氨气瓶连接接头损坏分析与改进

吕孟静

（中国宝武钢铁集团宁波宝新不锈钢有限公司，浙江宁波 315807）

0 引言

氨气在工业企业中使用极为广泛，宝新公司3AP 机组由德国SUNDWIG 有限公司设计制造，是一条热带退火酸洗机组，用来加工AISI 300 系列、AISI 400 系列热轧不锈钢带，钢带宽650～1350 mm、厚2.0～6.0 mm（±10%）。主要设备由开卷机、入口活套、炉子段、破磷机、抛丸机、酸洗段、出口活套、卷取机组成。其中酸洗段配应了2 套环保设备，分别为脱氮系统与酸再生系统，通过选择还原反应从NOx中清洗废气，在热交换器中，通过离开设备热的已净化过的废气间接传热的热交换，加热进入脱氮设备的原始废气,预热后的废气通过燃烧器进行进一步的加热，并且与氨水混合，然后导入反应室。反应室用蜂窝状催化剂填充。因此，通过选择的催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR），利用固体金属氧化物催化剂将NO/NOx转化成N2和H2O，从而达到废弃的排放标准。

1 氨气瓶口损坏的原因分析

宝新公司使用的氨气为瓶装氨气，采用一端为活接头的金属软管与氨气瓶瓶口相连（图1）。分析认为，氨气瓶口损坏的原因主要有2 个。

（1）更换作业频繁，拆装时间长、瓶口与软接头的螺纹易磨损，存在螺母打滑及介质泄漏的危险。

根据生产需求，每24 h 要更换12 瓶氨气，安装和拆卸时间分别为4 min，和2 min。更换气瓶时软管接头内螺纹丝和瓶口外螺栓丝扣频繁的拆装配合后，会导致瓶口螺纹的最大直径、螺纹的升角、螺纹的牙型角出现不同程度的磨损及损坏现象（图1），磨损后就会出现接口密封不严介质泄漏。

图1 瓶口螺纹磨损

（2）氨气软管在旋紧过程中容易打结，反复弯折后软管本体易破裂。

氨气瓶和输送管的连接采用的软管与瓶口对接，中间没有任何过渡接头，在拆装时无论是瓶口垫片还是软管都会直接受力，垫片容易随力的方向变形，导致密封错误不严实，而紧固时也容易导致软管打结本体破裂，加上更换的频率过高极易发生泄漏（图2、图3）。

图2 原软管与瓶口连接

图3 软管打结

2 氨气瓶口连接方式的改进

为了解决这种安全隐患，出于安全性及经济性的角度考虑，自行设计了一种新型的氨气瓶快速接头。

该新型的氨气瓶快速接头由弯管、套管、固定框架、锥形顶丝4 部分组成（图4）。

（1）在软管与瓶口设计一根过渡弯管与瓶口相连，在拆装过程中软管不会随着螺母一起转动，消除了软管受力而打结问题。

（2）设计的管套用于与瓶口定位，可有效防止弯管锥头与氨气瓶口错位。

（3）设计固定框架，采用框架挤压式固定，用锥形顶丝挤压瓶口进行固定密封，在拆装过程中垫片处于静止状态，不会出现垫片错位以及瓶口螺纹磨损等问题。

（4）设计的锥形顶丝，用于挤压瓶口的方形块，密封垫片处于静止状态，通过调节顶丝的松紧度来实现瓶口的密封。

3 实施方法

预组装：将弯管有螺纹的一端与氨气软管固定（提前安装后不再拆卸）。

安装方法：将弯管放于固定框架内，再将固定框架放置在氨气瓶使用口上，使弯管顶住使用口后顺时针调节锥形顶丝将弯管顶紧，再开瓶口阀就能实现氨气供应（图5）。通过实验验证，安装时间为1～2 min。

图4 新型的氨气瓶快速接头

图5 新型氨气瓶快速接头的安装

拆卸方法：先关闭氨气瓶口阀，再打开输送管上的排放阀，卸掉软管内的余压，再逆时针松锥形顶丝就能快速的将固定框架拆除。通过实验验证，拆卸时间在1 min 以内。

4 总结

通过新型的氨气瓶快速接头的使用，可操作维护性高，拆装方便，缩短了更换作业时间，提高了设备的安全性能，保护了气瓶的螺纹接口，降低了氨气使用的危险性。自2013 年1 月至2015 年6 月投入使用后，未发生过瓶口螺纹损坏和软管破裂等问题。