浅谈煤气炉耐火衬里的施工技巧及质量控制

胡谦

（山东齐鲁石化建设有限公司，山东 淄博 255400）

石油化工中煤气炉的种类繁多，根据不同生产工艺，不同的炉种、不同的结构与材料不断进行划分。煤气炉耐火衬里通常选用强度高、重量轻、绝热性能好的材料，其施工质量对煤气炉的安全稳定生产有着直接的影响。在工程实践中，煤气炉耐火衬里保温钉脱落或焊缝开裂、虚焊等现象时有发生，为此，结合自身工作经验对衬里施工需要注意的问题及控制措施进行了探讨，尽量减少后续衬里的修复工作，进而保障生产的效率。

1 耐火衬里砌筑前的准备工作

1.1 准备工作的实施步骤

在煤气炉耐火衬里施工之前，我们要从预焊件、铁质用品除锈等方面进行准备，具体准备工作如下。

（1）在煤气炉灶砌筑之前，应对燃烧器接管、仪表接管、锚固件与托砖板等预焊件进行单个设备的检验，检验结果合格后方可进行炉窑的施工。

（2）熟悉设计要求，并严格按照设计要求对炉体内外表面进行喷砂除锈处理，同时炉体内表面应避免铁锈、油渍等其他污物的存在，在除锈后应做好炉体表面的防雨受潮措施。

（3）砌筑前根据炉中心线与主要标高控制线对砌体的防线尺寸进行校核。

（4）按照设计要求和生产要求进行施工，同时经验收合格。

1.2 材料验收

（1）对材料进行检查。进行检查时主要包括对于产品的质量证明书、合格证、出厂检验报告、产品的规格型号等内容。对于不具有固定形状的耐火材料，应检查其是否具有完备的使用说明，对于具有时效性的材料需要检查其是否注明有效期及产品是否处于有效期内。

（2）对耐火材料进行复验。对耐火材料进行验收时应检查耐火材料是否符合设计文件规定的规格、牌号以及规定的标准，不定形耐火材料是否按照使用说明书安装，具有有效期限的耐火材料是否在规定的有效期内。复检必须严格按照相关标准进行，要求负责复检的部门必须由具有相关资质的质量监督检验部门进行。

（3）耐火材料或者制品在下述情况时需要进行复检：耐火材料主要部位采用了耐火砖、耐火泥等相关产品；耐火材料及其制品为可能超过有效期或者是必须进行复检的材料；使用了旧的耐火砖；质量证明书理化指标存在异议，或者指标不全的；设计文件规定或者业主有要求时。

1.3 耐火材料或者制品的运输与管理

（1）对于进场材料的要求：按照文明施工管理要求摆放整齐、标识清楚，严禁混放且严禁将材料直接与地面接触，材料应距离地面200mm以上。

（2）对于材料运输的要求：耐火材料或制品的装卸、运输过程中要做到轻拿轻放，防止雨淋，对不定形材料应防止杂质污染。

（3）对于材料保管的要求：易受潮变质的耐火材料必须放置在防潮仓库进行妥善保管；对于具有有效期的材料，应根据不同材料规定的保管要求妥善进行保管，材料进库时必须标明该材料的名称、编号、生产地、生产时间、有效期限等，及时清理已过期材料。

（4）部分材料的特殊要求：对于具有防冻要求的材料应采取防冻措施；对于要求保持水分的耐火材料应密封贮存，置于阴凉仓库中。

2 质量控制点及控制方法

衬里施工的主要内容包括钢结构中间交接、耐火材料检验、锚固件安装及检验、耐火砖砌筑以及安装耐火浇注料炉衬、耐火可塑料炉衬、安装耐火涂抹料涂层、层铺式耐火纤维炉衬、叠砌式耐火纤维模块炉衬，测量炉墙砌筑尺寸是否存在偏差，检查安装过程中是否存在缺陷，并对缺陷进行修补检查等具体步骤。对于炉窑衬里施工质量控制主要涉及到以下几个方面。

2.1 衬里施工前期质量控制

（1）施工图纸质量控制：施工图纸绘制完成后由专业人员进行会审、设计者对设计方案进行阐述；相关人员通过审阅图纸来查找失误与缺陷，各审阅人员互相沟通，对不足之处提出意见，检查施工图纸的设计文件是否完备，各专业之间衔接是否妥当。

（2）施工方案质量控制：编制施工方案和工艺技术文件时要严格按照现有的相关规定和质量标准规范来编制，施工方案必须制定严格的质量保证措施，确保方案的安全性、可行性，在编制方案时还应该考虑经济性，施工方案的成本是否合适。

（3）施工企业资质审查：必须对承担施工任务的单位进行资质审查，严格审查其资质证书，确保施工队伍资质，同时资质审查要具体到个人，特别是对于项目管理人员资质的资质审查和对特种作业人员的资质审查。

（4）工序交接质量控制：主要是钢结构筑炉交接，同时对于筑炉与安装交接的过程要进行验收，在进行验收时交出单位、接收单位、监理单位等相关的人员应当在场，检查已完工部分是否符合施工图纸、施工方案及相关规定的要求，在验收合格之后由相关人员按规定填写工序交接记录并签字确认。

2.2 实体检查

（1）钢结构安装专业工序交接。对于钢结构安装专业工序交接控制主要包括以下方面：第一，测量钢结构的高度、宽度、垂直度、对角线误差等指标，检查其是否符合施工图纸、施工方案及相关规定的要求。第二，测算壁板凹凸度、炉底板的水平度，测算预留门、孔等的截面尺寸以及人孔门、看火门的位置、大小等指标，检查其是否符合施工要求和相关规定。第三，检查是否存在会影响到筑炉工作或在筑炉工作完成后无法拆除的临时性构件，如果存在应全部割除并再次进行检查。第四，应保持炉壳的清洁完整，做好炉壳内壁的除锈、清除油污等相关工作。第五，检查设备衬件的规格尺寸，确保设备衬件的规格尺寸符合施工要求以及相关规定规范的要求。

（2）耐火浇注料炉衬。对于耐火浇注料炉衬的质量控制主要包括墙厚度、密实度、平整度、墙面垂直度等指标的检查。对上述相关指标进行测算，要求衬里平整度与相关规定标准要求误差不超过5毫米，厚度与相关规定标准要求误差不超过5毫米，垂直度与相关规定标准要求误差不超过15毫米。在检查衬里密实度时应当使用0．5kg的手锤轻击炉衬，轻击时要采用350毫米的间距，检查炉衬的平整度时要采用2米的靠尺进行检查。

（3）叠砌式耐火纤维模块炉衬。对于端墙、侧墙、炉顶、横跨及贯穿柱等交接部位衔接的质量控制。炉衬相邻锚固螺栓中心距与相关规定标准要求误差不超过2毫米，任意两锚固螺栓间距与相关规定标准要求误差不超过5毫米。在检查时要采用2m靠尺来进行检查，要检查靠尺与炉衬间隙模块是否符合要求，如果存在问题，应该及时调整间隙方向，使其保持排列整齐、表面平整。

（4）温钉安装。对于温钉安装的质量控制主要包括焊口、焊缝、焊渣等几个方面，对上述内容进行测算，质量控制要求为间距与规定要求误差不超过5毫米、垂直度与规定要求误差不超过2毫米、差高度与规定要求误差不超过2毫米。在进行检查时要使用0．5kg的手锤逐个轻击焊缝表面，观察其是否符合规定要求。

（5）层铺式耐火纤维炉衬。对于切割与铺设进行质量控制，在切割时，要保持其切口的整齐，安装时里、外各层耐火纤维制品要采用纵、横交叉铺贴方法来安装，每层之间的错缝应超过100毫米，采用面层搭接的方式进行搭接，要求搭接长度大于100毫米，并采用粘结剂粘牢搭接处。在耐火纤维的对接处应留有余量以备压缩之用，而在转角处耐火纤维应交错相接，确保不出现通缝。

（6）耐火涂抹料涂层。对于耐火涂抹料涂层的质量控制包括如下内容：配料用具、施工用水、用水量、施工环境、搅拌时间、密实度、施工缝、外观质量、养护条件。第一，在施工时使用符合规定的计量器具作为配料用具，施工用水采用生活用洁净水即可，施工用水的水温以不超过25摄氏度不低于10摄氏度为宜。用水量也有一定的要求，不同的产品要求不同，但用水量不得超过产品用水量的上限。施工环境温度以不超过35摄氏度不低于5摄氏度为宜。第二，施工时应选择晴朗天气或者在室内进行，防止日晒和雨淋，对干料搅拌的时间按要求不低于1分钟，在对干料加水后进行搅拌的时间宜在2分钟以上，需要注意的是搅拌好的衬里混凝土不得二次加水使用。不同的材料有不同的要求，施工时要严格按照材料使用指南进行，一般情况下应在30分钟内将材料用完。第三，对密实度进行测量，测量时使用0．5kg手锤，按照350毫米的间距轻轻敲击材料来检查，声音铿实清脆无松动，无空鼓声即可视为符合要求。第四，按照相关操作规定的要求，施工缝应留设在两排锚固钉中间，外观质量和平整度允许存在偏差但误差应控制在一定范围内，全高尺寸同样允许存在偏差，符合设计要求即可，对材料养护的条件应该符合规范标准及厂家说明书。

（7）耐火砖砌筑。对于耐火砖砌筑的质量控制主要包括墙面平整度、墙面垂直度、砖缝、水平度、灰浆饱满度等指标，对于上述指标分别进行测算，根据相关规定的要求，墙面平整度偏差在7毫米左右，墙面垂直度偏差在15毫米左右，砖缝要求不超过3毫米，水平度偏差在10毫米左右，灰浆饱满度要求大于90%。

耐火砖砌筑的施工过程也有具体的要求：第一，在砌筑时要求砌体应错缝砌筑，同一砖层前后相邻砖列和上下相邻砖层的砖缝不得重缝，砌体应横平竖直，表面光滑平整，泥浆应饱满，不得在砌体上砍凿砖。砌砖时，应使用木锤或橡胶锤找正，在泥浆干固后，不得敲打砌体。第二，施工接近完成需要留茬时，应作成阶梯形的斜茬。耐火砌体中不得使用宽度、长度小于原砖的1/2的砖或厚度小于原砖的2/3的砖，吊砖的砖槽不得加工，砖的加工面不宜朝向炉膛和烟气通道的内表面。

（8）耐火可塑料炉衬。耐火可塑料炉衬的质量控制主要是对于材料的科学配比。在配置材料时耐火纤维棉与结合剂的质量比应该在1：1．1～1．2左右，在进行喷涂时对于不同材质的耐火纤维应按照相关要求分层喷涂，在喷涂施工过程中应分段分层喷涂，喷涂的过程应遵循自上而下依次沿厚度方向进行的准则，每层厚度宜为40～80毫米，各层的接缝应相互错开，一般情况下要求喷涂施工连续进行，在喷涂过程中如果施工中断，复喷之前应在接合处喷洒结合剂润湿，之后才能继续喷涂。

（9）炉墙耐火砖砌筑检查炉衬尺寸偏差及缺陷修补检查。对于炉墙耐火砖砌筑和炉衬的质量控制：对炉墙耐火砖砌筑和炉衬进行检查，如果发现存在宽度大于5毫米的表面裂纹或表面出现贯穿性裂纹时应该按照相关要求进行修补，并在修补后按规定时间进行养护，发现有宽度大于3毫米的裂纹或直径大于50毫米、深度大于10毫米的空洞时，应及时按照相关规定进行修补。

3 耐火衬里的裂缝快速有效的修复技巧

因煤气炉是高温运行，内部衬里有耐火砖，由于烘炉不当或者使用过程中操作失误可能会带来裂缝。针对衬里的裂缝，我们通常采用耐火泥进行修复。但是又由于耐火泥无法与耐火砖牢固的融合在一起，经过短时间的运行后，填补耐火砖裂缝的耐火泥将会自行脱落或者被冲刷掉，因此该办法只能解决短时间的问题，无法从根本上解决该问题。在修复裂缝上具有一定的技巧性，应该制定详细的修复方案，明确修复步骤，重新制订烘炉的曲线。

3.1 明确修复步骤

针对有裂缝的耐火衬里，建议首先用空气吹净砖缝内粉尘，用磷酸水冲洗砖的裂缝，保障裂缝间没有粉尘等杂物；然后采用高温石棉盘根与高温粘结剂（AP-Ⅰ型）混合，将砖的裂缝塞满，继续用高温粘结剂填充裂缝只是与表面保持水平，待粘结剂完全凝固；最后采用保温粘结剂（AP-Ⅱ型）涂抹在裂缝处，涂抹的厚度在2mm以上，确保涂抹后与原有的高温粘结剂（AP-Ⅰ型）能够完好的凝固为一个整体。修复工作完成后需要将烘炉停工养护5个自然日，确保修复的裂缝能够整合在一起。在整个修复过程中，要避免与水接触，否则粘结剂的粘性将会降低，进而无法保障裂缝的修复成功。

3.2 重新制订烘炉的温度曲线

烘炉修复完成后需要对炉内的问题进行调整，便于粘合剂更好的与原有炉内壁结合在一起，需要进行养护96个小时后，即4个自然日后才可以正常使用。炉内温度需要缓步的上升，切忌突然升高到600摄氏度以上使用，具体的问题使用曲线见图1。

图1 重新制订烘炉的温度曲线

4 结语

在实际施工过程中，炉窑质量存在一些通病，主要包括铺衬耐火纤维下料尺寸不规范、搭接面积小；保温钉脱落或焊缝开裂、虚焊、焊接不牢；砌砖工程重缝，其平整度、砖缝较差，达不到相关规范的要求；耐火浇注料的施工养护不及时；模块安装表面平整较差，螺栓扣拧不严等。为解决上述问题，一方面需要加大培训力度，培养专门的质量控制人员，并在实际施工过程中责任到人，另一方面需要做到技术交底到位，强化产品生产单位施工单位的自检程序，严格控制产品质量、生产质量，为确保炉窑的安全稳定生产提供保障。炉窑的质量问题涉及到广大用户的生命及财产安全，质量控制的过程不容忽视、不容大意。

参考文献：

[1]徐恺东,王腾惠．化工工业炉耐火衬里更换施工[J]．甘肃科技 ,2009,(20):134-135．

[2]曲亦坚．气化炉砌筑技术改进对施工质量的影响[J]．宁夏石油化工 ,2004,(1):41-43．

[3]吴远著．浅谈煤气炉耐火衬里裂缝的修补[J]．化工设备与防腐蚀 ,2001,(3):39．

[4]王铜,贺春明．常压炉的耐火纤维喷涂衬里[J]．石油工程建设 ,1999,(3):33-35．