一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法与流程
本发明涉及煤气存储设备等工业橱柜的基础施工领域，尤其涉及一种应用于威金斯煤气柜底部下部与基础之间的施工充填装置及相应的充填方法。
背景技术：
威金斯煤气柜作为一种煤气存储设备，其主要由本体钢结构、密封装置、调平装置等组成，其中本体钢结构又可分为柜顶、柜体、活塞、t挡板与t挡板托架、柜底板等部分，而活塞又包括活塞挡板、砼坝梁、活塞板等，威金斯煤气柜整体为圆形结构，内部为活塞，通过专用橡胶膜连接壁板与活塞，达到密封的效果。当煤气柜活塞着床的时候，活塞板与煤气柜底板相贴合，而威金斯煤气柜的底板则直接敷设在煤气柜的基础之上，煤气柜底板为拱顶结构，而基础则由沥青砂浆浇筑而成。
威金斯煤气柜(以下简称煤气柜)从设计到安装，煤气柜“馒头包”的基础、环梁基础的建设，要保证其圆弧度和水平度，这部分工序在施工当中，往往会存在一定的允许偏差，而施工中在基础上面铺设底板时，底板是由约4.5mm厚的薄板通过搭接的方式，进行集中焊接而形成的正片薄板贴合在煤气柜馒头包基础上，由于焊接量大，且焊接受热产生应力，应力释放后就会出现拱起的现象，即使采取再先进的焊接工艺和后期相应的处理，虽然能减少底板焊接的变形量，但仍无法使底板与基础紧密贴合，出现拱起的现象不可避免。这种拱起现象加之原有基础上存在有一定的高低不平现象，导致煤气柜底板与基础之间必然会存在一定的空间，而底板在焊接结束后，只能对上表面进行防腐处理，而下表面无法进行防腐措施，一旦煤气柜在长期运行后，由于转炉煤气腐蚀性强，底板发生泄漏，且转炉煤气又是有毒性气体(co含量≥60％)，一旦底板某处出现泄漏，煤气及冷凝水会通过泄露点出现在底板的下部，加剧了底板的腐蚀，最终导致煤气大量泄漏现象严重，同时由于泄漏的煤气在一定压力作用下，很容易渗入到底板与馒头包基础之间的空间中，并残留在这部分空间当中。
而现有技术下的煤气柜现场检修需要先将活塞着床，再对底板进行修补，更换则需要进行动火作业，而此时底板与馒头包基础之间的空间所残留的煤气，无论是散发出来还是与空气混合均有可能达到了爆炸极限，其危险性都是不言而喻的，必须要先用氦气n2吹扫，将煤气置换干净，确保煤气不残留，而氦气吹扫、置换的过程繁琐，并需要电钻对底板钻孔，而钻孔过程中也会产生高温，需用大量水进行冷却辅助处理，转孔过程也是对底板的完整性破坏，每一次的底板动火作业均需要进行转孔作业，增加工作量的同时也具有一定的危险性，甚至有可能发生爆炸，酿成巨大的安全责任事故。
技术实现要素：
为了解决现有技术下的煤气柜底部的底板会出现拱起的现象，无法使底板与基础紧密贴合，这种拱起现象加之原有基础上存在有一定的高低不平现象，导致煤气柜底板与基础之间必然会存在一定的空间，该空间由于腐蚀等各种原因导致煤气泄漏并残留，最终导致可能出现安全隐患的问题，本发明提供了一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法，该充填装置及充填方法利用了沥青砂浆的流动性及沥青砂浆自身的重力作用，并且在真空条件下能消除汽泡，使沥青砂浆有效地充实，能够有效地对威金斯煤气柜底板与基础之间的间隙进行充填。
本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法，其具体结构及方法步骤如下所述：
一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置，包括威金斯煤气柜底部钢板和沥青砂浆罐，其特征在于：
所述的威金斯煤气柜底部钢板在其中心位置开孔，并在该孔处设置有一连接套件，该连接套件为通孔状，其下部的套件件身与威金斯煤气柜底部钢板的中心位置开孔处焊接，而该连接套件内部上端开设有内螺纹，通过该内螺纹将一充填装置组件的底部与连接套件旋接；
所述的充填装置组件的上部与沥青砂浆罐通过一砂浆输送软管连接，且该充填装置组件与一设置在充填装置组件一侧的抽真空装置组件连接。
根据本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置，其特征在于，所述的充填装置组件包括灌浆腔体、抽气腔体和抽气管道，其中，灌浆腔体为一竖立状的管状物，其上部开设有灌浆腔体外螺纹,通过该灌浆腔体外螺纹与砂浆输送软管旋接，再通过砂浆输送软管将沥青砂浆罐内的沥青砂浆灌入灌浆腔体内，并通过连接套件送入下方的威金斯煤气柜底部钢板与基础之间的间隙，抽气腔体套接式设置在灌浆腔体上，抽气腔体的直径大于灌浆腔体，即抽气腔体与灌浆腔体之间留有抽气空间，该抽气腔体上部与灌浆腔体套接处采用焊接密封固定，抽气腔体的下部为通孔式设计，且该抽气腔体的下部开设有抽气腔体外螺纹，通过该抽气腔体外螺纹与连接套件内部上端的内螺纹旋接，使得抽气腔体及灌浆腔体与连接套件连接，而抽气管道则开设在抽气腔体的一侧，该抽气管道与抽气腔体的抽气空间相通，且该抽气管道开设有抽气管道外螺纹，通过该抽气管道外螺纹与抽真空装置组件连接。
根据本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置，其特征在于，所述的抽真空装置组件包括真空泵、调压阀、抽气软管、真空表连接套管和真空表，其中真空泵设置在充填装置组件的一侧，调压阀连接设置在真空泵的上部，通过该调压阀来调节控制真空泵抽真空度，真空泵一侧的抽气口连接抽气软管的一端，而该抽气软管的另一端则与真空表连接套管的一段连通，真空表则连接设置在真空表连接套管上，且该真空表连接套管的另一端则与充填装置组件的抽气管道的抽气管道外螺纹旋接，即，通过该真空表可实时监测得知抽气腔体及抽气管道内的抽真空度。
一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填方法，基于上述的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置，其具体步骤如下所述：
1)将连接套件下部的套件件身与威金斯煤气柜底部钢板的中心位置开孔处焊接，而该连接套件内部上端开设有内螺纹，通过该内螺纹将一充填装置组件的底部与连接套件旋接，该充填装置组件的上部与沥青砂浆罐通过一砂浆输送软管连接，且该充填装置组件与一设置在充填装置组件一侧的抽真空装置组件连接；
2)步骤1)的各个部件连接完毕后，启动抽真空装置组件的真空泵，并通过其连接设置的调压阀来调节控制真空泵抽真空度，真空表则监测抽气腔体及抽气管道内的抽真空度；
3)步骤2)中，启动真空泵并通过调压阀控制抽真空度为14％，在抽真空负压及沥青砂浆罐内的沥青砂浆的自身重力的作用下，沥青砂浆通过充填装置组件的灌浆腔体灌入威金斯煤气柜底部钢板与底部基础之间的间隙，并且在沥青砂浆自身重力的作用下继续流淌到间隙的最低处；
4)步骤3)中，当沥青砂浆灌满之后，关闭沥青砂浆罐，此时需要继续保持真空泵处于抽真空状态，抽真空产生的抽真空负压能消除沥青砂浆中的气泡。待真空表显示抽真空度达到15％时，关闭真空泵，将充填装置组件与连接套件分离，并使用标准管件拧入连接套件的上端将其封堵，使威金斯煤气柜底部钢板与基础之间的间隙被紧密填充，防止了煤气泄漏；
5)上述步骤2)～步骤4)中的抽真空负压控制要求如下：
威金斯煤气柜底部钢板压力承载计算：
钢板球面直径：di＝51400mm，球面厚度：δr＝8mm，
使用材质：q235b([σ]＝113mpa)，焊接系数：
取值：0.0009，通过
根据jb/t4746-2002标准，选定λ＝1，对应的q1.0＝2.45
而在真空的条件下，煤气柜底部所承受的压力为：
而在常温条件下，q235b的[σ]25℃＝235mpa
所以在完全真空的条件下，威金斯煤气柜底部钢板所承受的压力为797.29mpa，远超q235b的最大可承受压力，为保证安全，威金斯煤气柜底部钢板的承受压力以[σ]100℃＝113mpa计，此时威金斯煤气柜底部钢板允许承受的最大压力为：
以上数据是根据压力容器设计标准计算得出。
根据本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填方法，其特征在于，为了保证对威金斯煤气柜底部钢板与基础之间的间隙安全地进行灌注填料，故负压设定为14kpa，压力过大则将会造成底部钢板的球面板下坍。而在填料的灌注过程中，设定的负压要保持不变，当灌注完成后，在填料固化的时间内保持负压的抽取，以保证填料中的汽泡被完全抽取，不形成汽泡空隙，真空表监测抽气造成的负压，以真空度表示为14％。
上述目的在于，在填料的灌注过程中，设定的负压要保持不变，当灌注完成后，在填料固化的时间内保持负压的抽取，保证填料中的汽泡被完全抽取，不形成汽泡空隙，此时千万不可加大负压，因为填料虽然是不可压缩的，但在没有固化之前它具有流动性，同时也没有支撑力，在外界的压力下会从灌注口被挤压溢出，只有在完全固化后具有支撑力的情况下，可以加大负压，对其中的一些尚未充满的部位再进行充填。
使用本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法获得了如下有益效果：
1.本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法，能够有效地对威金斯煤气柜底部钢板与基础之间的间隙进行充填，利用沥青砂浆的流动性及沥青砂浆自身的重力作用，并且在真空条件下能消除汽泡，使沥青砂浆有效地充实，使得后续检修工作的氮气气源可寻，柜外煤气管道吹扫氮气气源非常方便；
2.本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法，其填充装置操作方便；
3.本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法，能使底板下部未防腐的地方得到填充料的有效保护；
4.本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法，其管堵密封效果好，拆卸方便。
附图说明
图1为本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法的装置部分的具体结构示意图；
图2为本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法的充填装置组件的具体结构示意图；
图3为本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法的连接套件的具体结构示意图。
图中：1-威金斯煤气柜底部钢板，2-沥青砂浆罐，3-连接套件，4-砂浆输送软管，a-充填装置组件，a1-灌浆腔体，a1a-灌浆腔体外螺纹，a2-抽气腔体，a2a-抽气空间，a2b-抽气腔体外螺纹，a3-抽气管道，a3a-抽气管道外螺纹，b-抽真空装置组件，b1-真空泵，b2-调压阀，b3-抽气软管，b4-真空表连接套管，b5-真空表。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法做进一步的描述。
实施例
如图1～图3所示，一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置，包括威金斯煤气柜底部钢板1和沥青砂浆罐2，威金斯煤气柜底部钢板在其中心位置开孔，并在该孔处设置有一连接套件3，该连接套件为通孔状，其下部的套件件身与威金斯煤气柜底部钢板的中心位置开孔处焊接，而该连接套件内部上端开设有内螺纹，通过该内螺纹将一充填装置组件a的底部与连接套件旋接；
充填装置组件a的上部与沥青砂浆罐2通过一砂浆输送软管4连接，且该充填装置组件与一设置在充填装置组件一侧的抽真空装置组件b连接。
充填装置组件a包括灌浆腔体a1、抽气腔体a2和抽气管道a3，其中，灌浆腔体为一竖立状的管状物，其上部开设有灌浆腔体外螺纹a1a,通过该灌浆腔体外螺纹与砂浆输送软管4旋接，通过砂浆输送软管将沥青砂浆罐2内的沥青砂浆灌入灌浆腔体内，并通过连接套件3送入下方的威金斯煤气柜底部钢板1与基础之间的间隙，抽气腔体套接式设置在灌浆腔体上，抽气腔体的直径大于灌浆腔体，即抽气腔体与灌浆腔体之间留有抽气空间a2a，该抽气腔体上部与灌浆腔体套接处采用焊接密封固定，抽气腔体的下部为通孔式设计，且该抽气腔体的下部开设有抽气腔体外螺纹a2b，通过该抽气腔体外螺纹与连接套件内部上端的内螺纹旋接，使得抽气腔体及灌浆腔体与连接套件连接，而抽气管道则开设在抽气腔体的一侧，该抽气管道与抽气腔体的抽气空间相通，且该抽气管道开设有抽气管道外螺纹a3a，通过该抽气管道外螺纹与抽真空装置组件b连接。
抽真空装置组件b包括真空泵b1、调压阀b2、抽气软管b3、真空表连接套管b4和真空表b5，其中真空泵b1设置在充填装置组件a的一侧，调压阀连接设置在真空泵的上部，通过该调压阀来调节控制真空泵抽真空度，真空泵一侧的抽气口连接抽气软管的一端，而该抽气软管的另一端则与真空表连接套管的一段连通，真空表则连接设置在真空表连接套管上，且该真空表连接套管的另一端则与充填装置组件a的抽气管道a3的抽气管道外螺纹a3a旋接，即，通过该真空表可实时监测得知抽气腔体及抽气管道内的抽真空度。
一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填方法，基于上述的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置，其具体步骤如下所述：
1)将连接套件3下部的套件件身与威金斯煤气柜底部钢板1的中心位置开孔处焊接，而该连接套件内部上端开设有内螺纹，通过该内螺纹将一充填装置组件a的底部与连接套件旋接，该充填装置组件的上部与沥青砂浆罐2通过一砂浆输送软管4连接，且该充填装置组件与一设置在充填装置组件一侧的抽真空装置组件b连接；
2)步骤1)的各个部件连接完毕后，启动抽真空装置组件b的真空泵b1，并通过其连接设置的调压阀b2来调节控制真空泵抽真空度，真空表b5则监测抽气腔体a2及抽气管道a3内的抽真空度；
3)步骤2)中，启动真空泵b1并通过调压阀b2控制抽真空度为14％，在抽真空负压及沥青砂浆罐2内的沥青砂浆的自身重力的作用下，沥青砂浆通过充填装置组件a的灌浆腔体a1灌入威金斯煤气柜底部钢板1与底部基础之间的间隙，并且在沥青砂浆自身重力的作用下继续流淌到间隙的最低处；
4)步骤3)中，当沥青砂浆灌满之后，关闭沥青砂浆罐2，此时需要继续保持真空泵b1处于抽真空状态，抽真空产生的抽真空负压能消除沥青砂浆中的气泡。待真空表b5显示抽真空度达到15％时，关闭真空泵，将充填装置组件a与连接套件3分离，并使用标准管件拧入连接套件的上端将其封堵，使威金斯煤气柜底部钢板1与基础之间的间隙被紧密填充，防止了煤气泄漏；
5)上述步骤2)～步骤4)中的抽真空负压控制要求如下：
威金斯煤气柜底部钢板(1)压力承载计算：
钢板球面直径：di＝51400mm，球面厚度：δr＝8mm，
使用材质：q235b([σ]＝113mpa)，焊接系数：
取值：0.0009，通过
根据jb/t4746-2002标准，选定λ＝1，对应的q1.0＝2.45
而在真空的条件下，煤气柜底部所承受的压力为：
而在常温条件下，q235b的[σ]25℃＝235mpa
所以在完全真空的条件下，威金斯煤气柜底部钢板所承受的压力为797.29mpa，远超q235b的最大可承受压力，为保证安全，威金斯煤气柜底部钢板的承受压力以[σ]100℃＝113mpa计，此时威金斯煤气柜底部钢板允许承受的最大压力为：
以上数据是根据压力容器设计标准计算得出。
为了保证对威金斯煤气柜底部钢板1与基础之间的间隙安全地进行灌注填料，故负压设定为14kpa，压力过大则将会造成底部钢板的球面板下坍。而在填料的灌注过程中，设定的负压要保持不变，当灌注完成后，在填料固化的时间内保持负压的抽取，以保证填料中的汽泡被完全抽取，不形成汽泡空隙，真空表(b5)监测抽气造成的负压，以真空度表示为14％。
上述目的在于，在填料的灌注过程中，设定的负压要保持不变，当灌注完成后，在填料固化的时间内保持负压的抽取，保证填料中的汽泡被完全抽取，不形成汽泡空隙，此时千万不可加大负压，因为填料虽然是不可压缩的，但在没有固化之前它具有流动性，同时也没有支撑力，在外界的压力下会从灌注口被挤压溢出，只有在完全固化后具有支撑力的情况下，可以加大负压，对其中的一些尚未充满的部位再进行充填。
本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法，能够有效地对威金斯煤气柜底部钢板与基础之间的间隙进行充填，利用沥青砂浆的流动性及沥青砂浆自身的重力作用，并且在真空条件下能消除汽泡，使沥青砂浆有效地充实，使得后续检修工作的氮气气源可寻，柜外煤气管道吹扫氮气气源非常方便。且本发明填充装置操作方便，并能使底板下部未防腐的地方得到填充料的有效保护，另外本发明的管堵密封效果好，拆卸方便。
本发明的一种威金斯煤气柜用底板下部基础充填装置及充填方法适用于各种威金斯煤气柜的底板下部与基础之间的充填领域。
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