沙特NAJRAN二线预热器系统钯钉设计的改进

　　1前言

　　预热器系统的内衬设计中，一般规则形状都采用的是耐火砖（如直筒部分、直墙），不规则形状则采用耐火浇注料（如顶盖、锥体）。对于耐火砖部分的设计由于形状规则，施工难度较低，只要设置合理的砖缝就可以达到较长的使用寿命；对于浇注料部分，由于设备本身的不规则性、施工的难度也较大，因此要想达到较长的使用寿命就必须从设计、施工两方面结合起来考虑，其中钯钉的设计是一个重要的环节。本人结合自己在以前设计中的体会，着重谈一下在沙特NAJRAN二线项目中钯钉设计的改进。

　　2 设计的改进

　　早期我们在做浇注料的设计时，钯钉一般采用“Y” 钯钉，钯钉的间距为250，如图1所示。

　　钯钉的直径和长度都因设备衬料的厚度而改变，本钯钉的两个Y型杈是通过点焊连接到直段上的，整个钯钉和设备壳体的连接也是点焊。在某厂经过两个月实际生产运行，发现设备壳体顶部的浇注料和钯钉有部分脱落；设备锥体受冲击力大的部分尤其只窑尾烟室斜坡处，钯钉上的Y型杈完全脱落，只剩下直段。通过对现场情况的仔细分析，我们得出这样的结论：顶部浇注料和钯钉的脱落主要是由于顶部的钯钉和壳体的焊接面积太小，同时存在焊接的不规范性从而使得焊缝的强度不足以承受该区域内浇注料的重量，所以导致浇注料和钯钉的脱落；至于锥部等受冲击力大的部分，Y型杈完全脱落的情况也是因为两个Y型杈是点焊和直段连接的，并且该部位是长期连续的受到冲击力，在一段时间后，受到的冲击超过点焊的疲劳强度时，自然会引起脱落。

　　通过这次经验教训，在沙特NAJRAN二线项目中我们在设计时及时采取了更新，重点在于增加钯钉的焊缝长度以及增加钯钉和壳体的焊缝长度。图2为改进后的钯钉图。

　　改进后的钯钉由原来的三部分焊接而成变成了两部分。并且在Y型杈的下方增加了20mm的直段，这样将原来Y型杈和直段的连接由点焊变成了线形焊缝，增加了焊缝的长度，这样即使在受到大的冲击时也不至于完全脱落，相应的延长了钯钉的使用寿命；至于钯钉直段根部的修改也是如此，在原来的基础上增加了25mm的弯钩，使得钯钉和设备壳体的焊接由原来的点焊变成了线形焊缝，增加了焊缝的长度。

　　此外，此次设计在修改钯钉形状的同时我们对钯钉数量的设置也作了相应的修改。对于设备壳体顶盖部分，考虑到钯钉要承受所有浇注料的重量，所以钯钉的间距由原来的250mm改成200mm~220mm，增加了钯钉的布置密度。为了保证浇注料的寿命，我们要求厂家在施工时要严格按照设计的要求留设膨胀缝，通过以上的改进措施，浇注料的寿命得到了很大的延长，受到业主的好评。

　　近期随着国外项目的增多，和国外知名耐火材料厂家交流的机会也逐渐的增多。从交流中体会到，仅仅在钯钉的设计方面国外的大公司也是有很深的研究。钯钉的种类更是繁多，他们可以根据同一设备不同的部位而采用不同形状的钯钉。当然，如果全部采用国外的设计理念，目前来说基本是不可能的，毕竟国外的知名公司在耐火材料设计这一块有专门的人员，同时太长的设计周期也是得不到业主许可的；但是就其中结构好的钯钉我们在设计中还是可以采用的。图3为雷法公司的钯钉图：

　　相比于我们设计的Y型钯钉，CBH系列的优点在于：钯钉是一个圆钢整体弯曲而成的不是通过几部分焊接在一起的，这样就不存在脱落的问题；同时钯钉呈空间弯曲的形状增加了和浇注料的接触面积，对于顶盖部分而言浇注料的牢固性得到了增强。所以，我们可根据浇注料的厚度选择适合的CBH钯钉来替代我们原有Y型钯钉。

　　3小结

　　综上所述，钯钉的设计是一个逐步完善的过程，通过设计和生产实践的紧密结合，钯钉结构形式会越来越合理。