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为规范氢氧火焰切割的设计和应用.doc

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上传者: 最后仅有依赖 2017-10-13 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《为规范氢氧火焰切割的设计和应用doc》,可适用于领域,主题内容包含为规范氢氧火焰切割的设计和应用YBICS标准文献号中华人民共和国黑色冶金行业标准YBT连铸坯氢氧火焰切割技术规范OxyhydrogenFlameCu符等。

为规范氢氧火焰切割的设计和应用YBICS标准文献号中华人民共和国黑色冶金行业标准YBT连铸坯氢氧火焰切割技术规范OxyhydrogenFlameCuttingTechnicalCodeforContinuesCastingSlab实施发布发布中华人民共和国工业和信息化部YBT前言为规范氢氧火焰切割的设计和应用确保安全生产节约能源保护环境满足生产要求做到技术先进经济合理制订本标准。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由冶金机电标准化技术委员会归口。本标准的附录A、B、E为规范性附录。本标准的附录C、D、F、G、H、I为资料性附录。本标准起草单位:本标准主要起草人:本标准为首次发布。IYBT连铸坯氢氧火焰切割技术规范范围本规范规定了氢氧火焰切割技术应用于连铸坯火焰切割的设计、设备制造、安装、使用、维护等相关要求。本规范适用于以氢氧气为燃气介质的连铸坯的手动、半自动及自动火焰切割。所切割的连铸坯须满足火焰切割条件如碳钢及低合金钢等可直接采用氢氧火焰切割特殊合金钢的火焰切割须加装喷粉装置。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB固定式压力容器GB安全标志及其使用导则GBT结构用无缝钢管GB污水综合排放标准GB焊接与切割安全GB消防安全标志GB消防安全标志设置要求GB压缩空气站设计规范GB氧气站设计规范GB供配电系统设计规范GB工业金属管道设计规范GBT无缝钢管JB水电解氢氧发生器JBT重型机械通用技术条件第部分:火焰切割件术语和定义下列术语和定义适用于本标准。水电解氢氧气(氢氧气)WaterElectrolysisHydrogenandOxygenGas(HydrogenandOxygenGas)氢氧气为水电解氢氧发生装置制取含有饱和水蒸气的氢气、氧气混合气氢气与氧气按:的混合气体。水电解氢氧发生器ElectrolyzingWaterOxyhydrogenGenerator以水电解法制取氢氧气并含储存、净化等操作单元装置组成的工艺系统的统称。水电解氢氧发生站ElectrolyzingWaterOxyhydrogenGeneratingStation以水电解制取氢氧气所需的工艺设施及其必要的辅助设施的建筑物、构筑物的统称。水电解槽(电解槽)WaterElectrolyzer(Electrolyzer)水电解氢氧发生器进行电解反应制取氢氧气的主体部件。YBT电解用水(原料水)ElectrolyzingWater(Rawwater)用于配置电解液的溶剂水质要求见附录。电解液(碱液)Electrolyte(Lye),的氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)溶液。明火地点FirePlace室内外有外露火焰或赤热表面的固定地点。散发火花地点SparkDistributionLocation有飞火的烟囱或室外的砂轮、电焊、气焊(割)等固定地点。安全水封SafeWaterSeal氢氧气输出的湿式防回火安全装置。汇流安全柜FlowConcentrationHolder具有防回火功能的氢氧气体汇集输出装置。连铸坯Billet炼钢炉炼成的钢水经过连铸机铸造后得到的产品。从外形上主要分为方坯、矩形坯、板坯、圆坯、异型坯。设计要求设计总则以氢氧气为燃气介质的连铸坯火焰切割系统应安全、可靠。切割系统包含:氢氧气制备装置电解用水制备装置氧气供给装置安全装置能源介质控制装置切割装置及管路等。氢氧火焰用于金属火焰切割的预热过程、切割过程应同时具有满足连铸坯切割条件的高压氧气。氢氧气最高工作压力必须小于MPa且随产随用不得储存。氢氧气最高工作压力大于等于MPa则以氢氧气为燃气介质的火焰切割系统应满足国家有关压力容器设计制造及安全使用的有关规定要求。氢氧气由水电解氢氧发生器制取并经安全装置由管道输出至能源介质控制装置或切割装置。水电解氢氧发生站的设计氢氧发生站的设置宜设置为独立建(构)筑物或车间内独立建(构)筑物。应有良好的自然通风。宜留有扩建的余地。连铸氢氧发生站可布置于连铸厂房内距离连铸外侧辊道m以上并尽量靠近火焰切割装置。连铸氢氧发生站附近存在热源时应有良好的隔离措施。氢氧燃气管路从站内氢氧制备装置至切割小车部分的长度不宜大于m。氢氧发生站的建筑结构氢氧发生站房宜为砖砌结构或砖混结构亦可采用轻型阻燃隔热材料搭建的简易结构。站房宜设置非燃烧体围墙其高度不应小于mm以上宜设置百叶窗或开放式栅栏。氢氧发生站屋架下弦的高度不得低于m同时应满足设备安装、维修和通风的要求严禁YBT安装装饰吊顶。氢氧发生站房的安全出入口不宜少于两个其中至少一个宜直通发生站外。面积不超过m的房间可只设一个直通发生站外的出入口。氢氧发生站门窗均应向外开启。氢氧发生站如为单层且屋顶不承重的其屋顶可以采用轻型材料必要时开设孔径不小于mm的方形设备吊装孔并带盖板。氢氧发生站室内地面要求为干燥、平整的硬质地面无需预埋地脚螺栓要求室内地坪承载能力不小于tm。氢氧发生站内预置电缆沟(截面mmmm)或敷设电缆桥架电缆沟上加盖板。氢氧发生站应设置排水管道。供配电系统及电气控制氢氧发生站的供电按照GB规定的负荷分级宜为三级负荷可采用一路供电。氢氧发生站的用电总负荷按电解电源额定功率之和的倍设计。氢氧发生站的室内照明宜采用节能高效光源。灯具宜装在低于屋顶m处并不得装在氢氧发生器和安全水封的正上方。氢氧发生站内宜设置应急照明。氢氧发生站应设置配电柜向每台水电解氢氧发生器单独供电并应设置紧急断电开关断电开关应便于操作。氢氧发生器、配电柜均应可靠接地。连铸切割氢氧发生站内无防爆设计要求。给水排水氢氧发生站的电解用水可采用一路供水。供水压力宜为MPa,MPa。氢氧发生站如需冷却水系统应符合下列规定:a)冷却水系统宜采用循环水b)冷却水供水压力宜低压供水。水质及排水温度应符合GB的规定c)应设断水保护装置。采暖通风氢氧发生站室内温度不应低于。氢氧发生站严禁使用明火取暖。严禁明火烘烤安全水封和输送管道。在计算采暖、通风热量时应考虑水电解氢氧发生器散发的热量。氢氧发生站、汇流安全柜靠近热源时应采取隔热措施。氢氧发生站室内温度不得高于。氢氧发生站室内要求强制通风换气次数每小时不得少于次通风口中心距室内地面不得低于m。氢氧气管道氢氧气管道应采用无缝钢管内径Φmm,Φmm。氢氧气管道阀门应采用不锈钢球阀、截止阀。氢氧气管道的连接宜采用焊接。但与设备、阀门的连接应采用螺纹连接。螺纹连接处应采用聚四氟乙烯薄膜作为填料。氢氧气管道穿过墙壁或楼板时应敷设在套管内套管内的管段不应有焊缝。与其它管道共架敷设或分层布置时氢氧气管道应布置在外侧并在上层。输送氢氧气的管道应有不小于的坡度在管道最低点处应设排水装置。氢氧发生站内的氢氧气管道敷设时宜沿墙、柱架空敷设其高度不应妨碍交通并便于检修与其它管道共架敷设时应符合附录A的要求。车间内的氢氧气管道架空或明沟敷设时应符合下列规定:a)应敷设在非燃烧体的支架上b)在寒冷地区管道应采取防冻措施YBTc)与其它架空管线之间的最小净距宜按附录A的规定执行。氢氧气管道设计对施工及验收的要求应符合下列规定:a)接触氢氧气的表面应彻底去除毛刺、焊渣、铁锈和污垢等b)碳钢管的焊接宜采用氩弧焊打底不锈钢管应采用氩弧焊c)管道、阀门、管件等在安装过程中及安装后应采取严格措施防止焊渣、铁锈及可燃物等进入或遗留在管内d)管道的试验介质和试验压力应符合附录B的要求e)气密性试验合格后应用不含油的空气或氮气以不小于ms的流速进行吹扫直至出口无铁锈、尘土及其它污物f)管道动火检修时应用不含油的空气或氮气以不小于ms的流速吹扫分钟后方可进行。供水管道向氢氧发生站供水的管道应采用镀锌管主管道不小于DN支管道不小于DN。供水管道阀门应采用铜质或不锈钢球阀、截止阀。电解用电解水的管材、阀门宜采用不污染电解水质的材料。供水管道之间的连接以及与设备、阀门的连接应采用螺纹连接。螺纹连接处应采用聚四氟乙烯薄膜作为填料。管道穿过墙壁或楼板时应敷设在套管内套管内的管段不应有螺纹连接处。氢氧发生站内的供水管道敷设时宜沿墙、柱架空敷设其高度不应妨碍交通并便于检修与其它管道共架敷设时应符合附录A的要求。车间内的供水管道架空或明沟敷设时应符合下列规定:a)应敷设在非燃烧体的支架上b)在寒冷地区管道应采取防冻措施c)与其它架空管线之间的最小净距宜按附录A的规定执行氢氧发生站供水管道设计对施工及验收的要求应符合下列规定:a)接触生产用水的管道、阀门、管件应彻底去除毛刺、铁锈和污垢等b)管道的试验介质和试验压力应符合附录B的要求c)气密性试验合格后必须用不含油的空气或氮气以不小于ms的流速进行吹扫直至出口无铁锈、无尘土及其它污物为合格。氧气及压缩空气管道氧气及压缩空气管道设计应符合GB、GB、GB的规定。切割设备制造及安装要求连铸坯氢氧火焰切割系统的相关设备及其选型以氢氧气为燃气介质的连铸火焰切割系统一般应具备如下工艺设备:成组的水电解氢氧发生器及其动力配电控制系统、电解水供应系统、氢氧气体输出安全保障装置、制氧站供给的管道高压氧(氧气汇流排)、气液压系统、相关能源介质控制装置、自动火焰切割车、切割割炬及割嘴、自动控制系统。水电解氢氧气发生器制造标准依据JB。水电解制取氢氧气设备的选型及数量应根据下列要求和因素经技术经济比较后确定:a)水电解氢氧发生器按切割不同厚度钢(板)坯割枪所需氢氧气流量进行选型具体参照附录Cb)用户对氢氧气压力、流量的要求c)水电解氢氧发生器的技术参数d)氢氧气输出应设置切断阀、回流阀、放空阀、安全阀、防回火装置e)氢氧发生器应设压力调节装置、自动压力控制装置f)每套氢氧发生器的出气口应设置放空阀g)水电解氢氧发生器数量宜按氢氧气昼夜平均小时耗量或班平均小时耗量确定YBTh)氢氧发生站设置台及以上水电解氢氧发生器时其型号宜相同。电解水应符合水电解氢氧发生器的用水要求。电解用水水质应符合附录D的要求。氢氧发生站内制取电解水的离子交换装置或纯水制取装置的容量不宜小于小时电解水消耗量。储水箱的容积不宜小于小时电解水消耗量。储水箱应采用不污染电解水质和耐腐蚀的材料制作。应配备氢氧气体的输出安全保障装置宜设置两级以上防护。切割氧气纯度以上、每流流量不低于mh、工作压力不低于MPa。能源介质控制装置中每流氢氧气管路应为独立管路进出。连铸火焰切割设备要求:行走平稳预热可靠可实现自动、半自动和手动操作。切割割炬的各种介质输入口接体与各输入软管接头的配合应能保证互换性和气密性推荐的接口螺纹尺寸为:切割氧G″预热氧G″燃气G″(左)进出水G″。氢氧气连接软管必须用不锈钢金属软管。以氢氧气为燃气介质的割嘴宜使用氢氧气专用割嘴其接头螺纹与割炬连接体的配合应能保证互换性和气密性。割嘴在使用过程中应保证密封环无损伤、各气道无阻塞。连铸坯氢氧火焰切割系统的工艺布置氢氧发生器、动力配电柜、电解用水制备装置应布置于氢氧发生站房内。氢氧发生器的布置方式可采用双排面对面摆放或单排一字摆放与氢氧发生站墙面之间应保持m,m的距离氢氧发生站内的主要通道、设备之间及设备与墙之间的净距不宜小于附录E的规定。动力配电柜(箱)应在氢氧发生站室内安全出口的附近靠墙放置并考虑兼顾足够的操作空间和易于敷设电缆。氢氧发生站电解水制备装置应按水电解氢氧发生器的工作压力分别设置水泵、储水箱连续或间断地对水电解槽补水。安全防回火装置应放置于氢氧发生站外临近氢氧发生站距火焰切割车较近的一侧外墙布置或者临近能源介质箱附近不宜布置在人员密集处和主要安全通道处。能源介质控制箱应布置于连铸切割车附近距外侧连铸辊道大于等于m。氢氧发生站为了检修方便可设起吊设施。起吊设施的起吊重量应按吊装件的最大荷重确定。在寒冷地区氢氧发生站、汇流安全柜及管道应采取防冻措施。水、电、气管线安装氢氧发生站的电控及电缆安装氢氧发生站内应按照国家有关规范安装动力配电柜(箱)并应保证每台氢氧发生器额定的最大用电容量。每台氢氧发生器由动力配电柜(箱)内相应的空气开关单独控制并将三相四线制电缆敷设到氢氧发生器后部或某侧并预留m。电缆应置于电缆沟或电缆桥架内沿氢氧发生站内墙敷设。每台氢氧发生器均应接地线。氢氧气输出管路安装每台氢氧发生器产生的氢氧气均应经过输出管道独立进入安全柜然后由每组安全柜的输出口经过管道进入能源介质箱中相应的燃气支路或直接经管道进入火焰切割车燃气进口。氢氧气输出管路采用Φ至Φ无缝钢管输出。氢氧气输出管路应为明设可根据现场实际情况综合采用沿墙、沿柱或沿设备等架空敷设方式。氢氧发生站内的输出管道应沿墙架空敷设成列平行于地面焊接或用管卡固定在管架型钢上管道轴向中心线距室内地面标高不低于m。YBT氢氧发生站外输出管路(包括安全柜之前以及到能源介质箱的连接管路)应沿墙或沿柱架空敷设并且不得阻碍人员行走或行车起吊重物。气体管路安装完毕后应用空气或氮气进行吹扫确定无阻塞或泄漏。供水管路安装氢氧发生站内应设置一路供水主管路分别向站内的每台氢氧发生器和站外的安全柜供水管路进水口一端应安装控制阀门。供水管路应采用明设的方式根据现场实际情况综合采用沿墙或沿柱等架空敷设方式。氢氧发生站内的供水管网应沿墙架空敷设用管卡固定在管架上。切割工艺低碳钢和低合金钢连铸坯切割工艺氢氧火焰切割低碳钢连铸坯工艺参数见附录F。切割工艺要点如下:a)割枪到达预热位置预热秒,秒b)切割氧(高压氧)电磁阀开启秒,秒后开始切割c)切割完毕切割氧(高压氧)电磁阀关闭d)切割车返回初始位置。合金钢连铸坯的切割工艺工艺要点火焰切割方法难以切割的材料(如不锈钢等合金钢)一般常用氧熔剂切割法(又称为金属粉末切割法)进行切割。通过向切割区域送入金属粉末(铁粉、铝粉等)利用它们的燃烧热和除渣作用实现连续切割的目的。切割设备氧熔剂切割的设备在火焰切割设备的基础上增加熔剂输送的专用送粉装置。合金钢连铸坯切割的工艺参数见附录G。切割质量要求一般质量要求以氢氧气为燃气介质的手工切割及自动与半自动切割车的切割表面质量应符合JBT的规定。连铸氢氧火焰切割的切割质量评定参数表面粗糙度(G)指切割面波纹峰与谷之间的距离(取任意五点的平均值)。见图中图例所示。平面度(B)指沿切割方向垂直于切割面上的凹凸程度按被切割连铸坯厚度δ计算。见图中图例所示。上缘熔化度(r)反映切割过程中连铸坯切口上缘烧塌状况的塌角。见图中图例所示。挂渣(Z)指切断面的下缘附着的氧化铁熔渣按其附着多少和剥离难易程度来区分。缺陷的极限间距(Q)指沿切割方向的切割面上由于振动或间断等原因出现沟痕使表面粗糙度突然下降气沟痕深度为mm,mm沟痕宽度不超过mm者称为缺陷。见图中图例所示。垂直度(C)指实际切割断面与被切割金属表面的垂线之间的最大偏差按被切割连铸坯厚度δ计算。见图中图例所示。YBT图例表面粗糙度(G)图例平面度(B)图例上缘熔化度(r)图例缺陷的极限间距(Q)图例垂直度(C)图连铸氢氧火焰切割的切割质量要求连铸氢氧火焰切割的切割质量应达到如下要求:a)割嘴规格号与切口宽见附录Hb)连铸坯切割表面质量见附录I。氢氧切割系统的使用与维护使用YBT所有设备应按制造厂提供的操作说明书或规程使用且应符合本规范的要求。氢氧气的输出应配置安全防回火装置。水冷装置宜采用循环水。冷却水供水压力宜为MPa,MPa。水质及排水温度应符合GB的要求且应设断水保护装置。采用氧气汇流排供应氧气时汇流排的设计、安装、使用应符合有关标准的要求。汇流排系统应设置回火保险器、气阀、逆止阀、减压器、滤清器、事故排放管等。汇流排系统的各部件均应经过单件或组合件的检验认可并应符合汇流排系统的安全要求。气瓶、管路、阀门和接头应固定不得松动位移。总管路应有两只阀门串联每组气瓶应有分阀门。汇流排周围m以内不得有明火和热源否则应提供耐火屏障。采用氢氧发生器制取氢氧气应定期检查设备输出压力情况电解槽及水封水位严格按操作说明操作。连铸切割的坯头、坯尾钢坯摆动或弯曲过大不能正常预热时不能采用自动切割。切割完毕应在关闭燃气阀门后关闭氢氧发生器并排空余气。维护所有运行使用中的设备应处于正常的工作状态存在安全隐患(如:安全性或可靠性不足)时应停止使用并由维修人员修理。定期检查维护切割系统保证切割设备及管路处于完好状态。严格执行相关的技术操作、安全使用规程割嘴定期更换。电器部分应定期检查、清理避免可能影响通风、绝缘的灰尘和纤维物积聚。设备不使用时应保持清洁干燥。切割过程中应定期巡检。切割时若发生回火或返渣现象应马上关闭切割氧气输出控制阀中止切割及时查明原因并处理后方可进行下一次切割。安全环保及消防安全为了防止作业人员或邻近区域的其他人员受到切割飞溅的伤害必要时应用不可燃或耐火屏板(或屏罩)加以隔离保护。作业人员在近距离切割操作时应穿戴好必要的防护用品。切割作业时除执行本规范外还应符合GB的规定。管道、阀门和水封装置冻结时只能用热水或蒸汽加热解冻严禁使用明火烘烤。动火检修前应用氮气置换。设备、管道和阀门等连接点泄漏检查可采用肥皂水或携带式可燃性气体防爆检测仪禁止使用明火。不得在密闭的室内排放氢氧气。切割系统氧气管路的清洗应先采用酸洗中和后用氮气吹扫再用三氯乙烯进行脱脂置换一般可采用氮气(或其他惰性气体)置换法或注水排气法。连铸切割系统采用氢氧发生器时其制造使用应符合JB的规定。环保切割作业所产生的烟尘、气体、火花、热辐射及噪声等可能导致危害的地方应按照GB、GB、GB的规定设置适当的警告标志进行提示。水电解制氢装置排出的废液及系统冷却废水应符合GB的规定。消防YBT氢氧发生站内氧气汇流排、能源介质箱附近应根据具体情况配备二氧化碳、干粉、等灭火器材。氢氧火焰维护人员应防止外露皮肤烧伤。氢氧发生站的自然通风换气次数每小时不得少于次事故排风换气次数每小时不得少于次。YBT附录A(规范性附录)表A给出了厂区、氢氧站及车间架空氢气管道与其它架空管线之间的最小净距要求。表A厂区、氢氧站及车间架空氢气管道与其它架空管线之间的最小净距单位:m名称平行净距交叉净距给水管、排水管热力管(蒸汽压力不超过MPa)不燃气体管和氧气管燃气管、燃油管滑触线裸导线绝缘导线和电气线路穿有导线的电线管插接式母线悬挂式干线注:氢氧气管道与氧气管道上的阀门、法兰及其它机械接头(如焊接点等)在错开一定距离(m以上)的条件下其最小平行净距可减小到m。YBT附录B(规范性附录)表B给出了氢氧发生站气体输出管道与供水管道气密试验介质和试验压力规定。表B氢氧发生站气体输出管道与供水管道气密试验介质和试验压力气密性试验管道工作压力试验压力MPa试验介质MPa,空气、氮气或水注:试验介质不应含油气密性试验达到规定试验压力后保压分钟然后降至工作压力对焊缝及连接部位进行泄漏检查以无泄漏为合格。YBT附录C(资料性附录)表C给出了切割厚度与氢氧气流量对照表。表C切割厚度与氢氧气流量对照表钢(板)坯厚度氢氧气流量mmmh,,,,,,,,,,,,,YBT附录D(资料性附录)表D给出了水电解氢氧发生器的电解用水要求。表D水电解氢氧发生器的电解用水要求序号项目单位指标臭和味描述无异臭、异味肉眼可见物描述不可见pH,无Cl及SO干燥残渣含量mgL电阻率ΩcmYBT附录E(规范性附录)表E给出了氢氧发生站内布置净距的要求。表E氢氧发生站内布置净距的电解用水要求单位:m水电解氢氧发生器名称整体机分体机主要通道氢氧发生器之间氢氧发生器与墙之间注:水电解氢氧发生器与辅助设备及辅助设备与辅助设备之间的净距应按技术功能确定。YBT附录F(资料性附录)表F给出了氢氧火焰切割低碳钢连铸坯工艺参数要求。表F氢氧火焰切割低碳钢连铸坯工艺参数要求切割厚度切割速度燃气耗量氧气压力燃气压力割嘴喉径mmmmminmhMPaMPamm,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,YBT附录G(资料性附录)表G给出了合金钢连铸坯切割的工艺参数(外送粉工艺)要求。表G合金钢连铸坯切割的工艺参数(外送粉工艺)要求板厚mm工艺参数,,,氧气压力MPa,氧气耗量Nmh氢氧气压力MPa,氢氧气耗量mh,,,,铁粉耗量kgh,,,,切割速度mmmin,,,,注:铁粉粒度mm,mm。YBT附录H(资料性附录)表H给出了割嘴规格号与切口宽度对照表(连铸坯温度大于)。表H割嘴规格号与切口宽度对照表(连铸坯温度大于)单位:mm,,,,,,,连铸坯厚度,,,,,,,,、割嘴规格号()()()()()()()普通割嘴割缝宽度,,,,,,,,快速割嘴割缝宽度,,,,,,,,注:割嘴规格号中括号内数值为快速割嘴的喉径。YBT附录I(资料性附录)表G给出了连铸坯切割表面质量要求。表G连铸坯切割表面质量要求连铸坯厚度(δ),,,,,,,,,表面粗糙度(G)μmμmμmμmμm平面度(B)δδδδδ上缘熔化度(r)mmmmmmmmmm缺陷的极限间距(Q)mmmmm垂直度(C)δδδδδ下缘挂渣(Z)条状挂渣截面易于清理YBT

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