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摘 要本文结合工程实例，对影响工业设备衬里强度的衬里集料性能、施工方法、施工模板、施工环境、参建人员和烘烤温控曲线等因素，逐一展开调查论证，分析了衬里强度存在明显偏低的原因；从材料复检、计量配料、密实度控制、养护方式和烘烤方案等方面，提出了预防设备衬里质量问题的防治措施。
关键词设备衬里；施工质量：衬里集料；防治措施
中图分类号TB文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0104-02
1背景
工业设备衬里因处于高温、高压、油气、烟气、颗粒物质以及催化剂磨损状态下运行，设备衬里已成为工业设备的重要组成部分，因此，如何保证设备衬里的施工质量，延长衬里寿命，将是建筑工程技术人员不断追求的目标和必须完成的任务。本文针对工业设备衬里的质量特点，举一实例，2011年三季度，广东某石化工业园区某设备衬里烘烤结束后，例行检查中发现，该工业设备的衬里强度存在明显偏低的情况，用0.5 kg手锤轻轻敲击衬里，其声音低沉，似有空洞声，用铁条等物划刮衬里表面会留下明显的痕迹，经回弹检测衬里强度，其测量值只有设计值的60%-75%，但衬里表面并未见明显的裂纹。
2分析
事件发生后，主管单位立即成立专家组，针对衬里施工所涉及的人员、衬里集料性能、施工方法、施工模板、施工环境和烘烤温控曲线等因素，逐一展开调查、分析和论证。现将影响衬里强度的因素分析如下。
2.1施工时限对衬里强度的影响
1）调查情况：据查，指导作业的施工方案中，所列的施工方法—衬里集料搅拌好后，允许使用的时限为35分钟，与材料供应方要求的时限20分钟相比，存在显著差异，但在衬里施工时，并未出现早凝问题，反而出现衬里浇筑48小时后，仍不凝固的现象，但在采取措施后，此问题未再发生。
2）对衬里强度的影响：施工时限主要是受搅拌好的衬里料初凝时间的影响，若继续使用“超过时限要求”的衬里料，将会使衬里出现局部酥松的现象。由于本次事故中表现出的强度偏低现象的普遍性，以及从现场已凿除的衬里中也未发现有局部酥松的现象，因此，施工时限对衬里强度应无影响。
2.2支模高度对衬里强度的影响
1）调查情况：现场观察到的模板高度为1 200 mm，这对加料和振捣作业都十分不利，易造成局部衬里密实度降低现象。
2）对衬里强度的影响：支模高度太高主要是影响模板下部的加料和振捣作业，若操作不当有可能导致该部位的衬里密实度不足，从而降低衬里强度，但对上部施工作业的影响并不大。从衬里强度回弹检测中，也并未见这类缺陷发生。因此，支模高度太高对衬里强度应无影响。
2.3水灰比过大对衬里强度的影响
1）调查情况：据现场询问，施工初期曾经有过水灰比过大的现象，经监理工程师督促整改，再没有发生水灰比不合适现象。
2）对衬里强度的影响：合适的水灰比，可避免粗骨料下沉，减少干缩，使衬里抗裂性能增大，从而保证衬里强度。据强度回弹检测，前期衬里水灰比过大的施工部位，确有衬里强度较低现象。因此，水灰比过大对衬里强度降低的影响，应是一个不能排除的因素。
2.4养护方式对衬里强度的影响
1）调查情况：材料供应方要求衬里采取喷雾（以铝酸盐水泥为结合剂的衬里料）养护，据查，施工现场有关人员都没有见到现场衬里喷雾养护的情景，但曾见过淋水养护，也见过衬里表面结了许多露水；在施工过程中，现场有关人员曾用手摸过（手呆在上面）设备外壁和衬里表面的温度，感觉温度有点高，但还能忍受。
2）对衬里强度的影响：当衬里温度升高后，衬里的膨胀量会相应增加，降温后会收缩，如果衬里材料的抗拉强度，不足以承受因降温收缩而产生的应力时，就会产生许多裂紋，从而影响衬里的质量；从手呆在设备外壁和衬里表面感觉温度有点高，但还能忍受这些现象来看，表明衬里温度并不高，而且，这些强度下降的衬里表面并无明显裂纹。因此，未喷雾养护对衬里强度应无影响。
2.5烘烤温控曲线对衬里强度的影响
1）调查情况：烘烤方案首次恒温温度是140℃，与材料供应方要求的110℃相比，有30℃的差别，第二次恒温温度是315℃，末次恒温温度是520℃，后两次恒温温度与材料供应方要求一致。从DCS控制系统中调出的烘烤温控曲线来看，四个控制点的温控记录曲线中，最高温度未达到520℃的有1条，≥520℃的有3条，其中有1条温控记录曲线，在二次恒温时，出现了温度不恒定的情况，最低降到了280℃，另有1条温控记录曲线，在最后一次恒温时，也出现了温度下降的情况，最低降到了390℃，只有1条温控记录曲线符合其所制定的烘烤方案要求。
2）对衬里强度的影响：从其他企业实际操作的经验来看，按方案所确定的140℃的首次恒温温度对衬里实体质量的形成影响不大。但是，从实际升温过程来看，只有1个控制点的烘烤温控曲线符合烘烤方案的要求，其余3个控制点的烘烤温控曲线与烘烤方案相比相差较大，而且，经回弹检测，其衬里强度也有所区别。因此，烘烤温控曲线不符合烘烤方案的要求，对衬里强度降低的影响，也是一个不能忽略的因素。
2.6衬里集料性能对衬里强度的影响
1）调查情况：在对衬里施工余料中的大颗粒珍珠岩观察时发现，存在原料烧结不均匀的现象，尤为异常的是：一些大颗粒珍珠岩用打火机火焰直接烘烤时，会发生燃烧，几十秒后火焰熄灭。从现场凿除下来的衬里碎块来看，大多数衬里料的烧结已基本完成，已完成烧结的衬里与尚未使用的剩余衬里集料相比，前者部分集料似乎曾发生过二次膨胀现象。
2）对衬里强度的影响：大颗粒珍珠岩是矿砂经预热、瞬时高温、焙烧膨胀后，制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的耐火材料，呈白色颗粒状、无毒、无味、不燃烧、不腐蚀、耐酸碱和容重轻，具有很强的隔热作用。但未经烧结或未烧结透的珍珠岩将会在再次遇到高温时产生二次膨胀，将会减少衬里的容重，并对烧结后衬里的强度产生巨大的影响。从已完成烧结的部分集料似乎曾发生过二次膨胀现象，以及珍珠岩存在可燃性来看，导致本次质量事故的原因与所用衬里集料的性能有很
大关系。
3处置
这次质量事故是严重的，造成该工业设备衬里全面返工，凿除了全部不合格衬里，重新购买了其他品牌的衬里集料进行施工，造成延误工期35天，直接费用损失40多万元。这次事故带给我们工程技术人员的教训是深刻的，悲痛的，是一个难忘的
教训。
4防治措施
4.1控制龟甲网的安装质量
1）直接焊在器壁上的龟甲网必须紧贴器壁，间隙不大于
1 mm。龟甲网隔孔与器壁焊接牢固，焊缝长不小于20 mm，端头主部与容器焊牢。
2）双层有龟甲衬里，环向和纵向接头尽可能在端板处，并与端板焊牢。接口形式为搭接和平行接，接口处网孔面积不能小于基本网孔的1/3，不能大于基本网孔的4/3，相邻龟甲网的接缝应错开300 mm以上，龟甲网必须与端板逐一焊接，焊缝长度不小于
40 mm，龟甲网的每个端头必须与接管等固定件焊牢，不能悬空。
4.2加强材料复检工作
在控制进场原材料质量的过程中，除应按规范要求做好规定的检验项目外，还应增加对衬里集料挥发性和烧蚀性的检验，防止因原料烧结不透，从而产生二次膨胀的现象。
4.3控制水灰比及密实度
按配合比要求计量配料，干料经充分搅拌后，再加入80%～90%的用水量，剩余的水视衬里料的稠度逐渐加入，衬里水灰比适当，稠度适中，不能结团，钢纤维分层均匀撒入，分布均匀，搅拌好的料颜色一致。浇筑时做到：衬里表面与龟甲网平齐，突出高度不得大于0.5 mm，突出部分面积之和大于总面积5%，衬里不得低于龟甲网。衬里表面平整密实，用0.5 kg手锤轻轻敲击，其声音清脆铿实、无空洞声，并遵守衬里产品说明书要求的浇筑时限。
4.4选择合适养护方式
1）以铝酸盐水泥为结合剂的衬里料施工后，停放至用手轻按不沾泥浆时立即进行喷雾养护，待衬里达到一定强度并视其发热情况，可进行喷雾水养护24 h，再自然养护48 h。
2）以磷酸盐为结合剂的衬里材料，应在相对湿度75%以下的干燥空气中养护3 d～7 d，养护期间应保持空气流通，避免风吹、日晒，严禁与水接触。
4.5遵守材料供应方提供的烘烤温控要求
根据所用衬里材料本身特性对烘烤和烧结过程的影响，实事求是地确认应遵守的恒温时间和升温曲线，严格遵守材料供应方提供的烘烤温控要求。
参考文献
[1]化工石油建设工程施工质量管理[M].中国石化出版社,2003.
[2]工业设备衬里质量事故调查报告[R].2011.
[3]中石化集团主编.GB50474-2008隔热耐磨衬里技术规范[S].2008.
关键词设备衬里；施工质量：衬里集料；防治措施
中图分类号TB文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0104-02
1背景
工业设备衬里因处于高温、高压、油气、烟气、颗粒物质以及催化剂磨损状态下运行，设备衬里已成为工业设备的重要组成部分，因此，如何保证设备衬里的施工质量，延长衬里寿命，将是建筑工程技术人员不断追求的目标和必须完成的任务。本文针对工业设备衬里的质量特点，举一实例，2011年三季度，广东某石化工业园区某设备衬里烘烤结束后，例行检查中发现，该工业设备的衬里强度存在明显偏低的情况，用0.5 kg手锤轻轻敲击衬里，其声音低沉，似有空洞声，用铁条等物划刮衬里表面会留下明显的痕迹，经回弹检测衬里强度，其测量值只有设计值的60%-75%，但衬里表面并未见明显的裂纹。
2分析
事件发生后，主管单位立即成立专家组，针对衬里施工所涉及的人员、衬里集料性能、施工方法、施工模板、施工环境和烘烤温控曲线等因素，逐一展开调查、分析和论证。现将影响衬里强度的因素分析如下。
2.1施工时限对衬里强度的影响
1）调查情况：据查，指导作业的施工方案中，所列的施工方法—衬里集料搅拌好后，允许使用的时限为35分钟，与材料供应方要求的时限20分钟相比，存在显著差异，但在衬里施工时，并未出现早凝问题，反而出现衬里浇筑48小时后，仍不凝固的现象，但在采取措施后，此问题未再发生。
2）对衬里强度的影响：施工时限主要是受搅拌好的衬里料初凝时间的影响，若继续使用“超过时限要求”的衬里料，将会使衬里出现局部酥松的现象。由于本次事故中表现出的强度偏低现象的普遍性，以及从现场已凿除的衬里中也未发现有局部酥松的现象，因此，施工时限对衬里强度应无影响。
2.2支模高度对衬里强度的影响
1）调查情况：现场观察到的模板高度为1 200 mm，这对加料和振捣作业都十分不利，易造成局部衬里密实度降低现象。
2）对衬里强度的影响：支模高度太高主要是影响模板下部的加料和振捣作业，若操作不当有可能导致该部位的衬里密实度不足，从而降低衬里强度，但对上部施工作业的影响并不大。从衬里强度回弹检测中，也并未见这类缺陷发生。因此，支模高度太高对衬里强度应无影响。
2.3水灰比过大对衬里强度的影响
1）调查情况：据现场询问，施工初期曾经有过水灰比过大的现象，经监理工程师督促整改，再没有发生水灰比不合适现象。
2）对衬里强度的影响：合适的水灰比，可避免粗骨料下沉，减少干缩，使衬里抗裂性能增大，从而保证衬里强度。据强度回弹检测，前期衬里水灰比过大的施工部位，确有衬里强度较低现象。因此，水灰比过大对衬里强度降低的影响，应是一个不能排除的因素。
2.4养护方式对衬里强度的影响
1）调查情况：材料供应方要求衬里采取喷雾（以铝酸盐水泥为结合剂的衬里料）养护，据查，施工现场有关人员都没有见到现场衬里喷雾养护的情景，但曾见过淋水养护，也见过衬里表面结了许多露水；在施工过程中，现场有关人员曾用手摸过（手呆在上面）设备外壁和衬里表面的温度，感觉温度有点高，但还能忍受。
2）对衬里强度的影响：当衬里温度升高后，衬里的膨胀量会相应增加，降温后会收缩，如果衬里材料的抗拉强度，不足以承受因降温收缩而产生的应力时，就会产生许多裂紋，从而影响衬里的质量；从手呆在设备外壁和衬里表面感觉温度有点高，但还能忍受这些现象来看，表明衬里温度并不高，而且，这些强度下降的衬里表面并无明显裂纹。因此，未喷雾养护对衬里强度应无影响。
2.5烘烤温控曲线对衬里强度的影响
1）调查情况：烘烤方案首次恒温温度是140℃，与材料供应方要求的110℃相比，有30℃的差别，第二次恒温温度是315℃，末次恒温温度是520℃，后两次恒温温度与材料供应方要求一致。从DCS控制系统中调出的烘烤温控曲线来看，四个控制点的温控记录曲线中，最高温度未达到520℃的有1条，≥520℃的有3条，其中有1条温控记录曲线，在二次恒温时，出现了温度不恒定的情况，最低降到了280℃，另有1条温控记录曲线，在最后一次恒温时，也出现了温度下降的情况，最低降到了390℃，只有1条温控记录曲线符合其所制定的烘烤方案要求。
2）对衬里强度的影响：从其他企业实际操作的经验来看，按方案所确定的140℃的首次恒温温度对衬里实体质量的形成影响不大。但是，从实际升温过程来看，只有1个控制点的烘烤温控曲线符合烘烤方案的要求，其余3个控制点的烘烤温控曲线与烘烤方案相比相差较大，而且，经回弹检测，其衬里强度也有所区别。因此，烘烤温控曲线不符合烘烤方案的要求，对衬里强度降低的影响，也是一个不能忽略的因素。
2.6衬里集料性能对衬里强度的影响
1）调查情况：在对衬里施工余料中的大颗粒珍珠岩观察时发现，存在原料烧结不均匀的现象，尤为异常的是：一些大颗粒珍珠岩用打火机火焰直接烘烤时，会发生燃烧，几十秒后火焰熄灭。从现场凿除下来的衬里碎块来看，大多数衬里料的烧结已基本完成，已完成烧结的衬里与尚未使用的剩余衬里集料相比，前者部分集料似乎曾发生过二次膨胀现象。
2）对衬里强度的影响：大颗粒珍珠岩是矿砂经预热、瞬时高温、焙烧膨胀后，制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的耐火材料，呈白色颗粒状、无毒、无味、不燃烧、不腐蚀、耐酸碱和容重轻，具有很强的隔热作用。但未经烧结或未烧结透的珍珠岩将会在再次遇到高温时产生二次膨胀，将会减少衬里的容重，并对烧结后衬里的强度产生巨大的影响。从已完成烧结的部分集料似乎曾发生过二次膨胀现象，以及珍珠岩存在可燃性来看，导致本次质量事故的原因与所用衬里集料的性能有很
大关系。
3处置
这次质量事故是严重的，造成该工业设备衬里全面返工，凿除了全部不合格衬里，重新购买了其他品牌的衬里集料进行施工，造成延误工期35天，直接费用损失40多万元。这次事故带给我们工程技术人员的教训是深刻的，悲痛的，是一个难忘的
教训。
4防治措施
4.1控制龟甲网的安装质量
1）直接焊在器壁上的龟甲网必须紧贴器壁，间隙不大于
1 mm。龟甲网隔孔与器壁焊接牢固，焊缝长不小于20 mm，端头主部与容器焊牢。
2）双层有龟甲衬里，环向和纵向接头尽可能在端板处，并与端板焊牢。接口形式为搭接和平行接，接口处网孔面积不能小于基本网孔的1/3，不能大于基本网孔的4/3，相邻龟甲网的接缝应错开300 mm以上，龟甲网必须与端板逐一焊接，焊缝长度不小于
40 mm，龟甲网的每个端头必须与接管等固定件焊牢，不能悬空。
4.2加强材料复检工作
在控制进场原材料质量的过程中，除应按规范要求做好规定的检验项目外，还应增加对衬里集料挥发性和烧蚀性的检验，防止因原料烧结不透，从而产生二次膨胀的现象。
4.3控制水灰比及密实度
按配合比要求计量配料，干料经充分搅拌后，再加入80%～90%的用水量，剩余的水视衬里料的稠度逐渐加入，衬里水灰比适当，稠度适中，不能结团，钢纤维分层均匀撒入，分布均匀，搅拌好的料颜色一致。浇筑时做到：衬里表面与龟甲网平齐，突出高度不得大于0.5 mm，突出部分面积之和大于总面积5%，衬里不得低于龟甲网。衬里表面平整密实，用0.5 kg手锤轻轻敲击，其声音清脆铿实、无空洞声，并遵守衬里产品说明书要求的浇筑时限。
4.4选择合适养护方式
1）以铝酸盐水泥为结合剂的衬里料施工后，停放至用手轻按不沾泥浆时立即进行喷雾养护，待衬里达到一定强度并视其发热情况，可进行喷雾水养护24 h，再自然养护48 h。
2）以磷酸盐为结合剂的衬里材料，应在相对湿度75%以下的干燥空气中养护3 d～7 d，养护期间应保持空气流通，避免风吹、日晒，严禁与水接触。
4.5遵守材料供应方提供的烘烤温控要求
根据所用衬里材料本身特性对烘烤和烧结过程的影响，实事求是地确认应遵守的恒温时间和升温曲线，严格遵守材料供应方提供的烘烤温控要求。
参考文献
[1]化工石油建设工程施工质量管理[M].中国石化出版社,2003.
[2]工业设备衬里质量事故调查报告[R].2011.
[3]中石化集团主编.GB50474-2008隔热耐磨衬里技术规范[S].2008.