RH真空精炼装置检漏试验工法

1 前言1.1 工艺简介RH真空精炼（概貌见图1）是连铸前炉外精炼工艺之一。

为了保证连铸坯的质量，钢水在进入连铸机浇注前要对其进行精炼，即用RH钢水真空处理装置对钢水进行处理。

目前炉外精炼已成为炼钢生产不可缺少的重要工序。

钢液真空循环处理原理是：从转炉或LF钢包精炼炉来的钢包通过行车将其吊放在RH钢包车上，钢包车将钢包运送至RH真空处理工位，真空泵采用四级安装在管道上的蒸汽喷射泵，当两个插入管插入钢液一定深度后，这时开启真空泵系统，真空室（见图2）被抽成真空。

同时环流气体由氮气切换到氩气，启动液压顶升机构，将钢包顶升到预定高度，对钢水进行测温取样。

根据测温取样及工艺参数，打开主真空阀，真空室内的高温废气经冷却器被抽出，随着真空室内的压力降低，上升管输入驱动气体（氩气及其它惰性气体、反应气体）。

驱动气体由于受热膨胀以及压力由p1降到p2而引起等温膨胀，即上升管内钢液与气体混合物密度降低，而驱动钢液上升像喷泉一样涌入真空室内，使真空室内的平衡状态受到破坏。

为了保持平衡，一部分钢液从下降管回到钢包中，这样钢水受压差和驱动气体的作用不断地从上升管涌入真空室内，并经下降管回到钢包内，周而复始(如图3所示)，实现钢液循环。

钢水在真空室中，当达到要求的真空度时，可以进行不同工艺的操作，包括最终的成分微调，根据需要将合金元素经过真空料斗添加到循环的钢液中，通过再次测温和取样确定处理结果。

真空处理结束后，关闭主真空阀，消除真空，钢包放置在钢包车上连同钢包车一起顶升或下降，（见图4）。

同时将环流气体切换成氮气，钢包车运行至喂丝位，按钢种要求喂丝，喂丝后用行车将钢包吊至连铸机大包回转台。

1.2 工法简介在整个RH真空精炼装置施工工艺中，RH真空系统的检漏及抽真空试验是最重要的工序之一。

RH真空精炼装置的使用原理是：在真空泵系统的作用下，将主系统内部抽成相对真空（本次系统真空度要求应在67Pa以下），再将真空室的浸渍管插入钢包内的钢水中，在上升气体及其他各种气体的作用下，使钢水呈雾状在真空室内循环。

从而达到深度脱氢、脱硫等有害杂质，调节钢的含碳量，调节合金成份的目的。

然而，在安装RH真空精炼装置的过程中，如何保证该系统（特别是真空泵系统）的真空度？使其达到设计要求，则是关系到整个工程能否实现功能的关键。

确保该系统的真空度，在施工实践中，一般情况下采用施工单位自备的真空泵直接对系统抽真空以检验真空度。

但对于RH真空精炼装置这样的高真空度、容积很大的系统来说，用自备的真空泵抽真空来检验真空度是很难做到的。

一是很难找到既能保证这样高的真空度、又具有这么大抽气能力的真空泵，二是与该系统连接的管道有上百根，且有几十道焊缝，任何一点小泄漏都会影响系统真空度，并且难以发觉；三是既使知道有漏点也很难找到具体位置。

也有人提出用RH真空处理系统自有的真空泵来进行检漏，但这要等工程全部完工才能进行，时间不允许，而且若系统安装有质量问题则损失不可估量。

为解决这个问题，结合炼钢厂方坯连铸RH真空精炼装置的工作原理，并对设备的强度、耐压能力及相应的环境条件进行了全面的分析，根据保证真空度就是保证系统的密闭性的原理，因此我公司提出了采用正压检漏与真空试验的联合试验的方法，即用正压检漏的方法先检验真空系统的密闭性（用压缩空气充入系统到相应压力后，保压24小时，其泄漏量小于计算值既可），合格即进行RH真空精炼装置用系统自身的增压泵对系统进行真空检漏及试验。

我公司已施工过同类装置多套，都应用了此方法，并且效果非常好，所以通过在施工过程中不断摸索、总结，从而形成了该工法—RH真空精炼装置检漏试验工法。

2 工法特点2.1 本工法与传统施工方法相比，在节约施工工期及成本上有比较明显的优势，如果系统一开始就采用传统的抽真空检漏，不仅要购买用于抽真空用的真空泵，并且在检漏的时间上也无法把握，如用本工法只需要有大于0.15Mpa的压缩空气做动力源即可。

2.2本工法与传统施工方法相比，在施工操作上更简便快捷，如用正压检漏，对系统的漏点的检查比较方便，如用抽真空检漏则比较麻烦，还需要专用的检漏仪器。

3 适用范围3.1 对工期要求紧，施工交叉作业比较多，特别能发挥其高效，干练性，同时本工法还适合少投入多产出的经济效益原则。

3.2 对同类型有要求保证其真空度的设备，具有较高的参考价值。

4 工艺原理该工法的工艺原理是：按照RH真空精炼装置设计的要求将RH真空泵系统的设备(从C3、C2、C1冷凝器、E1-E5a喷射泵至移动弯管处止)的出口全部封闭，只留一个进气口，然后用压缩空气充入密闭系统内到0.15Mpa（设计图纸给定的系统压力）后，停止加压，然后开始用肥皂水涂抹参与试压设备的各法兰和焊接处，仔细检查并找出各处漏点，如有漏点做好标记后，再处理，一直到保压24小时后，其泄漏量在规范规定的范围内即密闭性试验合格，即可用RH 真空精炼装置系统自身的增压泵对系统进行抽真空试验。

5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程确定试验的相关数据连接、封闭试验设备出口充气并检查漏点处理漏点稳压24小时合格后吹扫及清理抽真空试验合格后检漏试验结束5.2 检漏及试验（1）相关数据的确定基本方向确定后，就必须作出试压介质、检验压力、检验时间、泄漏量计算及检漏方案等工作。

①检漏介质：根据炼钢厂方坯连铸RH工程的现场情况，选为压缩空气，理由是，该处的压缩空气外接头较多，且压力及流量符合检漏要求。

②检验压力：根据设计要求，最低真空度为67Pa；再根据相关设备的承压能力和质量参数，设计院确定将其气密性试验的压力定为0.15Mpa。

③泄漏量的确定：由设计参数规定，该系统在正常工作状态下的最大泄漏量为不得大于25kg/h（最大泄漏量通常是取真空系统真空泵的有效抽气量的10%作为真空系统允许的最大泄漏量）（2）检漏及气密性试验气密性试验的重要性：气密性试验是真空泵系统安装的重要环节，也是真空系统能否顺利试车和运行的关键，应细致地、耐心地、一丝不苟地做好这项工作。

气密性试验的范围：从C3、C2、C1冷凝器、E1-E5a喷射泵至（进口设备）移动弯管处止。

并做好如下准备工作：①用盲板将气密性试验范围内设备的各个地方的管道接口封住，将三根冷却水管的下端口（在密封水池内）焊死；②用蝶扣将试验区域内的检测仪表口封住；③用堵头将试验区域内的仪表安装口封住；④在最高处和进气口各安装好一只0.5MPa的气压表（包括配套的球阀）和温度计一只；⑤安装好外接气源（压缩空气）的管子；⑥准备好检漏用的肥皂水以及电气焊工具。

上述准备工作做好并确认后将真空系统封闭严密后，通入压缩空气进行压力检漏实验：①试验压力为0.15Mpa；②用肥皂水涂抹RH真空泵系统设备的各连接法兰和焊缝，仔细检查找出各处漏点，法兰处漏点紧固螺栓消除，焊接漏点做好标记；③检查完一遍后，对查出的所有漏点，在排空气体后补焊，重复以上步骤，直至消除所有漏点为止。

（3）正压检漏试验：消除所有漏点后，用0.15Mpa的压力进行正压气密性试验，具体要求如下：①断气源，稳压24小时；②观察24小时内压力的变化情况，并做好相关记录。

经过24小时的气密性试验，观察其压力下降了0.02Mpa,即起始时压力为0.15Mpa到试验结束时压力为0.13Mpa,根据公式M=VPσ式中：M——泄漏量（单位公斤）V——密闭体的体积（单位m3）σ——密度（空气为0.0012t/m3）P——压力（单位为kg/cm2）得出其系统的泄漏量M为1.6kg/h。

这样，即使加上阀门等不确定因素，其泄漏量也远远小于25kg/h的设计泄漏量，即正压气密性试验合格。

真空系统气密性试验合格后，必须对RH真空泵系统的设备进行清渣。

如焊渣及焊缝两侧的结瘤等，更主要的是清理系统内部的杂物，如废钢板，焊条及焊渣等，其吹扫的顺序是先吹主管，再进行对支管的吹扫。

管道吹扫时应有足够的流量，吹扫压力不得超过设计压力，流速不低于工作流量，但不小于20m/s。

彻底清除干净后，将真空泵系统设备的人孔封死，以便RH真空精炼装置的其余设备均安装完后进行真空试验。

（4）真空试验待RH真空精炼装置全部设备安装完毕后，在进行了单机和联动试车后，对真空泵系统设备进行全面检查确认后，即可对RH真空精炼装置用系统自身的增压泵对系统进行真空检漏及抽真空试验。

6 材料与设备6.1 施工用主要设备一览表及主要设备使用时间6.2 施工用主要工机具及材料一览表7 质量控制（1）施工前对作业班组全体成员认真做好技术交底、现场交底，要求班组及时熟悉图纸，掌握安装顺序质量要求，并严格按施工方案进行施工。

（2）成立质量技术监督小组，坚持开展质量周检查活动，对施工中出现不按规范和不符合设计要求的质量问题，应督促班组及时整改。

（3）设备、管道安装应参见设计安装技术要求及安装说明。

同时应满足现行冶金行业规范的相关规定：①《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》 GB50275-98②《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》（炼钢设备） YBJ202-83；③《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》（通用规定） YBJ201-83；④现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98⑤工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97（4）安装前必须对标高、定位轴线、基础轴线等进行检查，轴线标志及标高基准点应准确。

（5）现场安装焊接的电气焊工必须考试合格，并取得相应的操作证方可上岗作业。

（6）焊缝出现裂纹时焊工不得擅自处理，待查清原因，制订出修补工艺后方可处理。

并且同一焊缝部位返修次数不宜超过两次，如超过两次应按返修工艺进行。

焊接完毕，焊工应将焊缝表面的溶渣及两侧飞溅物清除干净，检查焊缝外观质量，合格后在工艺规定焊缝及部位打上焊工钢印。

8 安全措施本项目为扩建工程，生产过程中的主要危险、有害因素有：①车间吊装钢水、触电、机械伤害等可能造成人身伤害事故；②电气突发性灾害等有可能引发火灾事故；③车间的高浓度施工性粉尘、施工性噪声、易燃易爆介质气体等主要职业有害因素会影响生产操作工人的身体健康。

（1）电气安全地面上的电气线路、高低压配电室等建筑物按国家有关规范要求作防雷接地。

所有供用电设备不带电外壳均应按相关规范作保护接地。

（2）机械安全措施设备的裸露转动、传动部分均设置安全防护罩，部分设置防逆转等装置，设备吊装孔洞处设安全栏杆和防护挡板。

危险场所和要害部门均设置醒目安全标志，特别是甲方的钢水吊装和生产区域；起重、运输和装卸的安全距离、道路布置、安全标志、安全色等均按GB4387-84《工业企业厂内运输安全规程》的有关规定执行。

（3）防火防爆与消防要在施工区域放置足够的灭火器，在甲方车间有消防设施的地方设置明显的标志牌。