽检的方法不正确，不能按照相关规定进行，在无损检测中发现了有不符合片时，对执行和扩深比例不够严格，有些单位对拍片进行补片时，出现了记录虚假的现象。上述的一些问题在安装过程中是很难发现的，但是一旦压力管道运行，管道会在温度和压力等的影响下，焊缝存在的缺陷就会体现出来，很可能会出现开裂的现象。

（六）对管道强度和气密性进行试验

当完成压力管道的安装以后，安装人员应该对管道强度和气密性进行试验，试验合格之后才能进行使用。在实践中我们会发现，压力管道强度和气密性受很多因素影响，其中主要包括：施工人员在安装完压力管道之后，没有对管道进行清洁处理，使得管道不够清洁；在管道进行试验的过程中，由于检查的工作内容比较多，检查人员没有把具体的检查工作落实到管道安装的每一个环节当中，导致检查结果不能达到预期的效果；由于压力管道工作内容比较杂，压力表不能将管道泄漏的真实情况反映出来。

（七）忽略了管道的防腐工作

从目前压力管道施工的具体情况可以看出，一些施工单位在施工的各个环节中，把施工的工期和如何降低施工成本放在首位，这样就导致了在一定程度上忽略了管道的防腐工作。再加上很多施工单位缺少专业的管道防腐工程师，这样就会出现油漆的质量不过关，随意的对焊缝进行除锈。同时，实际操作人员不能掌握熟练的操作技术，导致涂装的方法不正确，这样就很难将防腐效果充分发挥出来。

二、压力管道安装问题的处理措施

（一）加大宣传和监管的力度，健全完善的质量管理体系

加大压力管道安装宣传和监管的力度，同时建立完善的监管制度，施工单位应该建立健全完善的压力管道安装质量管理体系，制定科学的质量管理方针，并且明确质量管理的目标，制定出质量管理的计划和管理的基本要求。并且与其他的监管部门保持联系，以确保熟练掌握压力管道安装方面的信息，避免出现违法安装现象发生。

（二）增强安装人员的质量意识，并提高专业技能

安装人员在进行安装时，必须增强自身的质量意识并且提高安装人员的专业技能，从而保证施工质量。目前，掌握专业的焊接工艺技术的人员短缺，很难满足压力管道安装的基本需求。因此，施工单位必须对已有的焊接工艺人员进行培训，培训的主要内容是指导施工人员在施工过程中进行安全施工，增强施工人员的自身技能的训练，从而提高施工人员的自身素质。确保所有的焊接工都能够经过培训，获得相关证件才能上岗。同时还要为压力管道安装焊接培养更多的人才，以提高焊接质量。

（三）认真做好无损检测工作

无损检测工作必须由检测机构来完成，在进行抽样时，必须加大监督检查的力度，并且严格按照相关的规定进行抽样检查，如果发现其中存在着一定的缺陷，那么就应该严格执行返修和扩大探深比例的相关规定，以防止弄虚作假现象的出现。

（四）做好管道强度和气密性试验

压力管道强度和气密性试验是施工的最后一个阶段，以试压来完善安装的工作是一种非常有效的方法。在管道进行试验之前，施工单位编制安装方案并将其上交给监理单位进行批准，要求所有的安装环节都应该按照安装图纸进行。

（五）创造安全的施工环境

适当的增加经济投入，并且给施工人员创造一个舒适的安装环境，同时，施工人员必须使用先进的施工设备，同时还要合理的安排压力管道安装人员的安装时间，减少安装人员的劳动强度，提高其工作质量和效率，以确保施工安全。

（六）加强对安装工作进行自检

压力管道安装人员必须在正常的安装过程中进行安装，当安装人员完成安装任务之后，应该及时检查，并且总结自检经验，同时质检人员进行检查时，必须对已经确定好的控制点进行检查，然后做好检查记录。

总结：

综上所述，为了保障压力管道安装质量，在设计、施工、竣工、验收中都必须严格按照压力管道安装质量的基本要求进行，同时安装还要与安装图纸保持一致。此外，作为压力管道安装单位，必须承担起安装的责任，提高安装安全意识，重视安装的每一个环节，同时对可能在安装中出现的问题进行预防和加以解决，控制压力安装质量，以保证压力管道能够正常的运行，获得最大的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]刘伟.压力管道安装中存在的问题及处理探析[J].中华民居（下旬刊），2013（4）.

[2]柯文丽.基于压力管道安装中常见问题以及相应处理措施的分析[J].中国新技术新产品，2013（3）.

[3]宋文昂.解析压力管道安装中存在的问题与处理措施[J].中国新技术新产品，2012（12）.

[4]赵秋颜，颜延富，边立生.谈压力管道安装过程中的关键问题[J].山东冶金，2010（12）.

[5]高正良.压力管道安装中几个问题的探讨[J].石油化工设备，2011（7）.

[6]张颖.压力管道安装中存在的问题分析及处理研究[J].城市建设理论研究，2012（8）.

压力注浆法处治桥头跳车的设计综述

吕世斌

抚顺市公路管理局 抚顺 113006

摘要：桥头跳车现象是公路运营中的常见病害，为了有效的防治桥头跳车，可从考虑改善路基性能方面加以实现。本文通过以抚顺市竖碑大桥桥头过渡段的压力注浆为实例，详细介绍压力注浆技术的设计方案，工程处治效果显著，希望为广大工程技术人员提供一份参考。

1、引言

导致桥头跳车的根本原因是与桥台相邻的桥头引道路基的路面和桥台顶面在各自沉降后形成的高程差。加固处理台背填筑前的地基目前国内已有不少处理方法，如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等，都是行之有效的方法。压力注浆法是利用注浆设备，运用液压、气压将配制好的水泥（或水泥与其他材料混合物）浆液，通过注浆管注入填料中，浆液在压力作用下渗入填料空隙中，与土粒骨架产生固化反应，土的密实度进一步提高，减少台背填土与桥台的刚度差，进而减小两者间的不均匀沉降。

2、工程概况

竖碑大桥竣工于2003年10月，由于建设时台背填料碾压不到位，加之受到2005年特大洪水的浸泡，台背填筑砂砾结构损坏严重，造成填筑体与桥台之间出现了较大沉降差。特别是16号台处，路桥过渡段经过两次加铺沥青层维修后不久，在桥头接触处又出现了差异沉降，并产生二次跳车，说明沉降还在继续。经过现场勘测，桥头路堤填料为砂砾，回填范围在6m左右，地基土质良好。初步分析，引起桥头路堤沉降的主要原因是台背路堤填料在汽车荷载和雨水浸泡作用下，砂砾原有挤密结构发生破坏，强度降低，路堤产生较大压缩变形；同时，锥坡稳定性降低引起路堤整体纵向滑移，加速了差异沉降的产生。处治思路是，采用静压注浆的方法，将水泥浆液注入到松散的填料中，在桥台附近路堤土体里形成连续墙，提高路堤承载能力，减少压缩变形。

3、注浆材料选择及配合比设计

本工程采用水泥浆液作为注浆材料，水泥浆是以水泥为主加水配制成的浆液，根据工程需要加入一定的附加剂（速凝剂、早强剂等）改变浆液性能。所用水泥主要为硅酸盐水泥和矿渣水泥，其浆液结石强度高、抗渗性能好，制作工艺简单。水泥浆的水灰比一般为0.5～2.0，常用的水灰比是1：1。桥头跳车病害处治作为常规的公路维修项目，应尽量快速开放交通，减少对公路运营的影响，所以水泥浆液中需加入速凝剂等外加剂，改善其早期使用性能。为了获得符合速凝、早强及施工和易性要求的材料配合比，本文选择减水剂和速凝剂（LA-11型混凝土速凝剂）两种外加剂，进行室内试验研究，分别对不同外加剂掺量、水灰比、养生天数下水泥浆的立方体抗压强度和等效水泥稳定砂砾的无侧限抗压强度进行了试验分析。

4、压力注浆参数的确定

（1） 浆液扩散半径的确定

浆液扩散半径（r）是一个重要参数，一般可用理论公式进行估算，如杨秀竹等提出在砂土中进行渗透注浆时有效扩散半径计算公式[2]。但如果地质条件复杂或计算参数难以准确获得时，就应通过现场注浆试验来确定[3]。注浆施工时，可通过对注浆压力、注浆胶凝时间、注浆量、浆液浓度等参数进行控制调。本文注浆对象为粒径较大的砂砾材料，渗透系数大，故根据扩散半径经验值为0.8～1m，本设计取大值r=1.0m。

（2） 孔位布置

注浆孔的布置是根据浆液的注浆有效范围，且应相互重叠，是被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体的原则决定的。设计中需要计算的参数有：灌浆孔距L、最优排距Rm和最大灌浆有效厚度Bm。

本文以竖碑大桥为例，介绍孔位布置计算方法。如图1所示，L为灌浆孔距，r为浆液扩散半径，b为单排孔灌浆体的厚度。则灌浆孔距L、最优排距Rm和最大灌浆有效厚度Bm厚的理论计算公式如下：

（1）

（2）

（3）

其中，r为扩散半径，b为灌浆体的厚度，N为布置注浆孔排数。

为施工方便起见，可先按经验确定孔距L（r

布置三排注浆孔，最优排距和最大灌浆有效厚度分别按下列理论公式计算：

=1.66m；=4.64m

图1孔位布置图

（3） 注浆压力的确定

注浆压力Pe注浆是指不会使地表产生变化和邻近结构物受到影响前提下可能采用的最大压力。注浆压力值与地层土的密度、强度和初始应力、钻孔深度、位置及灌浆次序等因素有关，宜采用现场注浆试验来确定。也可以用理论公式或经验值确定容许注浆压力值，如砂土中的经验值为0.2～0.5MPa。砂砾地基容许注浆压力经验公式[4]为：

（4）

式中，Pe―容许注浆压力（×105Pa）

T―地基覆盖厚度（m）

C―与注浆期次有关的系数，第一期孔c=1.0，第二期孔c=1.25，第三期孔c=1.5

K―与注浆方式有关的系数，自上而下时K=0.8， 自下而上时K=0.6

λ―与底层性能相关的系数，可在0.5～1.5之间选择，松散时取低值

h―地面到注浆段的深度

以本设计为例，注浆长度为5m，每段1.5m，最上一段为2m，孔深5.5m，分两期自下而上注浆，则第一期孔的第一段参数为c=1，T=0.5m，K=0.6，λ=1，h=5.5m，计算得容许注浆压力Pe=1×（0.75×0.5+0.6×1×5.5）=3.675×105Pa。同理可得其他段的注浆压力见表2。

表2 注浆压力计算结果

注浆分段 每段长度/m h值/m 注浆压力/MPa

一期孔 二期孔

第一段 1.5 5.5 0.368 0.478

第二段 1.5 4.0 0.278 0.358

第三段 2.0 2.5 0.188 0.238

（4） 注浆量的确定

在正常情况下理论上注入的浆量，应充填到颗粒之间的孔隙中。砂砾土质条件下注浆所需的浆液总用量Q可参照下式计算[5]：

Q=KVn （6）

式中，K―经验系数（细沙K=0.3～0.5，中粗砂K=0.5～0.7，砂砾K=0.7～1.0）；

V―注浆对象的土量；

n―土的孔隙率。

K为与浆液损耗系数和填充系数有关的经验系数，一般土颗粒越大、结构越松散、布桩排数越少时，其取值越大。本次设计背填料为相对密实的砂砾土，含有一定量的细颗粒，且为多排桩布置，综合考虑经验系数K可取低值0.7，n取0.3，每孔注浆体积V=πr2h=3.14×1×5.0=15.7m3，则：Q=0.7×15.7×0.3=3.297m3。

5、工程注浆效果

工程于2012年9月完成注浆施工，并采用复注法和变形观测法检验注浆处治效果。在注浆范围内重新钻了两孔进行压力注浆，发现可注浆量均较小，约为邻近注浆孔的10%，说明此次注浆比较充分。注浆完成后，在台后引道路面上共设5个沉降点进行变形观测。由观测数据发现，离桥台最近的1#监测点沉降2mm，2#和3#监测点基本没有沉降，而远离注浆区的4#、5#监测点反而有微弱抬升的趋势。分析原因，主要是因为两次观测时间分别为11月中旬和3月末，气温较低，路堤受冻胀抬升；相反，注浆区受冻胀影响很小，说明浆液与土体形成的注浆体能有效防止雨水的冻融破坏，同时，路堤承载能力明显提高，达到了控制沉降的目的，注浆效果良好。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）.北京：人民交通出版社，2006： 19～20.

[2]杨秀竹，雷金山，夏力农，王星华.幂律型浆液扩散半径研究.岩土力学.2005（11）.

[3]蔡宏庆.路基注浆加固方案的实施.公路与汽运.2004（6）.

[4]刘玉卓主编.公路工程软基处理.北京：人民交通出版社，2001：154～165.

[5]殷永高，屠莜北主编.公路地基处理.北京：人民交通出版社，2002：58～76.

浅析锅炉爆管的形成原因及预防措施

裴建国 安春荣

白城市特种设备检验中心 137000

白城市特种设备检验中心镇赉检验所 137300

摘要：锅炉运行过程中发生的爆管原因非常多。其中有水质控制不严，造成管内结垢，引起钢材过热而爆破；有的由于司炉工操作失误，超温超压，超过钢材的强度，而引起的爆破；造成锅炉汽水循环的破坏，而引起的爆破等。不管是何种原因引起的锅炉钢管爆破，锅炉钢材金属内部的组织均发生了很大变化。本文就这个方面进行论述，从中找出解决和预防的措施。

关键词：锅炉爆管 高温 原因 分析

一、引言

锅炉的安全是直接影响人们和企业的重要因素。锅炉压力容器质量能不能有保障关系到工作安全问题，当锅炉运行过程中，由于水质标准、水循环、机械损伤、生火速度、吹灰、管材质量、给水温度、给水导管位置等原因导致炉管、过热器、省煤器管、空气预热器管爆破的发生，出现安全生产事故。本文主要以锅炉爆管事故当中存在的问题进行分析和探讨。

二、锅炉使用金属材质的分析

任何金属在长期高温条件下工作，不但会发生蠕变、断裂和应力松驰等形变过程，而且还会发生一些组织和性能的变化和其他损坏。这一点和室温下使用的钢材不同。在室温条件下，钢的组织和性能较稳定，不随时间而改变。金属（主要指的是钢）在高温下长期运行中发生的组织变化主要有。

（一）、珠光体的球化和碳化物聚集

珠光体球化会使钢的蠕变极限和持久强度下降。珠光体球化对钢材的高温机械性能影响是很大的，它会加快金属在高温下蠕变速度，加快钢材的破坏。

（二）、金属的石墨化

渗碳体是一个不稳定的化合物，它在适当的条件下会发生分解而形成奥氏体和石墨或铁素体和石墨。在正常的室温下，这一过程实际上是不进行的，但它随着温度的升高而急剧加速。石墨化将大大降低机械性能。石墨在基础组织中可以认为是孔洞和裂缝，所以大大削弱钢材的机械性能，使钢材的强度极限，工作韧性大大下降，从而使钢材脆性增加。

（三）、高温造成合金元素的重新分配

由于锅炉上的钢材在长期高温条件下，除了会发生珠光体球化和石墨化现象外，还会发生合金元素从固溶体中逐渐向炭化物扩散，使炭化物中的合金元素逐渐增多，引起合金元素的重新分配。合金元素的重新分配，会使钢材的高温机械性能发生变化，从而使该材料在该温度下强度极限降低约一半。

三、锅炉爆管的原因分析

（一）、管路长期过热爆管

是金属长时间在应力和超过其额定温度条件下导致的管子爆破，其超过的温度水平一般在钢的临界点Ac1以下。所以，长期过热爆管是一个缓慢的过程，长期地由于蠕变变形而使管子爆破。

1、破口的宏观分析

破口并不大，断面粗糙而不平整，破口边缘呈钝边，并不锋利，破口附近有许多平行于破口的管子轴向裂纹，由于在长期高温下运行，所以在破口外表面上出现一层较厚的氧化皮，这些氧化皮很脆，容易剥落。管子在长期过热爆破前，由于过热，温度提高，加快了蠕变速度，又加上受到内压――切向应力作用，使管子胀粗，管径增大，管壁减薄，当超过一定极限时，管子发生爆破。

2、长期过热爆管的微观特征

长期过势爆管它的温度应在材料的再结晶温度以上（因为在此温度以上钢材才能产生蠕变）。管子胀的越粗，强度下降越大。

（二）、管路短期过热爆管

短期过势爆管，是金属在短时间内，由于温度升高，管子金属在高温下被内部介质的压力作用而很快爆破，这种爆破往往是一个突发过程，所以在爆破口的变形量、形状及内部组织上也有所不同。这种破口张开很大，呈喇叭状，破口边缘锐利，减薄较多，断裂面较为光滑，呈撕裂状，破口附近管子胀粗较大，对水冷壁管而言，由于汽水混合物急速冲击，内壁显得十分光洁，外壁一般呈蓝黑色。破口附近没有众多的平行于破口的轴向裂纹。短期过热爆管主要分为：短期直接过热爆管、管下腐蚀鼓包而引起的爆管和瞬时过热爆管三种。

1、短期直接过热爆管

管子破口极大，呈不规则的菱形，边缘极其锐利，管径相对变形很大，并且在离破口较远处管径也有不同程度的变形。金相组织：珠光体已有一定程度的球化，但其球状渗炭体并未脱离出原珠光体区域，铁素体晶粒严重地沿爆管方向拉长。

2、管路垢下腐蚀而引起的鼓包变形爆管

这种爆破，是由于管内结垢，导热性差，造成钢材的局部过热，而产生爆破，所以破口较小，破口边缘也锐利、光滑。

（三）、瞬时过热爆管

锅炉水冷壁管，直接受炉膛内火焰的高温辐射，因此运行不正常时，为管子堵塞，水循环不良，严重缺水等，管子的局部地区过热温度很高，而造成水冷壁管的瞬时爆破。它的特征是：破口呈喇叭状，破口边缘锋利，破口处管壁减薄很多，有的破口边缘厚度仅为0.2mm，靠近破口处管壁是突然减薄，为韧性断口。

四、锅炉爆管的预防措施

（一）、加大检修管理力度，制定实施防磨计划

施工人员要充分利用大、小修对受热面管道进行宏观检查，坚持“逢停必检”原则，掌握金属长期运行中的性能规律，发现和消除金属事故的隐患。对高温腐蚀、磨损、胀粗、鼓包、应力集中等情况加强检查，发现问题及时彻底地处理。加强金属监督和化学分析，对热负荷较集中部分采取割管检查和化学分析，对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位进行侧厚检查，对过热器、再热器等易超温的部位进行金相分析。加强受热面附件的检查，如防磨瓦、管排卡子和护体铁，整理管排严防形成烟汽走廊。对检修焊口做好无损探伤检验，把好焊接质量控制关。

（二）、加强对烟气侧的调节

改变过热器的对流吸热量，通常靠改变经过过热器的烟气量和烟气温度来实现。燃烧工况的改变对汽温有一定影响，因此，在锅炉运行中，应根据实际情况，改变喷燃器的倾角和上、下排喷燃器的运行方式，从而改变火焰中心的位置和炉膛出口烟温，并通过调节风量挡板，使流经过热器的烟气量发生变化而达到调节汽温的目的。应注意的是，喷燃器的运行方式和风量的调节，首先应满足燃烧的要求，这有利于设备的安全和提高锅炉效率，因此烟气侧调整只能作为辅助手段。此外，当负荷过低时，不能用上倾火焰中心高度来增加汽温，以防止锅炉灭火或煤粉在烟道内再燃烧而发生事故。

（三）、控制锅炉的汽温变化

1、调节燃煤量

当锅炉负荷有较大变动，需启、停1套制粉系统时，投入的喷燃器应均衡。当炉负荷变动不大时，可通过调节运行着的制粉系统出力来解决。

2、调节燃烧风量

当外界负荷变化时，应对风量作相应的调整。实际运行中，随着过量空气系数的增加，利于完全燃烧。但是过量空气的增加要适当，同时烟气流速加大，造成送、引风机的耗电量增加，经济性降低，加剧低温段的磨损，因此要严格监视氧量的变化。

（四）、加强运行管理和炉水监督

运行人员要认真操作，按规程升降负荷。日常密切监视受热面报警情况，严防受热面管道超温，加强对管壁温度的监视，减少管壁超温。燃料专业要加强入炉煤快速分析预报工作，为运行人员精心操作、勤调整提供依据，便于运行人员及时调整一、二次风，合理调整风粉量和过剩空气量，使煤粉在炉内充分燃烧。保证磨煤机在最佳状态运行，严格控制煤粉细度减少设备磨损。认真进行燃烧调整，控制火焰中心不倾斜，严格控制各部件的参数，严禁超限运行，加强受热面吹灰，防止局部结焦超温。加强炉水监督，保证品质合格等。

五、结束语

加强锅炉的爆管发生是一项重要且综合工程，应从运行、检修、技术改进等方面加强监督、管理和检查、综合考虑。运行人员根据煤质变化及时调整燃烧，控制合理风速，控制管壁超温、加强设备运行监督和化学监督。检修人员提高检修质量和金属监督力度。尽可能地扩大检查范围，发现问题并及时处理，大大地减少了锅炉非停，保证锅炉的安全稳定运行。

参考文献：

[1]开颜.世界最大燃煤注汽锅炉试注成功[J].石油工业技术监督，2008（04）.

大气污染的主要类型及防治技术探讨

乔 波

山西省侯马市环境保护局

摘 要：当前形势下，全球的工业和交通不断持续发展，给大气环境带来了许多污染和破坏，但目前大气污染物的排放量仍然日趋增多，将会导致大气污染状况越加严重。我国的大气污染物排放量很大，为了使大气污染得到一定程度的控制，我国不断进行大气污染防治技术的研究。本文主要阐述了大气污染的主要类型，并针对大气污染状况提出了相应的防治技术和措施。

关键词：大气污染 防治技术 主要类型 探讨

引言：

大气污染指的是通过自然活动以及人为因素，致使一些物质融于大气中，在达到一定的时间及浓度之后，会对环境产生严重的污染，对人体健康产生一定损害的现象。当人类的大气污染物排放种类不断增加时，地球的大气成份也在同样出现变化，已经无法单纯依靠大气层的自然净化，大气污染的防治已经势在必行。随着我国经济的发展，对环保领域的研究也日趋重视，尤其是对于大气污染的防治，研发了清洁生产技术和三废治理措施等。

一、大气污染的主要类型

1.按照化学性质划分

1.1还原型的大气污染

大部分出现在燃烧过程中，主要以煤炭和石油作为燃料的地域，通常又被称作煤烟型污染。以二氧化硫、一氧化碳及颗粒物为主要污染物。当处于湿度较高、温度较低的阴天时，这种类型的污染物通常在低空开始聚集在一起，致使污染事故的出现。

1.2氧化型的大气污染

通常出现在主要燃料为石油的地域，汽车尾气含量较多。一次污染物通常是碳氢化合物以及一氧化碳，当太阳短光波的催化下，经过光化学反应形成三氧化碳和醛类等污染物，它们很容易造成氧化，还对眼睛产生一定的刺激，例如洛杉矶烟雾等。

2.按照燃料性质划分

2.1石油型大气污染

通常来自于石油化工厂及汽车尾气的排放，以二氧化氮、链状烷等为污染物的构成部分，还包括它们在大气中产生的自由基、臭氧以及各种中间产物等。

2.2煤炭型大气污染

当工厂及企业生产过程中经常会排放一些烟气等污染物，而家庭中的炉灶等常用设备也会出现一些煤炭烟气。它的主要构成污染物是二氧化硫、烟气粉尘，还有当这些一次污染物出现一系列化学反应时，形成的硫酸等污染物。

2.3混合型大气污染

混合型的大气污染是将石油和煤炭作为燃料，经过燃烧之后产生一定的污染物被排放出来，并且还有加工工厂及生产企业等在生产过程中。会排放出一些化学物质等污染物。在日本的川崎和横滨等就出现过混合型的大气污染。

2.4特殊型大气污染

一些生产企业在生产过程中，往往会排放出特殊的污染气体，例如生产铝碱的工业区会存在氯气污染，制造磷肥的工厂会存在氟污染等，此类污染通常是在局部范围当中存在。

二、大气污染的防治技术

1.脱硫技术

当前脱硫技术主要分为燃烧前的脱硫技术、燃烧中的脱硫技术以及燃烧后的脱硫技术。其中燃烧前的脱硫大致包括煤的液化、煤的气化以及洗煤。洗煤通常是脱硫的配合措施，而煤的液化及煤的气化是比较经济的工艺，目前正在不断研发中。在燃烧过程中，采用燃用型煤比较节约资源，而且非常环保，通常适用小锅炉的燃烧。当前我国循环流化床较多应用在采暖及工业锅炉燃烧中，其中最大的炉型为每小时75t。当前较大规模的商业化脱硫技术，只有燃烧后的烟气脱硫，它能够很大程度的控制酸雨污染以及二氧化硫污染。烟气脱硫技术通常包括硫氮联脱、干和半干法以及湿法等。德国、美国和英国等国家较多的运用烟气脱硫技术，在烟气脱硫工艺中，技术比较纯熟而且使用范围比较广泛的有CDSI法、喷雾干燥法、石膏法及LIMB法等。当前我国并未有烟气脱硫设备的生产和设计工艺技术，对于排放也没有较高的要求，治理手段不完善也不尽合理，在电厂中很少装置有脱硫设备，没有对二氧化硫等污染气体的排放进行有效控制。除硫设备基本都是从国外进口的，但在经济上造成了一定的亏损。

2.除尘技术

大气中的细微灰尘颗粒会降低大气的能见度，并且影响了城市的景观，最主要的是会给人体呼吸系统带来很大的损害。尽管使用除尘器能够使大气中的灰尘颗粒得到一定的控制，但只能除去较大的颗粒分子，对于那些细微的灰尘颗粒仍然没有作用。我国目前已经对细微灰尘颗粒分子，给大气的污染和危害给予重视，对细微颗粒分子的分布情况以及污染的来源和特征，进行了深入研究，但就当前研究情况来讲，对于细微颗粒分子的控制技术，以及作用机理等研究都有待提高。我国的总体除尘效率，平均值大概为95%，与国外相比还有很大的差距，当前国外的除烟技术相对先进和成熟，需要我们不断的向国外先进工艺技术合作和学习，并且尽快的发展烟气净化产业，努力掌握烟气净化设备的设计和生产技术。

3.机动车大气污染控制技术

机动车在行驶过程中会排放出一些列的污染物质，例如氮氧化物、VOCs、含铅颗粒物和CO等。而VOCs会在一定作用下形成光化学污染，并且氮氧化物在受到光化学反应以后会形成硝酸盐气溶胶。目前国外经过深入的研发，形成了三元催化技术，这项技术目前已经成熟并开始推广运用，现今已经在开发机动车尾气污染净化技术。随着我国社会经济的持续快速增长，机动车的数量也在日益增加，在一些发达城市中，已经出现比较严重的光化学污染和NOx污染。为了使机动车尾气污染程度得到一定的缓解，我国已经研发出自动补气的尾气净化设备，它能够让尾气中的NOx以及碳氢化合物得到全部净化。还可以使NOx得到一定的降低排放。

4.脱氮技术

当前形势下，很多国家都已经对NOx的排放问题采取重视，并制定了相应的控制计划。NOx的控制技术主要包括在大气中将NOx的含量清除，以及将燃烧技术进行改进，减少其排放量两种方式。在氮氧化物以及硫化物的联合脱除手段中，通常有可再生技术、烟道及炉内喷吸着剂技术、用SCF取出氮氧化物技术等。目前发达国家的脱氮技术，通常是在大型燃煤锅炉中装置低氮燃烧器，可以将NOx的排放量减少大约40%。而德国等环保标准较为严格的国家，通常还在燃烧锅炉上装置烟气脱氮设备。对于烟气脱氮技术的研究，我国已经取得了新的进步和发展，并不断突破，例如在2000年研发的整体分级低氮氧化物的燃烧技术，已经通过有关部门的检测，并开始实施。在部分锅炉中开始装置低氮燃烧器等装置，但一些300MW之下的锅炉还不能安装此装置，NOx还是没有得到控制，生成量在日趋增加。现如今，我国只存在氮氧化物的环境质量指标，并没有NOx的燃烧排放标准，相关的一系列技术研究，也仅仅局限在部分氮氧化物较低级别的燃烧技术当中，以及固硫技术里面的氮氧化物附带降低效果的技术分析。我国当前的产业结构开始向集约型结构转变，并且不断优化能源的消费结构，逐渐使氮氧化物的排放趋势得到一定程度的缓解，并处于逐年降低的趋势。

三、结论

综上所述，尽管当前我国的大气污染治理技术有很大的进步，但大气污染形势依然很严峻，大气污染物的排放量还在持续增长。随着经济发展与环境保护的紧密联系，要想促进经济又好又快发展，必须加大控制大气污染的投资力度，在防治大气污染的过程中要按照实际情况研发适合的技术，并形成产业化。

参考文献：

[1] 刘洋，李宏伟. 浅谈大气污染的防治措施[J]. 黑龙江科技信息. 2009（12）

[2] 于慧. 大气污染的成因及治理措施[J]. 辽宁化工. 2008（02）

[3] 王继华. 大气污染的防治措施研究[J]. 中国新技术新产品. 2009（20）

[4] 王皓. 汽车尾气危害及控制对策探讨[J]. 化学工程与装备. 2010（07）

[5] 袁冬. 我国大气污染现状、危害与防治对策[J]. 商品与质量. 2011（SC）

浅谈下向焊在管道施工中的过程控制

任树春 施德海

石油化工工程质量监督总站管道储运分站 221008

摘要：在长输管线管道施工过程中，采用下向焊接技术可以提高施工过程中的焊接机械性能和工艺性能，笔者根据多年的监督经验，结合工作实际，改进了焊接工艺参数，提高了工作效率和焊接合格率，并从焊前准备，施焊过程中的质量控制及缺陷预防进行了详细阐述。

主题词：下向焊工艺 焊接准备 缺陷预防 作用

前言：下向焊就是采用下向焊条，由上向下运条进行施焊的一种操作方法。目前，这种方法因其生产率高、易保证焊接质量等特点，在国内已用于压力容器和大口径长输管线的焊接。

纤维素焊条由于在垂直下向焊接时可以使用大直径焊条，这样可以用大电流和高焊速进行焊接，因而其经济性很好。多年来已经成功地应用于辅设管道时管道圆周焊缝的焊接。但是，这种焊条焊接的焊道中氢含量较高，在适用的管道壁厚和所需的冲击性能方面受到一定的限制。虽然碱性焊条经济性差，然而其特点在于优良的机械性能和工艺性能。

在打底焊和热焊时采用纤维素焊条，焊接填充和表层焊缝采用碱性垂直下向焊焊条，可将其经济性、优良的机械性能和工艺性能结合起来。虽然这是一套成熟的焊接工艺，但是在现场施工过程中，焊工普遍感到碱性下向焊条难以掌握，使这一工艺的应用及推广受到一定限制。

笔者针对这一情况，利用监督工作的条件，组织有关技术人员进行有针对性的焊工培训和焊接试验，进一步改进了焊接工艺参数，使大部分焊工在较短时间内掌握了这种焊接工艺，较好地解决了这一难题。经过在日照-仪征原油管道及配套工程和江苏成品油管道工程的应用，取的了良好效果。

一、管材的保护及焊前准备

管子的组对质量对焊接质量至关重要，因此在管道焊接前应注意做到对管子的保护工作，以使管口组对质量符合焊接工艺规程要求。

1、管子在运输、吊装过程中应当严格按照规范要求执行。管子装卸应使用专用吊具，操作时应轻吊轻放，严禁摔、撞、磕、碰，应注意保护管口和防腐层，当直接钩吊管口时，不得使管口产生任何豁口与伤痕。