футеровка свода ТМУ

25 сентября 2019 года компанией ООО «Веллонс.РУ» успешно завершен проект по замене огнеупорной футеровки свода и переходного участка термомасляной установки (ТМУ-1). Данные работы выполнены на условиях EPCМ-контракта, включая инжиниринг, подбор и поставку материалов, а также проведение шефмонтажа выполняемых работ на соответствие технической документации проекта (монтажные работы выполнялись силами заказчика).

ИНЖИНИРИНГ.

Специалистами ООО «Веллонс.РУ», в рамках данного проекта, были разработаны различные варианты огнеупорной футеровки с применением многослойной конструкции (двухслойная теплоизоляционная футеровка и футеровка рабочего слоя с применением монолитного огнеупорного бетона).

Сложность данного проекта обусловлена необходимостью частичной замены существующей футеровки, ее примыкания к существующей футеровке стен, конструкцией плоского свода с переходным цилиндрическим участком а также необходимостью решения постоянно возникающей проблемы разрушения огнеупорной футеровки на участке наклонного и горизонтального участков плоского свода ТМУ.

ПОДБОР И ПОСТАВКА ОГНЕУПОРА.

Участок плоского свода. Для решения проблемы периодического выхода огнеупора из строя, нами были подобраны аналоги огнеупорных и теплоизоляционных материалов, согласно оригинальному проекту футеровки завода изготовителя ТМУ-1. В качестве огнеупора рабочего слоя использован высокоалюминатный огнеупорный бетон марки BORCAST-70W (толщина слоя 200 мм.) с рабочей температурой применения до 1450-1500 °С, в качестве первого теплоизоляционного слоя – каолиновая плита КТП-70 (в два слоя – 150 мм.) с рабочей температурой применения до 1250 °С, в качестве второго теплоизоляционного слоя – силикаткальциевая плита типа SILBORD (один слой толщиной 100 мм.) с рабочей температурой применения до 1000 °С. Общая толщина футеровки – 450 мм. Для формирования температурных швов применятся рулонный теплоизоляционный материал (одеяло) Durablanket 128  толщиной 10 мм с рабочей температурой применения до 1250 °С.

Для обеспечения конструктивной прочности огнеупорной футеровки в целом, с учетом высокой температуры в зоне применения огнеупора (до 1250°С), нами были разработаны и изготовлены керамические анкера из тиксотропного бетона с высоким содержание Al2O3>80%, имеющих высокую температуру применения и прочностные характеристики. Данные керамические анкера применяются совместно с металлическими анкерами из высоколегированной жаропрочной стали AISI 310S.

Переходной, цилиндрический участок. Для сокращения возможного времени монтажа / устройства огнеупорной футеровки на данном участке, в качестве рабочего слоя применена высокоалюминатная высокоогнеупорная пластичная набивная масса ВЕЛЛ-ПЛАСТ Р85, с содержанием Al2O3>84% и рабочей температурой применения до 1550°С. Данный материал поставляется готовым к использованию и не требует дополнительных работ по устройству опалубок, что позволяет в разы сократить время монтажа данного огнеупора, в сравнении с традиционными «заливными» бетонами. В качестве теплоизоляционного слоя использована силикаткальциевая плита толщиной 100 мм. Для обеспечения конструктивной прочности огнеупорной футеровки применяются металлические анкера из высоколегированной жаропрочной стали AISI 310S.

МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ.

Все работы, связанные с устройством огнеупорной футеровки, велись под непосредственным надзором и с участием специалистов ООО «Веллонс.РУ». Монтаж огнеупора, а также необходимые вспомогательные работы проводились специалистами ЗАО «Муром».

Все основные виды работ описаны ниже в соответствующих разделах. Они также будут представлены в наших кратких видеоотчетах на сайте компании в разделе «ФУТЕРОВКА СВОДА ТЕРМОМАСЛЯНОЙ УСТАНОВКИ».

1. УЧАСТОК НАКЛОННОГО СВОДА ТМУ.

Конструкция футеровки наклонного свода – два слоя теплоизоляции из каолиновой плиты общей толщиной 150 мм и силикаткальциевой плиты толщиной 100 мм.; рабочий слой – из огнеупорного бетона BORCAST-70W толщиной 200 мм. Общая толщина футеровки 450 мм.

Устройство и заливка карт:

• Перед началом монтажа теплоизоляционного слоя производится установка подвесных элементов керамических анкеров (4 шт.) и металлических жаропрочных анкеров (3 шт.) для обеспечения крепления огнеупорного бетона рабочего слоя.
• В межанкерное пространство укладывается теплоизоляционный слой из силикаткальциевой плиты, подгонкой и пиловкой данного материала, по возможности максимально плотно. Существующие швы заполняются теплоизоляци­он­ным одеялом.
• Затем, производится укладка каолиновых теплоизоляционных плит в два ряда, по возможности, обеспечивая максимальную плотность между различными сегментами плит.
• До начала укладки второго ряда каолиновой плиты на подвесной элемент, при помощи элементов подвески (жаропрочный элемент крепления) производится монтаж керамического анкера с обязательной его расклинкой при помощи пластиковых клиньев, а также стяжки элементов подвески при помощи вязальной проволоки, для обеспечения надежного крепления анкера на период заливки бетона рабочего слоя. Применение пластиковых анкеров – обязательное условие! При наборе температуры, данные пластиковые клинья выгорают и, тем самым, обеспечивают возможность температурного расширения бетона карты и анкера соответственно.
• До начала монтажа керамического анкера, данный анкер необходимо подготовить – нанести тонкий слой битумной мастики толщиной ~ 0,5 мм. для обеспечения компенсации теплового расширения бетона рабочего слоя и материала анкера.
• Производится монтаж опалубки боковых стенок карты и, соответственно, после окончания монтажа теплоизоляционных слоев и анкеров карты, производится монтаж верхней крышки опалубки на предварительно наваренные резьбовые шпильки, и опалубка раскрепляется дополнительными стойками. Верхнюю крышку, боковые стенки опалубки необходимо промазать отработанным маслом, для обеспечения нормального процесса разборки опалубки и предотвращения прилипания бетона непосредственно к материалу крышки опалубки (фанера, металл).
• Производится заливка огнеупорного слоя бетона. Толщина слоя 200 мм. при использовании глубинного вибратора.
• Наклонный свод состоит из трех карт – в первую очередь заливка бетона производится в две крайние карты. После выдержки бетона (10-12 часов) опалубка аккуратно снимается. Средняя карта подготавливается к заливке по процедуре, описанной выше. Карты заливаются параллельно с другими картами (карты переходного участка / вход в цилиндрическую часть ТМУ).
• Перед окончательной сборкой опалубки средней карты наклонного свода, производится наклейка ленты из теплоизоляционного одеяла (шириной 200 мм.) на ранее сформированные стенки карт, для формирования температурных компенсационных швов.
• Примыкание футеровки стен и вновь укладываемого огнеупора также прокладывается теплоизоляционным одеялом на ширину футеровки стен – формируется температурный шов.

2. ПЕРЕХОДНОЙ УЧАСТОК СВОДА ТМУ.

Конструкция футеровки переходного участка свода – два слоя теплоизоляции из каолиновой плиты общей толщиной 150 мм и силикаткальциевой плиты толщиной 100 мм.; рабочий слой – из огнеупорного бетона BORCAST-70W толщиной 200 мм. Общая толщина футеровки 450 мм.

Устройство и заливка карт:

• В связи со сложной геометрией карты – переход горизонтального участка в вертикальную плоскость, при одновременном сохранении радиуса вертикальной части, детали опалубки карты изготовлены заранее, по чертежам Веллонс, из листового металла толщиной 2 мм. со сборкой опалубки по месту.
• После установки вертикальных ребер/стен опалубки производится установка анкерной продукции (керамических и металлических анкеров), устройство теплоизоляционных слоев согласно процедуре, описанной в разделе 1.
• На переходном участке до начала заливки бетона, производится подготовка одновременно пяти карт (через одну), что позволяет ускорить процесс заливки бетона.
• После выдержки бетона в течении 10-12 часов, опалубка снимается и производится монтаж опалубки (включая работы по устройству теплоизоляционных слоев, установки анкеров, устройство температурных швов) оставшихся пяти карт и их заливка огнеупорным бетоном рабочего слоя при помощи глубинного вибратора.

3. УЧАСТОК ПЛОСКОГО СВОДА ТМУ.

Конструкция футеровки прямого свода – два слоя теплоизоляции из каолиновой плиты общей толщиной 150 мм и силикаткальциевой плиты толщиной 100 мм.; рабочий слой – из огнеупорного бетона BORCAST-70W толщиной 200 мм. Общая толщина футеровки 450 мм.

Устройство и заливка карт:

• Аналогично разделу 1 – заливка карт наклонного свода.
• Порядок заливки карт –  в первую очередь заливка двух боковых карт, центральная карта – заливается последней.
• Для удобства заливки карты плоского свода, после всех подготовительных работ и установки опалубки, заливка производится в заранее вырезанные отверстия в потолочной части корпуса ТМУ с использованием глубинного вибратора.

4. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ УЧАСТОК ТЕПЛООБМЕН­НИКА ТМУ.

Конструкция футеровки – один слой теплоизоляции из силикаткальциевой плиты толщиной 100 мм.; рабочий слой – из огнеупорного бетона (набивная масса) ВЕЛЛ-ПЛАСТ Р85 толщиной ~120 мм. Общая толщина футеровки 220 мм.

Устройство и заливка карт:

• После окончания заливки карт бетона переходного участка производится монтаж теплоизоляционного слоя из силикаткальциевой плиты толщиной 100 мм. Параллельно производится установка анкеров из жаропрочной стали.
• На поверхность бетона переходного участка, для формирования температурного шва, укладывается теплоизоляционное одеяло шириной 130 мм.
• Поверх данного одеяла укладываются готовые брикеты ВЕЛЛ-ПАЛАСТ и «пробиваются»/трамбуются при помощи резиновой киянки и пневматической трамбовки. Масса укладывается и трамбуется по всей высоте карты (~400 мм) послойно. Высота слоя равна толщине брикета (65 мм.).
• После укладки всего необходимого объема пластичной массы формируются температурные швы методом пробивки или поперечного реза на глубину 70 мм. 

РЕКОМЕНДАЦИИ:

По завершению всех футеровочных работ основным фактором надежной работы огнеупора является его сушка, которую необходимо выполнить согласно выданного графика сушки футеровки. Обращаем внимание, что весь оставшийся огнеупорный и теплоизоляционный материалы, а также ассортимент анкерной продукции необходимо разместить на складе на период гарантийных обязательств ООО «Веллонс.РУ». Данный материал должен быть доступен при наступлении гарантийного случая.

Примечание: считаем необходимым отметить, что при разборке опалубка боковой карты переходного участка, произошло смещение небольшой части бетона с образованием небольшой раковины. Данная раковина была в последствии заделана пластичным огнеупором ВЕЛЛ-ПЛАСТ. Данный участок не несет в себе критических моментов для нормальной эксплуатации футеровки.

Организационные вопросы: 18.09.2019 года специалистами комбината было принято решение не разбирать часть бетона существующих карт свода и переходного участка (со стороны выгрузки материала) в виду крепости существующей конструкции. В последствии, после заливки средней карты переходного участка, было решено вернуться к первоначальному проекту, что внесло свои трудности при работе и, соответственно, потере времени. Несмотря на это, конструкция карты соответствует всем необходимым требованиям эксплуатации оборудования.