大型空分设备因冷箱内管道泄漏无法继续运行，必须停车进行扒砂处理，严重影响钢铁企业的正常生产。导致空分设备冷箱内管道泄漏的原因有很多种，下面结合3个实例，就空分设备冷箱内管道泄漏的原因及预防措施进行论述。
1 空分设备冷箱内管道泄漏的实例
（1）2004年4月，南方某制氧厂10000m3/h空分设备投产3天后，下塔液空液位急剧下降，冷箱内压力急剧上升，精馏工况无法正常进行，空分设备被迫停车加温，进行扒砂处理。扒砂后发现液空进上塔调节阀V1前变径处断裂，导致大量液空泄漏。同年7月，南方另一制氧厂也在投产初期出现了类似的泄漏故障。
（2）2004年，安源钢铁股份有限公司制氧厂1#空分设备运行了近1个月，冷箱内密封气压力急剧上升，最高达到2.5kPa，冷箱下部气体纯度在设计范围内，而冷箱上部气体纯度异常。后因主换热器冷箱顶部安全阀喷出大量珠光砂而被迫停车。加温扒砂后发现主冷氖、氦气引出管根部开裂，大量氮气喷出，气流将污氮管表面喷成黑色；粗氩II塔靠近冷箱处的仪表管断裂，使粗氩II塔的空气进入冷箱。
（3）2008年8月，九江钢铁有限责任公司制氧厂（以下简称：九钢制氧厂）老厂区运行了8年的1#空分设备，因冷箱内密封气压力高，冷箱中、下部气体纯度低于正常设计值，冷箱顶部结霜严重，精馏工矿无法正常进行，被迫车车加温、检修。扒砂后发现污氮气出上塔安全阀三通底部存在多处严重泄漏，还有一部分仪表管根部断裂。造成泄漏。已运行了5年的2#空分设备因冷箱基础温度低（-1780C），部分冷箱基础通风孔结霜，冷箱底部气体纯度低于设计值；部分仪表管道堵塞，制氩系统无法建立正常工况。加温后，在扒砂过程中发现冷箱中、下部有大量液体，并且在扒砂过程中发生了砂爆现象。扒砂完后，在检漏过程中发现精氩进粗氩II塔回液管阀V757前有一漏点，大量精氩塔底部液氩进入冷箱内，造成冷箱内珠光砂积存大量液体，冷箱基础温度下降。
2 空分设备冷箱内管道泄漏的原因分析
2.1安装质量不过关
冷箱内大部分管道泄漏时安装质量部过关，安装过程控制不严造成的。由于安装不到位面导致冷箱内管道，容器泄漏主要体现在5个方面：
（1）冷箱内管道配管不按规范进行施工，塔内施工随意性大，未按照图纸要求施工。九钢制氧厂老厂区1#空分设备液氮进行上塔调节阀V3前管道的水平托架安装随意性就很大，托架被安装在该水平管道的中间段，而且与水平管道间的预留位置太小，该管道末端的焊缝虽然没被拉裂，但水平管道变形较大，影响了进上塔的液氮量。
（2）冷箱内管道管架、阀架的焊接质量不过关，管道管架、阀架的材料质量和数量不符合要求。冷箱内管道焊缝的质量可以通过拍片、试压检漏、裸冷检漏等一系列手段进行监控，但冷箱内管道管架、阀架的焊接质量就完全靠现场人员进行检查来保证。如果检查人员的技术水平不够或检查不到位，产生的后果就很严重。如南方某制氧厂的10000m3/h空分设备，开车3天就停车检修，主要因为塔内的管架大部分脱落。管架、阀架的材料几乎都是用了DN40mm的不锈钢管，而DN40mm以上的不修钢管使用得很少；安装质量存在问题，所有管架、阀架很少满焊，大部分是点焊。
（3）管道在是施焊前不能借助机械和人力强行对准，这点在冷箱内管道安装时需要特别注意。应尽量使管道自然对接，防止管道自身应力的产生。如管道在施焊前借助机械和人力强行对准，该处焊缝就很有可能在冷态下开裂，从而产生泄漏。
（4）冷箱内管道焊接时，焊接地线随意搭在设备上，而焊枪在管道上引弧。如九钢制氧厂2#空分设备V757阀前管道上的漏点，就是由于施工单位在冷箱内铝管上随意引弧产生的。
（5）施工完成后应将冷箱内的脚手架等全部清理掉，避免与塔内管道、容器相碰。如安源钢铁股份有限公司制氧厂1#空分设备 氩II塔靠近冷箱处仪表管断裂，就是由于施工单位没有将冷箱内脚手架全部清理掉，而仪表管道从粗氩II塔引至冷箱壁后，正好被一脚手架挡住，粗氩II塔在冷态下向下收缩，该仪表管道位置也随之下降，被脚手架挡住后齐根拉断。
2.2设计部合理，冷箱内安装材料的使用有所欠缺
冷箱内管道泄漏的原因除了安装质量不过关外，还有一个原因是设计不合理，冷箱内使用的材料有所欠缺。例如南方某制氧厂1000m3/h空分设备V1阀前管道的设计就不合理。液空管道从液空液氮过冷器出来至V1阀前，管线的具体布置呈阶梯形，并且没有靠着冷箱布置，而是从冷箱中部穿过，无法设置托架。该段管线只在阀门前设有1个托架，并且该托架还没有下支撑。因此，在冷态下该管线的冷缩力全部集中在该托架上，导致托架无法承受而断裂，随即冷缩力传递到V1阀前变径处，导致变径处的焊缝断裂，大量液空向冷箱内泄漏。
以前冷箱内的仪表管保护架采用DN30mm的角钢，容易变形，对仪表管道非但起不到保护作用，反而会“拉着”仪表管一起运动，导致部分仪表管从根部断裂，形成气（液）体泄漏。现在16500m3/h空分设备仪表管保护架都已采用DN50mm的角钢。安源钢铁股份有限公司制氧厂1#空分设备主冷氖、氨气引出管道根部开裂，事后分析认为该管道的保护架基本没有起到作用。因为该氖、氨气管道从主冷中部引出，到冷箱壁的距离较远，保护架长度大于3m，又因为该保护架采用DN30mm的角钢，强度不够，保护架从冷箱壁处断裂，并“拉着”氖、氨气管道向下运动，造成主冷氖、氨气引出管道根部受力开裂，大量的中压氮气（液氮）喷出，冷箱内压力上升，空分设备无法继续生产，被迫停车扒砂检修。
合理设置管架是保证空分设备稳定运行的重要因素之一。如管道上管架布置得不合理，或垂直管道上的抱箍将管道“抱死”，没有给管道留出足够的应力收缩空间，会造成管道变形甚至被拉裂。
2．3频繁的应力收缩
大型空分设备开停车或加温过于频繁，也会对管道造成很大的疲劳损害。一般来说，空分设备开车时，容器和管道的温降每小时不允许超过300C，就是出于对冷箱内管道应力收缩的考虑。
3 预防措施
空分设备冷箱内管道泄漏，在很大程度上由安装质量引起，因此为保证安装质量应采取以下预防措施：
（1） 熟悉设备图纸（包括工程设计单位的设计图和建设单位的施工图）和安装技术要求，为及时发现问题做好技术储备。
（2） 督促施工单位提高安装质量，不符合要求的地方必须进行整改。
（3） 空分设备平时的开、停车一定要严格按操作规程进行，对阀门的操作幅度不能过大，避免温度和压力剧烈变化，进而损坏空分设备。
4 结束语
空分设备冷箱内管道的泄漏对安全生产影响很大，特别是钢安装好的空分设备就因泄漏而被迫扒砂检修，将给钢铁气体造成很大的经济损失。因此，空分设备的安装工作一定要得到各方面的高度重视，只有在安装过程中对安装质量加以严格控制，在平时严格按规程操作，才能实现空分设备长期安全、稳定运行。
