处理工艺及措施（共12篇）
处理工艺及措施 篇1
钻孔灌注桩是通过机械钻孔、在地基土中形成桩孔, 并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩, 是目前桩基施工中最常用的一种施工方法, 适用于各种地基, 但因混凝土是在泥水中灌注的, 因此混凝土施工质量较难控制。在实际施工中, 由于地质资料的偏差, 施工作业程序的不规范、施工机械的偶发故障等等其他诸多不可预见的因素, 会导致钻孔灌注桩在施工中出现塌孔、缩径、桩孔偏斜、漏浆、堵管、桩身夹泥或断桩等多种质量问题, 从而对桥梁基础施工质量造成影响。本人就所施工的神河高速公路偏关7号大桥在钻孔灌注桩施工的工艺及出现的漏浆问题及处理措施作一介绍, 为施工同行提供一些参考经验。
1 工程概况
偏关7号大桥为跨越偏关县官河及209国道而设, 全长366 m, 前右角90°, 上部结构采用 (4×30+5×30+3×30) m先简支后连续预应力混凝土箱梁, 下部结构采用柱式墩和空心薄壁墩、肋板台和柱式台, 基础为钻孔灌注桩。共有钻孔灌注桩40根, 桩径1.5 m~1.8 m, 桩长37 m~48 m, 桩基按摩擦桩设计, 根据设计图纸地质报告, 桩基地质情况为:粉土、卵石土、泥岩、砂岩。图纸设计要求:1.5 m桩径桩底沉淀土厚度不得大于0.3 m, 1.8 m桩径桩底沉淀土厚度不得大于0.5 m。
2 钻孔灌注桩施工工艺
桩基施工采用钻孔灌注桩施工, 采用CZ-8型冲击钻机成孔, 施工工艺流程:平整场地→埋设护筒→泥浆制备→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注混凝土→凿桩头。
1) 平整场地、施工放样及护筒埋设。
该桥位于河滩地及209国道道路两侧, 地势较平坦, 对场地进行平整, 保证有足够的操作工作空间即可。
采用拓普康332型全站仪进行放样, 利用已批准的桥位处导线点精确测量放样出桩位, 用木桩上钉小铁钉的方式做出标记, 并利用十字线方式引放出四个控制桩位, 以四个控制桩为基准进行埋设护筒。
护筒采用钢板制作, 内径比桩径大200 mm~400 mm, 根据桩位现场情况决定护筒长度, 护筒顶端高度, 应高出地面0.3 m, 采用人工开挖埋设, 护筒底部与土层相接处用粘土夯实, 护筒外面与原土之间也要用粘土填满、夯实, 严防地表水顺该处渗入, 且在顶端下及以下10 cm范围内用钢板绕焊一圈, 以防止护筒变形。埋设护筒要求准确竖直, 护筒竖向的倾斜度不得大于1%。埋设护筒结束后, 用DS2型水准仪测量地面标高, 确定钻孔深度。
2) 钻机就位。
钻机就位前, 对钻孔前的各项准备工作进行检查, 包括主要机具设备的检查和维修。然后将钻机移至指定桩位, 底架应垫平, 调整设备水平, 保持稳定, 不得产生位移和沉陷。钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5 cm。
3) 泥浆池。
合理规划泥浆池的深度、尺寸及设置位置 (泥浆池与桩基孔距离不少于2 m) , 用挖掘机进行开挖泥浆池, 并根据神河高速标准化施工要求, 对泥浆池底进行混凝土硬化, 对池壁进行砌砖加固, 对泥浆池周围设置钢管围护, 用检验合格的粘土制备泥浆并在施工完成后, 用汽车或罐车将泥浆池中的泥浆清运到指定的排放地点, 以满足安全文明环保的施工要求。
4) 钻孔施工。
开钻前, 先应核对钻机钻头吊钻杆绳与桩位中心线是否相互重合, 确保中线一致方可开钻, 以后每班核对位置一次。
开钻时先在孔内灌注泥浆, 孔内有水时, 可直接投入粘土, 用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。开钻时均匀慢速钻进, 待钻头全部进入地层后, 方可加速钻进。钻孔过程中应严格控制钻进速度, 避免钻进尺度较大, 造成埋钻事故。钻机冲程应根据地质情况确定, 坚硬基岩采用高冲程, 卵石夹土层采用中冲程。钻孔过程中由硬地层钻到软地层时, 可适当加大冲程;当软地层变为硬地层时, 要减小。
钻孔开始后应随时检测护筒水平位置和竖直度, 如发生偏移, 应将护筒拔出, 调整后重新压入钻进。钻进过程中, 钻渣的出孔采用正循环法, 利用泥浆泵通过管道将泥浆送入孔底, 泥浆携带钻渣沿钻孔上升, 从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池, 钻渣在此沉淀而泥浆流水泥浆池循环使用。此法钻进与排渣同时连续进行, 钻进作业进度相对较快。
5) 清孔。
孔内清渣可采用方法有:抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法及砂浆置换钻渣清孔法, 根据本工程实际情况, 采用换浆法进行清孔。
在钻孔达到设计要求深度后, 应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。孔径、孔形、倾斜度和孔底沉淀厚度采用专用仪器检测, 孔深可采用专用测绳检测。在各项指标符合设计图纸及规范规定要求后并经监理工程师同意, 方可进行清孔工作。清孔时应密切观察桩孔情况, 并及时测量泥浆指标, 清孔后的泥浆指标有相对密度:1.03~1.10;粘度:17 Pa·s~20 Pa·s;含砂率小于2%;胶体率大于98%。清孔后经监理工程师检验合格后, 即可进行钢筋笼的吊装工作。
6) 钢筋笼制作与安装。
由于本工程项目桩基孔深较大, 钢筋笼需要现场焊接, 钢筋笼分段长度一般不少于18 m, 以减少现场焊接工作量。
钢筋笼的材料、加工、接头和安装, 严格按照设计图纸及现行施工规范要求进行。施工时要注意不要轻视钢筋笼的定位钢筋的安装, 要按图纸设计要求每组4根均匀地设于桩基加强钢筋四周, 防止钢筋笼主筋直接接触孔壁而造成主筋锈蚀从而对桥梁的耐久性造成质量隐患。为了保证钢筋笼起吊时不变形, 起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑, 以加强其刚度。
由于本工程项目桩基长度全部大于30 m, 所以全部设置声测管, 用于检测桩基混凝土质量。根据设计图纸要求, 桩径为1.5 m的桩基内设3根57×3.5钢管作为声测管, 桩径为1.8 m的桩基内设4根57×3.5钢管作为声测管, 声测管按设计图纸要求, 绑扎固定在钢筋笼加强钢筋内侧, 直通到距桩底1 m处, 声测管接头及底部应密封好, 顶部用木塞封闭, 防止砂浆、杂物堵塞管道。
钢筋笼制作完成后, 按照待检区、已检合格区、不合格区进行标识牌放置。
7) 钢筋笼吊装。
钢筋笼制作完成后, 采用25 t汽车吊进行安装, 由于钢筋笼长度较长, 采用两点吊装法安装钢筋笼, 第一吊点设在骨架的下部, 第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间, 先提第一点, 使骨架稍提起, 再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后, 第一吊点停吊, 继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升, 慢慢放松第一吊点, 直到骨架同地面垂直, 停止起吊。解除第一吊点, 检查骨架是否顺直, 如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后, 应将其扶正徐徐下降, 严禁摆动碰撞孔壁。然后, 由下而上地逐个去除钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口, 用型钢穿过加强箍筋的下方, 将骨架临时支承于孔口, 孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端, 取出临时支承, 将骨架徐徐下降, 骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口, 再起吊第二节骨架, 使上下两节骨架位于同直线上进行焊接, 全部接头焊好后就可以下沉入孔, 直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位, 以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。
钢筋笼顶面安装高程在施工中采用控制吊环长度的方法进行, 精确测量出护筒顶标高并根据设计图纸及现场实际工艺准确计算出吊环长度, 在安装钢筋笼时严格按计算尺寸进行吊环的焊接, 确保钢筋笼的顶面安装高程符合规范要求。
8) 混凝土拌和和运输。
钻孔灌注桩施工对混凝土质量要求较高, 且在施工过程中, 不允许混凝土出现中断供应, 为确保施工质量, 在施工中, 所用混凝土采用拌和站统一拌和, 拌和时严格按施工配合比进行。混凝土出站前应进行坍落度、和易性等的检测。且保证有备有拌和站, 防止拌和站出现故障而中断混凝土供应导致出现断桩。
混凝土运输采用10 m3罐车运输, 根据运距配备运输罐车, 确保混凝土供应连续。
9) 灌注导管连接。
导管采用直径300 mm钢制导管, 每节长2.5 m, 配1节~2节长0.5 m~1.5 m短管, 采用橡胶密封圈密封防水, 丝扣连接。使用前对导管进行水密承压和接头抗拉试验, 保证导管连接质量, 并对管节进行编号。导管的安装长度应根据桩基深度及现场工艺进行计算, 桩孔底至导管底端间距, 一般控制在0.3 m~0.4 m, 通过短导管进行调整。安装导管时应确保在桩孔内位置居中, 防止导管挂住钢筋笼。
10) 灌注混凝土。
罐车运送混凝土运输至现场后, 现场试验人员对混凝土的坍落度、和易性再次进行检测, 保证混凝土坍落度控制在18 cm~22 cm, 且和易性良好, 不合格的混凝土不得进行灌注。首批混凝土的灌注量必须保证导管埋入混凝土1.0 m以上, 首批混凝土入孔后, 混凝土灌注必须连续进行, 不得中断。当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部1 m左右时, 应放慢灌注速度, 防止造成钢筋笼的上浮, 当混凝土顶面上升到钢筋笼底部4 m以上时, 宜提升导管, 使导管底口高于钢筋笼底部2 m以上后即可恢复正常灌注速度。
在混凝土灌注过程中, 技术人员应在灌注过程中随时测量混凝土上升高度, 准确计算导管埋深, 通常导管埋深宜控制在2 m~6 m之间, 及时拆除导管。拆除时注意保证导管轴线应位于桩孔中心, 防止在拆除过程中导管碰挂钢筋笼。实际灌注桩顶面高度要高于设计要求0.5 m~1.0 m, 保证桩基顶部混凝土的质量和密实。
11) 凿桩头。
桩基混凝土浇筑完成, 待混凝土强度达到要求后, 测量放样桩基位置和标高, 并开挖基坑, 利用风镐配合膨胀剂的方法进行凿桩头工作。凿除桩头施工时, 必须严格控制凿除深度, 且预留嵌入承台的10 cm高度, 严禁超破, 确保桩头平齐。桩头深入承台的钢筋, 应调直并理顺, 以方便承台绑扎钢筋时, 按图纸要求恢复主筋及箍筋形状。在凿桩头时, 要注意保护声测管, 保证管口不能掉入杂物, 当凿出管口时, 应及时堵住管口。
3 桩基施工中出现的问题及处理措施
该桥钻孔灌注桩在施工中, 0号墩台~3号墩台在钻进过程中都出现了严重漏浆的情况, 孔内泥浆发生瞬间漏空的现象;
经调查发现该桩基地下有空洞存在。经地质钻探、物探并结合地层岩土性质特性, 推断漏浆部位主要为卵石底部与煤层接触部位孔隙或空洞, 成因主要有以下两点:1) 由于卵石土为含水层, 水中携带氧气致使煤层氧化, 加之地下水径流, 使煤层结构逐渐趋于疏松, 造成二者接触部位孔隙发育甚至有空洞出现。2) 从地层结构来看, 煤层顶部为关河古道河床, 受河流冲刷, 卵石土堆积过程, 古河道形成孔隙或空洞。鉴于空洞特征, 在施工中, 采用了如下处理方法:遇到缓慢漏浆时立即提出钻头, 向孔内补浆或补水, 保持孔内浆 (水) 面高度, 如浆面仍不断下降, 应及时进行抛填片石、粘土袋、袋装水泥等。当漏浆速度太快, 出现瞬间漏浆的情况, 便安装导管向孔内灌注与桩基同标号混凝土, 利用混凝土封堵空洞, 部分桩基在漏浆后, 由于桩孔内部无泥浆压力, 出现了孔壁上部坍塌现象, 在灌注混凝土至一定深度后 (超过根据漏浆后现场测量推断的漏浆深度约2 m) , 用砂砾加粘土混合回填桩基孔洞, 待混凝土凝固达到一定强度后, 继续成孔施工。
通过上述处理措施, 神河高速公路偏关7号大桥桩基施工圆满完成了施工任务, 并在验桩时全部为A类合格桩, 工程质量得到了保证。
4 结语
钻孔灌注桩施工是目前桥梁基础施工中最常用的一种施工工艺, 虽然各项施工技术目前已经成熟, 但面对各种新的地质情况、新的设计要求, 新的材料应用, 我们工程技术人员仍要不断钻研技术难题, 精心控制施工程序, 严格施工管理, 方能高效优质地完成施工任务。
摘要：以神河高速公路偏关7号大桥钻孔灌注桩施工工程为研究背景, 详细介绍了钻孔灌注桩的施工工艺, 并对桩基施工中出现的漏浆问题进行了剖析, 提出了针对漏浆的处理措施, 以确保钻孔灌注桩的施工质量。
关键词：钻孔灌注桩,施工工艺,质量问题,处理措施
参考文献
[1]王博.谈桥梁钻孔灌注桩施工技术要点[J].山西建筑, 2012, 38 (7) :188-189.
处理工艺及措施 篇2
学院：延安职业技术学院
系部：石油工程系
专业：油田化学3班
姓名：王华乔
学号：52
油气集输处理工艺及工艺流程
摘要：油气集输工程要根据油田开发设计、油气物性、产品方案和自然条件等进行设计和建设。油气集输工艺流程要求做到：①合理利用油井压力，尽量减少接转增压次数,减少能耗；②综合考虑各工艺环节的热力条件,减少重复加热次数，进行热平衡，降低燃料消耗；③流程密闭，减少油气损耗；④充分收集和利用油气资源，生产合格产品，净化原油，净化油田气、液化气、天然汽油和净化污水（符合回注油层或排放要求）；⑤技术先进，经济合理，安全适用。油气集输，作为油田生产油气整体过程中的一个环节，在整体操作过程中，有着极其重要的作用。油气集输主要负责的任务有四个方面：（1）将开采出来的石油气、液混合物传输到处理站，将油气进行分离以及脱水，使原油达到国家要求标准；（2）将合格的原油通过管道输送到原油储存库进行储存；（3）将分离出来的天然气输送到再加工车间，进行进一步的脱水，脱酸，脱氢等处理；（4）分别把经过处理，可以使用的原油和天然气输送给客户。由于油气集输涉及到整个油田的各户钻井，因此相较于其它环节，油气集输铺设范围广，注意部位多等诸多相关难题，因此，一个油田油气集输环节技术水平的高低，可能会直接波及到整个油田的整体开发水平和能力。下面笔者对油气集输进行相关介绍，希望对读者有所帮助。
一、油气收集
包括集输管网设置、油井产物计量、气液分离、接转增压和油罐烃蒸气回收等，全过程密闭进行。
1、集输管网 用钢管、管件和阀件连接油井井口至各种集输油气站的站外管网系统（图1）。管线一般敷设在地下，并经防腐蚀处理。
油田油气集输
集输管网系统的布局 须根据油田面积和形状，油田地面的地形和地物，油井的产品和产能等条件。一般面积大的油田，可分片建立若干个既独立而又有联系的系统；面积小的油田，建立一个系统。系统内从各油井井口到计量站为出油管线；从若干座计量站到接转站为集油管线。在这两种管线中，油、气、水三相介质在同一管线内混相输送。在接转站，气、液经分离后，油水混合物密闭地泵送到原油脱水站，或集中处理站。脱水原油继续输送到矿场油库或外输站。从接转站经原油脱水站（或集中处理站）到矿场油库（或外输站）的原油输送管线为输油管线。利用接转站上分离缓冲罐的压力，把油田气输送到集中处理站或压气站，经处理后外输。从接转站到集中处理站或压气站的油田气输送管线为集气管线。从抽油井回收的套管气，和从油罐回收的烃蒸气，可纳入集气管线。集气管线要采取防冻措施。
集输管线热力条件的选择 根据中国多数油田生产“三高”原油（含蜡量高、凝固点高、粘度高）的具体情况,为使集输过程中油、气、水不凝，作到低粘度,安全输送，从油井井口至计量站或接转站间，一般采用加热集输。主要方法有：①井口设置水套加热炉，并在管线上配置加热炉，加热油气；②井口和出油管线用蒸汽或热水伴热；③从井口掺入热水或热油等。不加热集输是近几年发展起来的一项技术，能获得很好的技术经济效益。除油井产物有足够的温度或含水率，已具备不需加热的有利条件外，还应根据情况，选用以下技术措施：①周期性地从井口向出油管线、集油管线投橡胶球或化学剂球清蜡,同时,管线须深埋或进行保温；②选择一部分含水油井从井口加入化学剂，以便在管线内破乳、减摩阻、降粘；③连续地从井口掺入常温水（可含少量化学剂）集输。在接转站以后，一般均需加热输送。
集输管线的路径选择要求：①根据井、站位置；②线路尽可能短而直，设置必要的穿跨越工程；③综合考虑沿线地形、地物以及同其他管线的关系；④满足工艺需要，并设置相应的清扫管线和处理事故的设施。
集输管线的管径和壁厚，以及保温措施等，要通过水力计算、热力计算和强度计算确定。
2、油井产物计量 是为了掌握油井生产动态，一般在计量站上进行。每座计量站管辖油井 5～10口或更多一些，对每口油井生产的油、气、水日产量要定期、定时、轮换进行计量。气、液在计量分离器中分离并进行分别计量后，再混合进入集油管线（图2）。计量分离器分两相和三相两类。两相分离器把油井产物分为气体和液体；三相分离器把高含水的油井产物分为气体、游离水和乳化油；然后用流量仪表分别计量出体积流量。含水油的体积流量须换算为原油质量流量。油井油、气、水计量允许误差为±10％。
油田油气集输
气液分离 为了满足油气处理、贮存和外输的需要，气、液混合物要进行分离。气、液分离工艺与油气组分、压力、温度有关。高压油井产物宜采用多级分离工艺。生产分离器也有两相和三相两类。因油、气、水比重不同，可采用重力、离心等方法将油、气、水分离。分离器结构型式有立式和卧式；有高、中、低不同的压力等级。分离器的型式和大小应按处理气、液量和压力大小等选定。处理量较大的分离器采用卧式结构。分离后的气、液分别进入不同的管线。
3、接转增压 当油井产物不能靠自身压力继续输送时，需接转增压,继续输送。一般气、液分离后分别增压:液体用油泵增压；气体用油田气压缩机增压。为保证平稳、安全运行和达到必要的工艺要求，液体增压站上必须有分离缓冲罐。
4、油罐烃蒸气回收 将原油罐内气相压力保持在微正压下，用真空压缩机回收罐顶排出的烃蒸气（图2）。油罐和压缩机必须配有可靠的自控仪表，确保安全运行。
5、油气处理 在集中处理站、原油脱水站或压气站对原油和油田气进行处理。生产符合外输标准的油气产品的工艺过程。包括原油脱水、原油稳定、液烃回收以及油田气脱硫、脱水等工艺。
6、原油脱水 脱除原油中的游离水和乳化水，达到外输原油含水量不大于 0.5％的标准。脱水方法根据原油物理性质、含水率、乳化程度、化学破乳剂性能等，通过试验确定。一般采用热化学沉降法脱除游离水和电化学法脱除乳化水的工艺。油中含有的盐分和携带的砂子，一般随水脱出。化学沉降脱水应尽量与管道内的原油破乳相配合。脱水器为密闭的立式或卧式容器，一般内装多层电极，自动控制油、水界面和输入电压，使操作平稳，脱出的污水进入污水处理场处理后回注油层。中国在化学破乳剂合成、筛选和脱水设备研制方面取得成就。
7、原油稳定 脱除原油中溶解的甲烷、乙烷、丙烷等烃类气体组分,防止它们在挥发时带走大量液烃,从而降低原油在贮运过程中的蒸发损耗。稳定后的原油饱和蒸气压不超过最高贮存温度下当地的大气压。在稳定过程中，还可获得液化气和天然汽油。原油稳定可采用负压脱气、加热闪蒸和分馏等方法。以负压脱气法为例，稳定工艺过程是：脱水后的原油进入稳定塔，用真空压缩机将原油中的气体抽出，送往油田气处理装置。经过稳定的原油从塔底流出，进入贮油罐。原油稳定与油气组分含量、原油物理性质、稳定深度要求等因素有关，由各油田根据具体情况选择合适的方法。
8、油田气处理 油田气脱硫、脱水、液烃回收等工艺与天然气处理工艺基本相同（见天然气集气和处理）。
二、油气贮输(运)
将符合外输标准的原油贮存、计量后外输（外运）和油田气加压计量后外输的过程。
1、原油贮存 为了保证油田均衡、安全生产，外输站或矿场油库必须有满足一定贮存周期的油罐。贮油罐的数量和总容量应根据油田产量、工艺要求、输送特点（铁道、水道、管道运输等不同方式）确定。油罐一般为钢质立式圆筒形，有固定顶和浮顶两种型式，单座油罐容量一般为5000～20000m3。油罐外壁设有保温包覆层,为减少热损失，易凝原油罐内设加热盘管，以保持罐内的原油温度，油罐上应设有消防和安全设施。
2、外输油气计量 是油田产品进行内外交接时经济核算的依据。计量要求有连续性，仪表精度高。外输原油采用高精度的流量仪表连续计量出体积流量，乘以密度，减去含水量,求出质量流量,综合计量误差±0.35％。原油流量仪表用相应精度等级的标准体积管进行定期标定。另外也有用油罐检尺(量油)方法计算外输原油体积，再换算成原油质量流量。外输油田气的计量，一般由节流装置和差压计构成的差压流量计，并附有压力和温度补偿，求出体积流量，综合计量误差 ±3％。孔板节流装置用“干检验法”（由几何尺寸直接确定仪表精度）标定，也可用相应精度等级的音速喷嘴（临界流喷嘴）进行定期标定。
3、原油外输(运)原油集输系统的最后一个环节。管道输送是用油泵将原油从外输站直接向外输送，具有输油成本低、密闭连续运行等优点，是最主要的原油外输方法。也有采用装铁路油罐车的运输方法，还有采用装油船(驳)的水道运输方法。用铁路油罐车或油船(驳)向外运油时，需配备相应的装油栈桥和装油码头。边远或零散的小油田也有采用油罐汽车的公路运输方法，相应地设有汽车装油站（点）。
四、结论
炼油废水处理及回用工艺研究 篇3
关键词：炼油废水；现状；工艺；方法
最近几年，我国石油化工工业取得一定进展，炼油污水的大量排放却导致了严重的污染问题。炼油废水是在原油炼制、加工及油品水洗等过程中产生的一类含油各类有机质和无机物的废水。将炼油废水进行工艺的处理可以再生水回用，降低、节约了大量的水资源同时还能提高水资源的利用率，对水资源短缺的矛盾的缓解起到了一定的作用。针对目前各个炼油废水处理中废水水量和水质差、处理工艺不合理等问题，展开对炼油废水的综合分析和处理方法的研究显得十分有必要。
统计资料显示，在我国煤矿生产过程中，平均吨煤就要排出2-5吨废水。我国大部分煤矿废水的治理工作仍停留在为排放而治理，造成了十分严重的水质污染问题。笔者认为，煤矿废水处理不能只是单纯的先污染后治理，开展煤矿废水的回用以及处理技术具有十分重要的意义。
1 废水处理因素和现状
1.1 废水水质的影响因素
炼油废水水质不稳定，主要为工业用水中的质量及生产工艺和原油性质所影响。采用循环系统可降低受工业用水的水质、水量影响，进而减小废水的性质。生产工艺不同会影响废水的性质，简易加工的炼油厂相比深度加工的炼油厂，排出的废水油、酚、硫化物含量低，污染程度也较低。所以产生污染程度较高。另外，不同的原油性质会产生水质差异很大的废水，某些高含硫的原油炼化后排出的废水的含硫量和含酚量严重超标。
1.2 炼油废水处理现状及存在的问题
目前，我国石油化工行业废水的回用率还很低，循环水处理技术还比较落后，多数装置连续运行时间短，浓缩倍数也比较低。这些炼化指标与国外相比，还存在十分明显的差距，造成了水资源的浪费以及环境的污染。
资料显示，矿井涌水中的CODcr和SS成分严重超标，具有一定的毒性。奸石山淋溶水一般为酸性，在不经处理直接会对水体造成很大污染，严重时造成水质恶化。煤矿中油类污染物比较常见，这类废水在土壤中残留而难以清除，在土壤孔隙間形成油膜后堵塞并破坏土壤原有的空隙结构，同时油污中的有害物质将会使营养物质供应受阻造成农作物的枯死。油污内部往往是微生物的聚集地，微量腥臭及活体生物大量繁殖，死亡腐烂后遗体残留在水体中，造成有机富集，在不加以处理的情况下将会导致传染疾病的蔓延。
依据中石化炼化资料在2008年显示，新鲜水在耗水量上需要0.65t才能满足每吨原有的平均量，平均排放量中炼油废水达到0.35t。
2 废水处理工艺选择依据
2.1节约水资源
废水处理工艺选择基本要求是工艺流程易于管理，操作简便；工艺流程技术先进成熟，处理效果稳定；在保证处理效果的前提下，尽可能降低投资和运行成本。
2.2 根据原油性质选择合适的工艺
原油的含硫量和含酚量、工艺装置的复杂程度等决定了炼油废水中各污染物的含量，因此根据原油性质和加工工艺复杂程度选择适当的废水处理工艺非常重要。根据油珠粒径采用不同的处理形式。根据隔油后污水的含油量来确定采用一级或二级浮选；每级浮选对石油类的去除率约为50%-70%。对于含硫污水要进行汽提处理后再进入处理流程；含碱废水要进行中和预处理。
3 炼油废水处理常用方法
3.1 隔油
在重力作用下用重力方法分离的原理是隔油，根据不同的相对密度，自行分离废水中密度小于1的油及其他悬浮杂质，相对密度大于1的则下沉。水中的浮油和粗分散油经隔油在废水中分离，可回收油品。初次沉淀池也可称为隔油池，减轻后续处理絮凝剂的用量，去除粗颗粒等可沉淀物质。成功应用污油回收系统中的隔油池，节约了生产成本，降低了污水处理中的负荷和储运损失，也减小了环境污染。
3.2 气浮
用于分离相对密度接近于水的悬浮物质是气浮法，能提高处理且缩短处理时间，如油类、纤维、活性污泥等，在炼油废水中，通入产生微细气泡，用空气或其他气体的过程是气浮法的气浮。
3.3 生物处理
利用微生物的生物化学作用，把生物处理工艺中有毒物质和复杂的有机物质进行分解和转化，使其成为简单的、无毒的物质，达到净化污水的效果。生物处理工艺去除有机污染物，降解生物。近年来应用较广泛的有A/O法、SBR、MBR、BAF和生物接触氧化法等。将预处理的废水用A/O法处理厌氧生物，降解大分子污染物，或者将难分解微生物降解为小分子有机物，时间分割的操作方式将空间分割，SBR技术的操作方式可替代，稳态生化反应由非稳定生化反应替代。
3.4 深度处理
炼油废水深度处理用于去除水中的微量CODcr、BOD、SS、高浓度营养物质（氮、磷等）及盐类。如果水质符合要求，且石化企业循环水用量大，那么根据这一特点，循环冷却水补水回用是较好的选择。膜分离法、吸附法以及催化氧化法是目前应用较广泛的处理方法。联合使用这些工艺与生物处理工艺，常常满足回用水质标准，在深度处理中，常用的生物工艺有MBR等。
4 结语
值得注意的是，很多炼油厂在进行污水处理厂改造以后还没有考虑装置停工检修、出现事故，因此当污水处理厂出现事故，将会导致大量未经处理的炼油废水直接排放，严重污染环境，这将是下一步着重研究的课题。
参考文献：
[1]宋永欣，炼油厂生产废水处理工艺技术改造[J].工业用水与废水，2009（4）：57-59.
[2]吴琦.气浮选含油污水处理技术[J].油气田地面工程，2010，3（29）：53-55.
处理工艺及措施 篇4
在管道安装施工期间, 需要完善的准备方案, 这样才能够避免安装程序出现混乱, 准备过程中还要对设计图纸的可行性进行审核, 发现问题及时与技术人员沟通, 采取有效的解决方案。 石油化工管道使用十分严谨, 设计与安装都需要严格的管理, 一旦出现损坏会造成泄漏问题, 造成经济损失同时还会污染到环境。 准备过程中管理人员要保障安装方案的落实程度, 确保施工流程能够严格参照设计方案来进行, 安装期间还会出现一些突发问题, 因此在准备阶段更要注重突发事件的预防分析, 为施工过程前提供安全保障。 加强对技术人员的教育培训, 图纸中如果存在不合理内容可以进行内部讨论, 这样也能够加深技术人员对施工方案的理解。 管理队伍的组成也要符合安装流程, 保障各个环节都能得到有效的监管。 最后是针对管道材料质量的检验, 有专业的团队来完成, 运输阶段产生的振动与碰撞容易造成材料损坏, 一经检验发现要进行修复, 破损严重影响到使用安全的管材不可以继续投入使用。
2 管道安装过程中的常见问题及处理方法
2.1 管段制作问题
虽然有关于石油化工管道的制作工艺已经十分成熟, 但仍然存在一些影响使用安全性的问题。 引发原因是在制作过程中监管不严谨, 管道设计方案中存在不合理的内容, 所制作出的产品存在使用安全隐患, 产品制作后的监管任务, 也只是采用抽查的方法来进行, 并不能准确反应产品质量, 问题管道仍然被投入到了施工使用中, 造成管道使用阶段的安全隐患问题。
2.2 焊接中的问题
焊接是管道安装的重要环节, 要由专业的技术人员来完成, 施工任务开展期间, 焊接工艺选择不合理是造成质量下降的主要原因, 除此之外, 焊接过程中还需要对周围的管道材料加以保护, 否则会造成损伤。 管理人员对焊接施工的重视程度不高, 并没有深入现场控制监管, 技术人员只是依靠焊接经验来进行, 检验焊接质量时, 也只是局限于表面的完整度, 无损检验技术运用不合理, 对于焊接部位内部存在的问题并不能及时发现。 石油化工管道安装范围比较大, 焊接检验流程更为复杂, 如果不能控制好检验标准, 盲目的进行焊接施工, 管道使用期间很容易发生质量隐患问题。
焊接位置的温度会在短时间内发生变化, 需要控制的技术要点中, 还包含温度调节, 常常出现因温度控制不合理, 超出了安全范围, 造成管道材料破损, 检验期间没能发现这一问题, 仅仅依靠简单的调节控制, 运输期间焊接部位断裂的可能性也因此而增大。 管理人员由于缺乏专业知识, 并不能对施工过程中进行有效的控制, 也不能够及时发现安全隐患问题, 增大了工程使用的风险性。 也不利于质量检验标准的落实。
2.3 管道的防腐问题
由于使用环境比较特殊, 需要对管道材料进行防腐处理, 否则材料氧化后会变得更加脆弱, 使用过程中产生的冲击力会造成破损, 使用中的输油管道系统维修难度也很大。 常见的腐蚀原因是与碱性、酸性液体接触, 长时间在阳光直射下使用, 地下土壤环境过于潮湿等问题, 都是影响使用安全的主要原因。 防腐处理中存在的问题是涂层厚度不均匀, 安装过程中因人为原因造成表面涂层被剐蹭掉, 安装任务完成后也并没有进行全面检验, 石油化工管道投入到使用中防腐涂层缺失的部分会逐渐发生氧化反应, 最终引发使用安全问题。
涂好后, 开始缠绕厚度为0.1mm或0.12mm玻璃布, 要保证玻璃布表面平整, 然后再涂下道面漆, 保证玻璃布所有网眼应灌满涂料。 在环氧煤沥青防腐涂层管道未完全固化前不得进行施工埋管, 不许配备橡胶垫和橡胶吊带, 以免涂层被损坏。 在管道的防腐施工中, 施工单位普遍存在的问题是偷工减料, 要么是除锈不合格, 要么是防腐涂层达不到要求, “ 五油三布”减为“ 三油两布”, 因此, 施工管理人员必须勤于现场检查, 发现有不符合要求的, 立即通知施工单位按照要求进行整改, 以达到技术及规范要求。
2.4 阀门安装问题
这部分设施是用于控制导通流量的, 安装过程中因连接不紧密常常会引发失控问题, 系统投入到使用后, 阀门失去了调控能力, 技术人员在操作控制时也存在安全隐患。 安装时需要对角度进行调控, 严格参照设计方案来进行, 如果现场存在影响精准度的因素, 可以先进行调控, 在正式安装固定前再次对位置进行检验, 与设计方案中的数据保持一致可以进入到接下来的安装环节。 如果没有特殊工艺要求, 水平管道上的阀门, 不得采取垂直向下安装, 安装与水平支管上的截止阀门, 应当靠近根部的水平管段进行设置;明杆式阀门在水平安装时, 应考虑阀门开启时不影响人员通行, 用在管道上的阀门必须试压合格。 在石油化工管道的施工中, 经常发生的问题是阀门用错, 低压阀门用在高压管道上;另外, 石油化工管道上常常装有单向阀, 单向阀是有方向的, 由于施工单位的人员不懂生产流程, 常将单向阀装反, 这两方面的问题如果不及时发现, 就会酿成事故, 这方面我们有过深刻的教训。 因此, 我们施工管理人员, 必须要求施工单位将每一个阀门的规格型号在管段图上进行标识并编号, 单向阀还要在管段图上标出方向, 确保每一个阀门使用在正确的地方。
3 工程施工变更问题
工程能否顺利建成, 能否按设计要求施工, 是最大的原因, 但其他可能会造成工程变化的问题也同样存在, 设计变更就是其中之一点。 一旦出现变更, 施工作业便有可能陷入无序状态, 为了避免这种情况出现, 施工管理人员要及时协调设计、生产、监理、施工等单位, 了解变更的原因, 在充分讨论之后, 由设计出具设计变更通知。 在工程实践中, 会发生重复变更、废除变更的情况, 这就是出具变更前没有充分讨论的结果。 所以, 施工管理人员及时协调相关单位, 认真讨论变更内容非常重要。 当设计出具设计变更通知后, 施工管理人员还要召集设计对施工单位有关人员进行现场交底, 然后交给施工单位进行实施, 从而对管道的施工进行有效、快速地调整。
结束语
石油化工工艺管道的安装, 经常要考虑到许多可能出现的问题, 并及时找到解决方案, 因为安装环境及技术要求都存在着很大的灵活性, 因此, 作为建设方的施工管理人员, 不仅要熟悉施工图纸和相关规范、技术标准, 勤于现场检查, 掌握施工动态, 还要经常性的及时协调设计、生产、施工、监理等单位, 解决工程施工中存在的问题, 使工程能安全、顺利、按期建成。
摘要：文章首先分析了石油化工管道安装的前期准备内容, 并对需要注意的技术要点进行总结。其次重点探讨施工管理中常见的问题, 根据问题的引发原因整理解决方案, 主要从制作、焊接、防腐、附件安装等方面来进行, 方便读者深入理解。
关键词：石油化工管道,安装工程,施工管理
参考文献
[1]王凡.石油化工工艺管道安装工程施工管理中的常见问题及处理研究[J].中国石油和化工标准与质量, 2013 (9) .
[2]杨永会.石油化工工程中工艺管道安装施工存在的问题与对策[J].中国石油和化工标准与质量, 2012 (10) .
垃圾处理项目工艺及流程简介 篇5
本项目工艺分四个处理工段（或单元），即前分选工段、发酵产沼工段、沼渣制肥和水处理工段、沼气净化和发电工段。
城市生活垃圾（200吨/日）进厂后，首先进行前分选，将无二次污染的无机物（沙、石、灰）选出填埋。可回收利用的有机物纸、塑料以及无机物玻璃、金属分别被选出回收。大件干扰物纺织品、木材等被截下，所剩的可发酵有机物（餐厨、园林垃圾）进入第二单元。该单元有机垃圾经过粉碎后进入湿解池，湿解完的有机垃圾和新加入的经过固液分离后的粪便（100吨/日）混合进入调节罐，按中温厌氧发酵所要求的C、N比、PH值、温度、物料浓度进行调节后进入发酵罐，在严格的厌氧条件下并辅之以机械搅拌，经过15-20天的发酵后产气高峰期结束。第三单元将经过发酵后的沼渣通过压滤脱水、烘干和调整N、P、K后由造粒机产出袋装有机肥。而沼液一部分当作母液回到湿解池循环使用，剩余部分经过好氧（曝气）和絮凝沉淀后达标排放。第四单元为沼气利用。将所产生的沼气（理论产气量2500M）通过脱硫脱水后进入沼气发电机组发电。因现不具备上网条件，所以只能考虑自用。
废气处理系统为：将车间内的三个主要臭源点密封，所 1 3
产生的废气直接抽入生物过滤器过滤后，不会再检出异味。前分选部分的人工分选位上方都装有通风装置，使新鲜空气的适时进入，保证职工工作环境的空气质量。
该工艺流程是以生活垃圾中的可发酵有机物和粪便联合厌氧产沼技术为核心，以垃圾分类分选为保证，以袋装颗粒有机肥生产为市场突破口，将生活垃圾中的所有有用成份分类回收利用，惰性物填埋的综合处理工艺。
轴承钢热处理工艺及组织分析 篇6
【关键词】GCr15钢；正火；等温球化退火；淬火
轴承钢是指用于制作在不同环境中工作的各类滚动套圈和滚动体的钢的统称。高碳铬轴承钢自上世纪初问世至今已有100多年的历史。从它诞生至今，化学元素的含量几乎没有变化，但其疲劳寿命却成倍甚至几十倍的提高，原因就在于轴承材料的纯净度提高了。轴承钢纯净度的提高，主要依赖于冶金工艺的现代化、炉外精炼技术的普遍采用[2]。
热处理是通过加热和冷却的方法使金属内部组织结构（有的包括表面化学成分）发生变化，以获得预期性能的工艺方法。这些性能包括工艺性能、力学性能和化学性能，在现代机械制造工业中主要指材料的强度、硬度、韧性、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等。因此进行热处理是提高零件使用性能、保证产品质量、改造加工工艺性、发挥材料潜力和节约原材料的重要途径。
本试验针对GCr15钢制订不同的热处理工艺并采用RSX-2.5-10实验箱式电阻炉对其进行处理，然后制备金相试样，对磨抛后的试样用4%的硝酸酒精溶液进行腐蚀，在光学金相显微镜上对其组织进行观察与分析，在硬度试验计上测定试样硬度，最后将实验结果进行综合分析。
一、试验材料
本实验用材为供货态GCr15钢棒材。将其加工成Φ15×25（mm）试样，其化学成分和临界点。
二、试验设备
采用UJ-37型测温直流电位差计进行炉温校核，热处理加热设备采用RSX-2.5-10型箱式电阻炉，在M3225型台式砂轮机上进行试样打磨，分别用200#、400#、600#、800#、1000#帆船牌水砂纸磨制金相试样，在P-2型抛光机上进行抛光，用4%的硝酸酒精溶液对试样进行腐蚀，在OLYMPUS PMG3型光学金相显微镜上进行显微组织观察与分析，在HB-3000型布氏硬度试验机和HRD-150型电动洛氏硬度试验计上测定试样的硬度值。
三、参数拟定
GCr15钢完全退火、正火、高温淬火工艺，都是将工件加热到单相奥氏体区，然后根据不同性能的需求进行冷却，其具体工艺见下表。
GCr15钢的正常淬火工艺是将工件加热到Ac1以上50～80℃、等温球化退火工艺是将工件加热到Ac1以上20～30℃然后在Ar1以下10～20℃等温一定时间[1]，根据钢的临界点及试验目的要求，其具体工艺见表2。
四、试验结果分析
（一）供货态组织、完全退火组织的分析
GCr15钢供货态组织为索氏体+断续细网状渗碳体。
GCr15钢经930℃×40min退火的组织为粗大片状珠光体和网状二次渗碳体。与T10钢的完全退火组织相比，珠光体片间距减小，沿晶界析出的网状渗碳体变细，主要原因是GCr15中含有碳化物形成元素Cr，在随炉冷却过程中碳原子扩散受阻，因此从奥氏体中析出量减少，而形成片间距较细的珠光体及沿其晶界析出的细网状渗碳体 [4]。
（二）正火组织、等温球化退火组织的分析
GCr15钢经930℃×40min正火处理后的组织与T10钢相比，除屈氏体外+沿晶界分布的渗碳体颗粒更细小而又少。其原因是冷速快，该钢的C曲线与T10钢相比右移，实际相变速度减缓，在相同的冷速下碳从过冷奥氏体中的析出量少所致。
等温球化退火所得组织为球状珠光体，其组织中的碳化物颗粒与T10钢相比更细小。原因是钢中含有铬元素，碳原子聚集长大倾向较T10钢小，故形成的颗粒状渗碳体较小。
（三）正常淬火组织、高温淬火组织的分析
正常淬火的组织为细小针状马氏体和残余奥氏体及未溶的颗粒状的碳化物。
轴承钢淬火温度虽比T10钢高出50℃左右，但该组织中的马氏体针却很短。因为轴承钢中含有碳化物形成元素Cr，Cr有抑制奥氏体晶粒长大的作用，故在加热时形成的奥氏体晶粒细小，淬火后获得细小针状的马氏体。
高温淬火组织为粗大针状马氏体和比较多的残余奥氏体。与T10钢相比临界冷速较慢，也就是说过冷奥氏体的稳定性比较好，故淬火后得到粗大的马氏体和残余的奥氏体。
（四）不同回火温度下组织的分析
正常淬火+低温回火组织为隐针回火马氏体和细小粒状的未溶碳化物。
由此可看出，正常淬火+中温回火组织为回火屈氏体+细小未溶的粒状碳化物。正常淬火+高温回火组织为回火索氏体+细小粒状的碳化物。正常淬火+更高温回火组织为回火球状珠光体。
GCr15钢经不同工艺处理后试样，进行硬度测定的结果见表3。
五 结论
本文以GCr15轴承钢为研究对象，通过不同的热处理工艺对其进行处理，通过金相分析和硬度测试得出以下结论：
1.GCr15钢经正常淬火后，随着回火温度的增加，淬火马氏体将分别转变为回火马氏体、回火屈氏体、回火索氏体和回火球状珠光体组织。其硬度随着回火温度的升高而降低。
2.GCr15钢随着淬火温度的增加，奥氏体晶粒长大，淬火后得到的马氏体针也变得粗大，且残余奥氏体量也随之增加，其硬度随之降低。
3.GCr15钢在低于临界点（Ac1）30℃左右进行回火，其回火组织为球状珠光体组织。
参考文献：
[1]《钢铁材料手册》总编辑委员会.工具钢[M].北京：中国标准出版社，2003：3.
[2] 钟顺思，王昌生.轴承钢[M].北京：冶金工业出版社，2000：7～8.
[3]《钢铁材料手册》总编辑委员会.轴承钢[M].北京：中国标准出版社，2003：36.
处理工艺及措施 篇7
1 原油集输脱水处理工艺优化措施的研究
影响原油集输脱水的因素有很多, 除了原油自身的性质以外, 还包括脱水的时间、沉降的时间、以及破乳剂的选择与用量等。低温脱水不仅能够在不加热或者微加热的条件下实现正常的脱水, 而且能够有效节约能源。因此, 研究原油集输脱水工艺的优化措施是非常有必要的。
1.1 科学筛选破乳剂
当前, 各个重要油田的集输脱水工艺的技术核心就是破乳剂的筛选。化学脱水不是在任何条件下都能进行的, 它需要一定的温度条件, 选用的破乳剂必须要能在低温的条件下仍然表现出良好的性能。曾经在某个油田的实验室里进行过这样的试验, 分别选择在22℃、24℃和25℃的温度条件下, 筛选二十五种破乳剂, 加药的浓度为每升25毫克, 最终的实验结果是选出了在22℃的条件下破乳剂具有较好的脱水性能。因此, 在进行破乳剂的筛选时应该从这几个方面进行筛选, 比如破乳剂适应原油性质的变化能力、原油的集输脱水速度等。与此同时, 破乳剂的脱水还存在着一个问题, 即脱水效果的滞后性, 原油的脱水效果往往要在二十八到三十六个小时以后才能反映出来, 所以在使用破乳剂时, 必须要建立良好的管理制度, 工作人员要在破乳剂的使用过程中, 依据来液的情况进行药量的跟踪, 切不可一味地保持原来的药量或者是随意下调药量, 甚至不科学地添加药量。
1.2 合理增加加药浓度
所谓的端点加药指的是就在各个集油直线的端点的计量站添加破乳剂, 实现管道破乳。多次实践证明, 端点加药既能使原油集输脱水的效率提高, 又能降低加药成本, 促进低温脱水的科学实施。要想实现低温脱水, 就要根据各个计量站的液量的变化情况, 重新认真核算、科学调整各个加药点的加药浓度。
1.3 单独处理落地油
所谓落地油实质是指从蒸发厂或者污水罐回收的污油和井场的落地油。落地油长时间露天存放, 成分非常复杂, 掺杂着各种泥沙类杂物, 严重乳化, 脱水难度大。任何一个油田在石油开采的过程中都需要处理落地油, 如果将落地油直接进行系统处理, 代价往往相对较高, 很容易导致系统瘫痪, 在低温的条件下恢复系统难度非常大。所以, 在常温条件下进行脱水, 解决好落地油的处理问题是非常有必要的, 最好采取单独的落地油处理措施。将每天回收的落地油存放在一个储蓄罐里进行沉降, 如果存放到一定量了, 就在储罐里通过加热处理, 等到底部排水合格后, 打进净化油罐与一般的净化油的混合油, 通过这样的方法来避免落地油影响这个系统的工作, 在一定程度上为低温脱水提供了条件。
2 原油集输脱水处理试验
近年来, 根据对原油集输脱水处理工艺的研究, 有关部门进行了加热和不加热沉降罐脱水的对比试验。通过试验中运行参数的比较得到了一些非常有用的资料。当低温脱水时, 停止给热炉加热, 加药的浓度反而每升增加了4.5毫克, 每天增加的药量达到了三十克;工作时的温度降低了六七度, 由原来的32度多降到了26度左右。一级沉降罐出油的含水量与热炉加热时基本持平, 均有微量的含水;二级沉降罐不需要启用, 在生产应急时使用就可以了。
3 冬季生产的工艺优化措施
原油集输脱水必须要在一定的温度下进行, 一旦低于临界温度, 原油的脱水效果势必大打折扣, 甚至会恶化。在我国, 有一部分地方, 尤其是东北地区冬季的温度非常低, 零下二十多度的时间往往能够长达两三个月, 冻土层能够达到一米五以上, 甚至到两米以上。这样的环境下, 原油在管道中输送热的的损失会加大, 导致进站的原油温度降低, 有的原油进入处理系统以后温度能够低于十八摄氏度。这样低温度的原油倘若不进行升温处理, 是无法保证良好的脱水效果的。在寒冷季节最好能够采用一些微加热的措施进行原油处理。通过使用二级沉降罐, 保证温度在24到25摄氏度之间, 方可达到正常的脱水效果。
4 改造原油集输脱水工艺流程
原油集输脱水工艺流程的改造一般从两个方面进行, 一是建立原油脱水的预分离流程, 二是完善不合理的脱水流程。建立所谓的预分离流程指的是将各个转接站的油水分别输送, 并进行初步的脱水处理, 同时为了解决脱水泵的问题, 还可以充分利用位于联合站的分离器, 这样分离器必须是三相的。完善不合理的原油脱水处理流程, 实质上就是将不合格的原油进行二次处理, 直到处理合格之后方可输送至净化罐。就目前的状况而言, 主要采取的完善原油处理流程的措施包括电脱法处理和加温再次沉降。
5 总结
原油集输脱水处理技术是一项可行性非常强的处理技术, 节能效果非常好, 并且减轻了原油的挥发, 达到了经济和社会的双重效益。要想切实实现原油集输脱水, 就必须采取科学的应对措施, 在破乳剂和加点药的选择上都要精心细致。当然, 不同的油田有着不同的特点, 不同的井口产出的原油的温度高低不同, 原油处理站的原油处理设备也不一样, 因此, 在原油集输脱水技术的应用过程中, 还需要综合考虑各个方面的因素。
摘要：我国是一个油田大国, 原油集输脱水技术是一项关系着油田开采的重要科学技术。当前, 根据我国各大油田的传统的原油脱水技术, 科学领域研究出一种不需要加热的在低温条件下就能完成脱水的技术, 其既简化了处理流程, 又节约了大量的成本。这项新的技术不仅实现了原油的常温处理, 而且降低了成本, 解决了系统易结污垢的问题。本篇文章细致介绍了这项新技术的应用, 并深入分析了原油集输脱水处理工艺的优化措施。
关键词：原油,集输脱水处理工艺,优化措施
参考文献
[1]邱正阳.肖鹏.邱奎.新疆油田原油常温集输脱水技术[J].油气田地面工程.2010.29 (6) [1]邱正阳.肖鹏.邱奎.新疆油田原油常温集输脱水技术[J].油气田地面工程.2010.29 (6)
[2]冯涛.宋军.王宝辉低温下原油/水的乳化形貌与微观结构研究[J].油气田地面工程.2006 (11) [2]冯涛.宋军.王宝辉低温下原油/水的乳化形貌与微观结构研究[J].油气田地面工程.2006 (11)
处理工艺及措施 篇8
一、原油集输脱水处理工艺的原理
在进行原油的脱水处理过程中, 主要遵循的工艺原理是:若破乳剂和原油间产生了化学反应, 致使水和原油间的接触膜出现了损坏, 那么, 要及时的释放出存于接触膜中的所有水分, 同时, 通过油和水的不同密度来进行油水的相分离。在原油脱水处理时, 最具代表性的传统工艺是加热原油, 此工艺的目的在于让水分蒸发, 使水油相分离;该工艺缺乏安全性、耗能大, 常常会导致系统出现结垢问题, 因此, 对脱水处理工艺进行优化时, 应降低脱水中的温度, 同时, 最好是在不加热或者微加热的情况下来开展脱水工作。
二、原油集输脱水处理工艺的优化措施
中国是一个石油生产大国, 原油集输脱水处理直接与石油资源的有效开采与利用密切相关, 所以, 优化原油集输脱水工艺已经成为了现阶段的必然, 笔者根据自身工作经验, 提出了以下几种原油集输脱水处理工艺的优化措施。
1. 选择合理的破乳剂
原油脱水共涵盖脱除原油中的游离水和乳化水两种。所谓游离水, 指的是含水原油中的水多数在油离态情况下而形成的, 乳化水主要指的是其他部分与原油间在一种乳化情况下而形成的。其中, 游离水能够根据油水比重差通过加热沉降法来实现油水分离, 而乳化水无法通过相应的重力沉降法来分离油水, 必须先将乳化液与油水界面膜予以破坏后, 把原本分散均衡的水颗粒集中起来形成大水滴, 以此进行油水间的相分离。现阶段, 我国多数油田中都会通过破乳剂来破坏乳化水。
破乳剂的合理选择是原油集输脱水处理技术中的核心环节。对于化学脱水处理要严格根据相应的条件进行, 用于脱水处理中的破乳剂必须在规定的温度环境下方可全面展现自身性能。破乳剂的选择过程中, 要充分考虑原油集输脱水的实际速率、原油性质变化情况等诸多因素。
2. 确保加药浓度的适当
注重端点加药, 这里所说的端点加药指的是在所有集油直线的端点的计量站增设破乳剂, 以确保管道破乳。通过反复实践得出, 端点加药不仅大大增强了原油集输脱水工作的效率, 而且还有效节约了加药成本, 保障了低温脱水按规范要求进行。实际中, 要想真正做到低温脱水, 就必须结合所有计量站的液量变化情况, 仔细全面的核算, 对所有加药点的加药难度予以适当的调整。
3. 单独进行落地原油的处理
我国多数油田企业在石油开采过程中, 均会遭遇落地原油, 所以, 加强落地原油的脱水处理至关重要。由于长时间的堆放在露天中, 落地原油污染严重。大量的泥沙等杂质混合其中, 致使其成分呈现出了复杂化。并且, 落地原油受到了极大的乳化, 致使脱水困难性加大。这个时候若直接对落地原油进行处理, 那么, 将花费大量的成本费用, 而且还会破坏掉脱水系统, 严重者将导致系统瘫痪;一旦系统出现了瘫痪情况, 那么, 就必须在低温状态下进行系统的修复工作, 而这样难度非常大。所以, 常温状态下, 原油脱水过程中, 应切实解决好落地原油问题, 最好是单独进行落地原油的处理, 应采用的步骤如下:先把收集到的落地原油放置于储蓄罐中保存, 让其沉降一段时间;在沉降结束后, 下一步就开展加热工作;如果底部排水与规范要求相一致, 应在净化油罐中存放好落地原油, 最后, 把落地原油放到正常原油中, 两者混合之后实施脱水处理, 在这样的方式下, 落地原油不会再损坏掉脱水系统, 对低温脱水提供了保障。
4. 改造脱水处理流程
在对原油集输脱水处理工艺进行优化时, 必须改造脱水处理流程。首先, 规范预分离脱水流程, 其次, 调整一些不合理的流程。所谓预分离, 指的是在油田内的转接站中分别进行油水的输送, 并且实施初期脱水工作。要想有效处理好脱水泵问题, 需要把联合站中的分离器当做脱水流程的一个部件, 从而构成三相分离器。三相分离器可以改善部分不合理的处理流程, 也就是能够二次处理与标准还有段距离的原油, 以确保原油在进入净化罐前可以满足脱水标准。对脱水流程进行改造过程中, 一般会以再次加温沉降的方法和电脱法为首选。
结论
综上所述可知, 原油集输脱水处理工艺能够大大增强原油集输系统的工作效率, 对原油集输具有重要的现实意义。对原油集输脱水处理过程中, 有各类的影响因素, 比如, 原油自身的性质问题、脱水与沉降时间、破乳剂种类等。所以, 我们应根据原脱水处理工艺技术对这些影响因素予以全面优化, 以确保原油集输系统高效率的运行。由于各类油田间均有着一定的差异性, 因此, 对原油集输脱水处理工艺进行优化过程中, 必须充分考虑好所涉及的各类因素, 从而实现预期的脱水处理效果。
参考文献
[1]邱正阳, 肖鹏, 邱奎.新疆油田原油常温集输脱水技术[J].油气田地面工程, 2010.29 (6) .
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处理工艺及措施 篇9
1 我国饮用水源的污染现状分析
微污染水源是指受到工农业和生活用水的污染, 部分项目已经超过了国家地质水环境的质量标准, 尤其似乎水体当中的高锰酸盐指数、氨氮等有机物。随着我国工业化水平的增长, 在农业方面农民大量的采用化学药物进行病虫害处理, 给当地的环境造成了很大的影响, 尤其是对我国水环境的污染已经到十分严重的地步。根据专业人士对我国地表水的环境污染调查, 发现河流、湖波的富营养化问题十分严重。比如在对62个湖波水库的检测中, 其中有61.3%多的湖波已经达到三级或是三级以上的水质, 由此可见, 我国的饮水资源已经出现了严重的卫生问题, 但是常规处理方法不能根治微污染水源问题, 对此必须加强微污染水源水处理工艺的改进。
2 微污染水源处理技术的研究
2.1 中水处理技术
中水是指将人们日常生活中的生活污水作为水源, 采用特殊的方式对其进行处理, 将其当做杂用水。此种水质的指标因在上水和下水之间, 因此被称之为中水。
在当前的中水处理工艺中, 采用的水处理工艺可分为三种类型即:物理化学处理法、生物处理法以及膜处理法。当然具体的中水处理工艺的应用, 还要根据中水的水源及其用途来判定。一般情况下, 中水水源对微污染水源水处理工艺影响较大, 一方面它决定着水处理工艺的选择, 另一方面中水水源还决定着微污染水源的处理成本[1]。
在我国当前的中水水源处理中, 中水水源多数来自于小区的生活用水, 所处理的中水一般用作浇花、冲厕、洗车, 不会将其当作居民的日常饮用水。其所采用的水处理工艺流程为:中水水源→水力筛→调节池→生化池→过滤池→消毒池→储水池。微污染水源水处理工艺则是根据现场情况, 将其划分为地上式结构和地埋式结构。
2.2 微污染水源的水处理工艺
微污染水源水体的指标较差, 大部分水质的指标是三类水体, 其中有一些则是四级水体或者四级以上的水体。因为这类微污染水源的污染现象比较严重, 所以不能采用常规处理的方式进行水质处理。对此, 还需要在常规处理的基础上, 增加一些生物处理单元或者是一些深度处理单元, 比如活性碳处理方式, 通过采用这样的水处理工艺, 不仅可以改善微污染水源的处理效果, 还能提升水质的饮用卫生标准[2]。根据微污染水源的实际情况, 可以选择以下工艺流程, 最为微污染水源水处理工艺。
第一种微污染水源水处理工艺:原水→生物预处理→混凝沉淀→过滤→消毒
第二种微污染水源水处理工艺:原水→生物预处理→混凝沉淀→过滤活性碳→消毒
第三种微污染水源水处理工艺:原水→混凝沉淀→生物处理→过滤→消毒
第四种微污染水源水处理工艺:原水→混凝沉淀→生物处理→过滤→活性碳→吸附→消毒
第五种微污染水源水处理工艺:原水→预臭氧化→生物处理→混凝沉淀→过滤→颗粒活性碳 (GAC) 吸附→消毒
第六种微污染水源水处理工艺:原水→预臭氧化→生物处理→混凝沉淀→过滤→过滤→消毒
通过上述工艺可以看出, 微污染水源水处理工艺有多种类别, 但是其具体的应用方式还应该根据水质的具体情况进行判断。一般情况下, 若是水质水浊度和色度都比较低, 可以选择第一种微污染水源水处理工艺, 若是想要更高的水水质可以选择第二章水处理工艺[3]。倘若该水质的浊度和色度要求比较高则可以采用, 第三种或者第四种微污染水源水处理工艺。一旦水中的水藻数量较高, 其水致变活性较强可以选择第五种水处理工艺, 若水中的水藻数量较高, 其水致变活性较低可以选择第六章水处理工艺。
3 微污染水源水处理工艺的改进措施
考虑到当前我国水处理的技术较为落后, 致使水质难以达到引用的卫生标准。先下微污染水源常规处理工艺多数为混凝→沉淀→过滤→氯气消毒, 此种常规处理工艺只能除去微污染水源表面的悬浮物以及少量的有机物, 对微污染水源中氨氮、贾地鞭毛虫以及隐孢子虫影响不大, 而且在常规处理中微污染水源井混凝沉淀之后, 一些有机物在经过氯气消毒, 可能会出现新的有毒物质, 比如三氯甲烷、二氯乙酸这种的致癌物质[4]。对此, 还需要加强对常规处理的改进, 从根本上杜绝居民饮水造成的健康问题, 以下则是笔者结合多项资料总结出来的常规处理水处理工艺改进措施。
3.1 强化常规处理工艺
对于当前的微污染水源处理而言, 多数情况下都会采取常规处理工艺, 因而要加强常规处理水处理工艺的改进, 必须从常规处理工艺落实各项环节的实施。强化微污染水源的沉淀、过滤, 改善出水水质, 提升出水水质的卫生指标, 使其符合居民健康饮用的卫生指标[5]。
3.2 加强微污染水源水处理工艺的预处理
预处理是微污染水源常规处理工艺之前对原水中污染物进行生物、化学、物理等方面的初步处理, 其目的是降低水中的污染负荷, 进而提高微污染水源常规处理的工艺效果, 对于当下的微污染水源常规处理而言, 常用的预处理技术多数为吸附、氧化技术, 此种预处理技术的应用, 不仅可以提升常规处理的水质还具有很高的性价比。
3.3 深度处理技术的应用
深度处理是指采用常规处理工艺之后, 在对微污染水源进行下一步的水处理工艺, 它能够去除常规处理工艺去除不掉的水中污染物。目前为止, 微污染水源水处理工艺中常用的深度水处理工艺为臭氧氧化技术、膜分离技术、活性碳吸附技术, 光氧化技术[6]。
4 结语
综上所述, 微污染水源是指饮水水源受到有机物的污染, 造成水中部分有机物含量出现超标现象, 已经不符合饮用水源的卫生标准。因为工业管理人员对工业废水处理的忽略, 造成周围河流的水源污染。时至今日, 人们已经注意到工业生产造成的废水、废渣, 给周围环境造成的影响, 并采取一些治理措施。比如当前常规处理的微污染水源, 其采用的工艺是混凝、沉淀、过滤和消毒。该种微污染水源水处理工艺只能处理污染水质中一些大型的颗粒物, 对水中有机物的处理十分有限, 并且还容易遗留一些有毒的残留物。
参考文献
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天然气集输工艺与处理措施研究 篇10
关键词：天然气,集输工艺,处理措施
天然气指的是从自然界中开采出来的, 主要是以碳氢化合物为主要成分的可燃气体混合物, 其共有烃类组分、含硫组分以及其他组分。和少量的氧化碳、硫化氢等成分, 天然气集输由井口部位开始, 利用管闷全面收集天然气, 在一番预处理后, 将其加工成符合要求的理想产品, 最后输送到用户的生产全程中。
1 天然气集输工艺流程
实际中应全面考虑以下几项情况:采气工程方案、产品战略、天然气的物理性质等, 通过经济合理的技术进行详细的对比和确定, 并且, 还必须做好下列几项任务目标:首先, 工艺流程应呈现出密闭特性, 降低天然气的消耗损失;科学合理的寻求与充分利用天然气井生产和规范要求相一致的液化石天然气、原油、稳定轻烃等各类产品。其次, 科学通过天然气并流体的压力能, 实现预期的集输系统压力标准要求, 保证良好的集输半径, 有效防止天然气中间接转的情况, 合理降低集输消耗损失率, 科学合理通过热能, 确保设备温度与管道温度的适当性, 需要注意的是, 不能有太高的天然气处理温度和输送温度, 降低热能的消耗。最后, 在设计天然气集输工艺过程中, 必须根据具体情况进行工艺流程的简化, 明确先进有效的使用设备。
2 天然气集输工艺处理措施
2.1 气层气地顶集输工艺
在气层气生产过程中, 通常会选用枯竭式这一开采工艺进行, 简言之就是自喷生产。在气田天然气的持续外采下, 使得气井大然气的压力越来越小, 如果压力一直降到集气管线压力以下, 那么, 将无法顺利的进入集气管网中。由于气田中有着不同的气井压降情况, 在条件允许的情况下, 要尽可能的做到高、低压管分输, 把低压气输送到当地用户中, 把高压天然气送至集气干线中;在基于气田气构建相应的系统时, 应配备专门的气田天然气增压站, 先提高低压气的压力然后进入管网中。
从气井中将天然气采出来之后, 在流经节流元件过程中, 常常因为节流作用的影响, 导致气体压力不断下滑, 体积出现了膨胀的情况, 温度越来越低, 如此一来会生成水化物对生产造成了一定的干扰。为了有效遏制住水化物情况的出现, 国内已经研发出了井口加热节流地面工艺与井口注醇高压集输工艺这两种模式。国内外经常会以加热的方法为主促使天然气温度不断提升, 确保节流前后阶段的气体温度要比气体所处压力下水化物的生成温度高。
在我国四川气田、胜利油田等一些有年头油田中常常采用井口加热节流地面集输模式, 提前在井场中加热好气井产出的天然气, 再进行节流, 如果是具有较高压力的井, 应进行两次加热及节流, 且做好气液分离和计量工作。对于具有井下气嘴形式的气井, 在进行地面集输过程中不用采用任何增加温度的设备;近年来, 国内自行研发了先进的井口注醇集输模式, 目前已广泛应用于西部气田中, 井口不用配备任何的设备, 天然气集气站中的注解泵实际通过注醇管线把醇及时有效的注入到由井口生产出的天然气中, 这样就不会发生冻堵的情况了。天然气通过一番注醇后, 会整体汇集到天然气集气站中, 再在天然气集气站中节制流入或流出、分离、统一量值传递, 最后在整个天然气集气站进行综合处理, 主要是脱硫与脱水。该模式最大的优势之处是:管理便捷性、投资小, 不过由于要进行注醇, 所以需要花费掉高的运行费。
2.2 天然气集输脱水工艺
在设计天然气脱水工艺过程中, 必须严格按照规范标准进行。在安装分离器过程中, 应特别注意在天然气原料气未进脱水前进行。将安全阀安装于天然气容积式压缩机和泵的出口管线上。天然气吸附脱水器中不用设置相应的安全阀, 明确指出将安全阀科学合理的设置在天然气原料气没有通过脱水器前和截断阀后的管线上。在选择相应的天然气脱水装置过程中, 气体最好以全启式安全阀为首选, 液体以微启式安全阀为首选。实际选用的安全阀弹簧必须有一套完善高效的措施以避免腐蚀情况的发生。
2.3 天然气集输防火防爆工艺
在选用天然气处理、轻烃回收中所用的电气设备时, 应严格根据规范标准进行。对于天然气轻烃回收油罐, 必须根据颁布实施的《压力容器安全技术监察规程》是相一致的。当遇到雷雨天气时, 不得进行轻烃液化气的安装与拆卸工作。对于轻烃回收罐区要根据GB50074规定, 明确相应的防火堤、罐体防雷防静电接地装置, 要保持10Ω以下的接地电阻。在确立具体的天然气装置后, 必须做相关的试压、试运、气体置换后方可投入到实际中生产。用在置换中的气体要以惰性气体为主, 置换结束后, 要取样分析, 含氧量在百分之二以下的属于规范标准范围内。
在明确具体的天然气处理装置后, 实际如果需要带压不置换动火焊补, 第一步要做的是放空, 第二步通过蒸汽吹扫、蒸气清洁、抽取样品分析, 具有可燃特性的气体实际浓度必须保持在其爆炸的最低浓度范围内, 通常不超过百分之二十五。对于实际存在的动火设备、管道和具有可燃特性气体间彼此连接的进、出口法兰, 要严格使用用钢制作而成的绝缘盲板, 从而做到不传导作用, 要求其厚度要在6 mm以上。如果是气温在零摄氏度以下的区域, 要制定完善高效的防冻措施避免气、水分离容器、设备等的冻结, 若实际中发生了冻结、堵塞情况不得通过明火的办法解决。
3 结论
综上所述可知, 做好天然气集输工艺及其处理研究工作至关重要, 在带来经济价值的同时还创造了较好的社会效益, 是我们今后工作中一直致力于的研究事项。本文主要从天然气集输工艺流程分析入手, 提出了几种天然气集输工艺处理措施, 希望对天然气集输的有序运行有所帮助。
参考文献
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[4]谢飞, 吴明, 王丹, 李鑫, 范桓.油田集输系统的节能途径[J].管道技术与设备, 2010, (01)
[5]刘恩斌, 李长俊, 成琳琳.天然气集输管网仿真技术研究[J].西安石油大学学报 (自然科学版) .2009 (03)
处理工艺及措施 篇11
此研究报告刊登于《农业工程学报》2011年6月第27卷第6期，题为《处理农村生活垃圾装置的研制及工艺》，第一作者为华南农业大学资源环境学院研究生文国来，指导教师为博士生导师王德汉教授。
农村生活垃圾是指农村生态系统中居民日常生产、生活产生的垃圾，组成成分十分复杂，大致分为三类，分别是塑料、纸板、金属、玻璃，有机垃圾及有害垃圾。近年来长期受到忽略的农村垃圾问题对农村环境及社会发展造成了很大压力，垃圾中所含的有毒物质和病原体，威胁农村人口健康，严重影响农业与居民生产生活环境。目前，农村生活垃圾不仅数量猛增，而且组成结构发生了明显变化，逐步向城市“看齐”，处理难度越来越大，自然生态消化的方式已不能满足需求，应重新审视处理方式及模式。经分析，相对城市，农村生活垃圾的处理具有以下特点：一是具有广阔的处理消纳空间；二是投资小，处理设施简单；三是产生点分散，收集较困难。生活垃圾处理主要采用的技术方法有：填埋、焚烧、堆肥等，而发达国家的生活垃圾的收运和处理体系已进入了比较高级的发展阶段，生活垃圾管理的目标，已不仅仅局限于集中收集、集中处理、减少环境污染，而正进入分类收集，材料回用，分类处理，资源化利用以及源头减量阶段。
为了改善农村生产生活环境，建设社会主义新农村，达到村容整洁的要求，许多研究者开展了农村生活垃圾处理处置方面的研究工作，取得了很大进展。日前，广州市已在逐步试点推行生活垃圾分类处理，番禺区的许多村镇也是试点基地，研究者针对现状，选择大石镇猛涌村生活垃圾为研究对象，在垃圾分类的基础上，首次提出了完整的生活垃圾无害化、减量化、稳定化及资源化的处理模式。
研究者发现，农村生活垃圾有机成分含量较高，达60%左右，含水率达60%—70%，其他如木竹、纸、纺织物、塑料橡胶、金属、玻璃、砖瓦、电池等成分占的比例相对较少，但最大的特点是混装收集、混装运输，造成了后续处理困难，资源浪费。调查还发现，有些居民还有乱扔垃圾的习惯，更没有垃圾分类的概念，但也有居民意识到垃圾带来的严重污染，并已深受其害，影响身心健康。新的处理工艺及模式应时所需，研究者提出的具体方法分为四步走：第一步是配合当地政府做好垃圾的源头分类工作，通过技术人员现场指导与通过电视、报纸、网络等工具长期开展垃圾分类教育；第二步，分类收集运输，对有价值的垃圾，诸如金属、塑料、纸板等必须回收利用，创造经济效应；第二步，有机垃圾适合堆肥，利用研究的堆肥装置进行处理，产品作为土壤改良、园林绿化利用；第四步，对无价值的垃圾最终实施填埋处理。结果顯示，利用分类和好氧堆肥原理设计的集稳定化堆肥、生物抽风除臭和生物滤池处理渗滤液于一体的处理农村生活垃圾装置及工艺，垃圾减容率40%，堆肥温度60℃维持5天以上，堆肥产品总养分含量（总氮+总磷+总钾）4.59%，超过NY525-2002标准大于4%的要求，整个处理过程无二次污染，显著降低了垃圾处理成本和改善了农村生态环境。
机械加工与热处理工艺配合措施 篇12
机械加工和热处理是机械制造业中的关键工艺环节, 同时也是改善零件加工质量、提高生产效率的重要手段。随着各类机械装备性能的提高, 制造出符合设计要求、用户满意、具有较高几何精度、性能可靠的产品是机械制造企业的目标。在制造高精度、高性能产品的背后必须有高的工艺制造水平和能力来保证。
1机械加工与热处理的关系
以工作中遇到的实例, 如矫直辊、齿轮、齿轴等来说明在机械加工工艺中, 冷热工序配合的必要性和重要性。
1.1切削加工与热处理
切削加工时工件的硬度应符合效率原则, 硬度过高, 则加工困难、刀具磨损严重、粗糙度高;硬度过低, 则发生粘刀现象, 易产生切削瘤同样增加刀具的磨损并划伤工件表面。因此, 应把硬度控制在170～210HB左右, 以利于加工。影响加工性能除了硬度外, 还有金属件内部组织。对高碳钢 (w (C) ≥0.6%) 而言, 得到碳化物呈球化且均匀分布的组织比片状珠光体切削加工性能好;对低碳钢 (w (C) ≤0.25%) 而言, 退火钢中含有大量铁素体、切屑易粘刀、表面粗糙度差、使用寿命低, 可采用正火工艺使钢切削性能得到改善;对中碳钢 (w (C) =0.25%～0.6%) 而言, 含碳量偏下限的宜采采用正火工艺, 含碳量偏上限的应采用调质工艺, 这样可获得低的表面粗糙度和好的切削加工性。
接触疲劳强度和弯曲疲劳强度与硬度成正比关系, 即硬度越高, 疲劳强度也越高。对需要表面强化 (高频淬火、氮化) 的工件, 不能为了满足切削加工性而采用降低调质硬度的方法, 这将导致硬化层下的基体缺乏必要的强度, 且降低了接触疲劳强度, 严重时重载齿轮甚至在齿根部发生断齿。
1.2磨削加工与热处理
对轧辊、矫直辊或要求精度高的齿轮应在渗碳淬火、回火后要进行磨削加工, 磨削过程中有时会发生磨削裂纹 (见图1) , 其中图1 (a) 是在平面磨削时出现的裂纹, 图1 (b) 是用砂轮端面磨削齿轮齿端平面时出现的裂纹, 图1 (c) 是在齿轮磨床上磨齿时出现的裂纹。
磨削裂纹与热处理和冷加工均有关系。从热处理角度来说, 造成磨削裂纹主要因素有碳化物浓度高、残余奥氏体含量多、回火不充分等。所以热处理时要注意控制这几方面的不利影响。从冷加工角度来说, 在磨削时要控制进刀量, 选择合适的砂轮粒度和高效冷却剂。
1.3机加工与热处理
机加工工艺对热处理的影响很大, 改变某些机加工工艺将给热处理带来很大的方便, 如硬度300～400 HB的车轮采用调质工艺就比中频淬火方便且成本较低。齿轮经渗碳淬火后, 公法线长度会涨大, 冷加工时把公法线控制在中、下差, 以便热处理后公法线在公差范围内。因此, 热处理前公法线长度公差应在冷加工和热处理之间应合理分配 (一般可取4∶6) 。
编制机加工工序与热处理的加工路线时, 考虑到感应加热淬火产品在热处理前多数已基本成形, 对容易开裂产品应调整工序, 以避免开裂, 如支撑辊的中频淬火、齿圈渗碳淬火等。图2为支撑辊示意图, 材料为GCr15, 辊面全长中频淬火, 按图示形状中频淬火后, 发现在两端台阶根部开裂, 经机加工改为辊面中频淬火后再车出两端台阶, 就避免了两端裂纹。图3为齿圈示意图, 由于厚薄相差大, 按图示形状渗碳、淬火后齿圈变形严重。采用齿圈两侧加厚渗碳, 车渗碳层后再淬火工艺解决了变形问题。
又如大模数齿轮的齿坯调质, 由于受到钢材淬透层深度的限制, 淬硬层很浅, 可进行粗开齿后再调质, 保证齿部 (尤其是齿根) 能淬透。调质的目的是要保证齿轮的齿部 (特别是齿根部) 达到设计要求的硬度, 以满足接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的要求, 为了使齿根处达到要求的硬度, 通常采用2种措施: (1) 根据钢材的淬透性选材; (2) 大模数齿轮采用齿部开槽调质、但大模数齿轮若按第1种方法不经济, 所以齿轮模数较大时, 一般采用先开槽后调质, 再精滚齿的工艺, 由于开槽调质改善了齿部冷却条件, 所以可以采用淬透性较低的合金元素较低的钢材, 从而降低了成本。
2机械加工中热处理配合问题的处理
在产品热处理前, 技术人员应考虑产品在热处理过程中可能出现的变形和开裂问题, 并采取行之有效的防范措施, 以大型齿轮为例探讨如下。
2.1大型齿轮渗碳淬火变形的处理
2.1.1 大型齿轮的渗碳淬火变形
大型齿轮经渗碳淬火后, 变形较大的是外径 (齿顶圆直径) 、公法线长度、斜齿轮的螺旋角。齿轮外径呈明显膨胀趋势, 且与装卡方式有关。若是单件齿轮淬火, 则呈现两端面外径膨胀大、中间外径膨胀小的特征;若是重叠挂装, 则呈现最上层、最下层端面外径膨胀大、中间外径膨胀小的特征。
2.1.2 大型齿轮渗碳淬火变形的处理措施
(1) 严格按热处理工艺操作, 大型齿轮渗碳后不采用直接淬火工艺, 以免增大变形, 造成内部金相组织的不合格, 多数采用快速炉冷或在缓冷坑中冷却。
(2) 留足加工余量 (包括变形余量和磨削量) , 对公法线长度余量应经反复测试后来确定。齿轴在渗碳前轴径方向应留有大于1.5倍渗碳层深度的加工余量, 渗碳后用齿节圆作基准面, 加工去掉轴径等不要求淬硬的渗碳层, 然后再进行淬火。
(3) 对齿圈类齿轮尽可能使截面厚薄均匀, 减少变形。
2.2大型齿轮渗碳淬火开裂的处理
齿轮的开裂与热处理操作、原材料缺陷、材料的化学成分等有很大关系, 应从改善钢件结构、合理选用钢材、确定合理技术条件三方面来考虑。
2.2.1 改善钢件结构
工件应避免尖角和严重厚薄不均。尖角处易过热, 加热和淬火时应力大、极易开裂, 因此应改为圆角或倒角。
2.2.2 合理选用钢材
对结构形状复杂、易变形和淬裂的零件可选用合适的合金钢;对形状复杂、但硬度要求不高的结构零件可选用含碳量较低的材料。含碳量高, 变形和开裂的倾向大, 如齿部采用感应加热的齿轮材料尽量不用感应淬火开裂倾向大的42CrMo材料, 宜改用35CrMo。
2.2.3 确定合理技术条件
技术条件应根据零件的工作条件及损坏形式来制订, 例如拉矫机工作辊 (材料为9Cr2Mo, 尺寸为Φ80 mm×1 526 mm) 按原工艺 (调质+中频淬火) 制造的辊子装机使用后, 仅使用了七天就磨损报废了。经过现场分析, 发现辊子主要受到磨擦磨损和磨粒磨损, 同时工作时辊面温度达到300 ℃左右, 从而使辊面硬度下降, 导致辊面磨损增加。辊面采用超音速热喷涂后, 装机使用了2个月才磨损, 寿命提高了3倍。又如渗碳齿轮的预先热处理采用调质工艺的调质硬度控制在170～230 HB为宜;对需要表面强化 (高频淬火、氮化) 工件, 不能为了满足切削加工性能而采用降低调质硬度的方法。
3结束语