鞠鵬翔

(中國石油吉林石化建修公司租憑車間,吉林,吉林,132021)

淺析中壓分解分離器貯槽碳鋼殼體的損壞與維修

鞠鵬翔

(中國石油吉林石化建修公司租憑車間,吉林,吉林,132021)

國內大化肥裝置尿素高壓設備是化肥裝置中的關鍵設備,尿素裝置是否能長周期安全的運行直接由尿素高壓設備的狀況的好壞決定。本文分析了中壓分解分離器貯槽碳鋼殼體的結構、損壞和維修,為現實設備的管理和維修提供了借鑒作用。

中壓分解分離器;碳鋼殼體損壞與維修

1 資料

調查顯示,大化肥裝置尿素高壓設備是化肥裝置的關鍵設備,尿素裝置是否能長周期安全的運行直接由尿素高壓設備的狀況的好壞決定。從近 30年情況看,對尿素高壓設備所進行的檢測和修理狀況進行分析和總結之后,我們發(fā)現:尿素高壓設備所存在的腐蝕缺陷,這些腐蝕缺陷具有一定的共性,以此同時,我們還發(fā)現:少數廠家尿素高壓設備時常出現一些特殊問題,歸結問題的原因原因,也有一定的規(guī)律性可循。70年代,新設備存在制造質量缺陷嚴重,有些設備一個生產周期以后便發(fā)現有嚴重的腐蝕缺陷,80年代 -90年代,不管是 NH3還是 C02提裝置都存在不同程度不同性質的缺陷,尿素中壓系統中重要設備是中壓分解分離器(V102),L102是中壓分解分離器底部的液位貯槽,液位貯槽底部的液相組成質量百分比,C021.37%,NH36.49%,Ur 63.69%,H2028.75%。開始,尿素高壓設備本體東側玻璃視鏡出現了較小程度的輕微外漏,表面尿液順著外側碳鋼殼體流到地面,以為尿液還有大量的離子,對碳鋼的產生了腐蝕性,尿液不斷外漏,不斷的加重對設備的腐蝕,愈漏愈烈的惡性循環(huán),使碳鋼殼體遭到嚴重腐蝕。大檢修時我們發(fā)現,碳鋼殼體的焊縫與視鏡下方已經開始剝離,下部碳鋼殼體遭到了嚴重的腐蝕,最嚴重的腐蝕部位:面積約為 160×45Omm。厚度有 8.5mm,完全腐蝕掉殼體碳鋼層,露出了過渡層金屬。

2 設備的構造

我們?yōu)榱嗽黾幽蛩馗邏涸O備對尿液的耐腐蝕性,堆焊316L的襯里在 L102的里層,以外側碳鋼為基礎?？偤穸?7mm,襯里是自動堆焊 6mm厚的A240—316L金屬,中間是自動堆焊 lmm厚的ER309L的過渡層金屬,殼體的外層是10mm厚的A516一 Gr70基體金屬。能夠承受較大的壓力波動和較高的溫度,結合牢固是襯里的特點和優(yōu)點,它的缺點是不容易進行檢漏,且成本很高。L102殼體材料的化學成分組成如表1所示。

L102殼體采用 G MAW工藝焊接,多焊道 (運用 ER 309Lφ1.2mm始焊道對 L102殼體進行焊絲,運用 ER 316Lφ1.2mm終焊道對 L102殼體進行焊絲),單焊極,氬氣作為其保護氣體,氣體百分組成為百分之一的氧氣和百分之九十九的氬氣。電流極性為 RP,電流類型為DC,電壓為 24-26V,電流為 180-200A。焊后不作熱處理。L102焊接工藝見表2。

3 檢修方案

從圖一中我們可以看出,L102殼體外部既有過渡層金屬,也有碳鋼金屬受到腐蝕,由于制造時焊后沒有對其作熱處理,增加了現場檢修成的可能性,我們利用碳鋼與異種鋼焊材 ER309良好的結合性,在決定橫向焊接,不打坡口,以現場從設備外部電焊堆焊方法修復,根據現場狀況,修復如下:方案一:(1)清理表面一切有礙焊接的污物,保持表面干凈;(2)用 PT對其表面進行檢驗,仔細確認設備外部清理后沒有任何缺陷;(3)需堆焊的最高位置的水應該略微低于容器內裝入水位;(4)以 A302的焊條或 ER309L堆焊;第一層堆焊后經 PT檢驗;(5)為了減少焊接應力,適當 (逐層)敲擊堆焊填充層,堆焊金屬;(6)保障在不敲擊蓋面層堆焊的前提下,繼續(xù)第二次作 PT檢驗;(7)作水壓試驗:用壓力為 3MPa中壓沖洗水;(8)第三次重復再作一次 PT檢驗,沒發(fā)現任何不正確因素;(9)焊接規(guī)范:焊接位置:橫向焊接,焊速:2OO一240mm/min,焊條直徑φ3.2mm,電流:90一 l10A,焊條烘干:2小時 ×2500C。

方案二:(1)這種方案主要考慮設備承壓強度的要求,同類廠家國內曾使用過.殼體外側用 15mm厚的鋼板箍,然后焊死對接處。(2)根據碳鋼與異種鋼焊材 ER309兩者之間的良好的結合性,在現場對尿素高壓設備外部橫向焊接,不打坡口,用電焊堆焊方法修復,。

4 結果

采用的第一種方法由于不需要熱處理的緣故,使得能夠直接在現場進行堆焊處理,并且可以從根本上解決所有的設備問題。結束堆焊修復后,對修復部位進行檢測:它的厚度為 17.8mm,完全符合原有尺寸的標準要求。延長了使用壽命,保持半年的試用期效果都很好。而第二種方案因為設備視鏡密封為鋼對玻璃,變形后研磨修理相當困難,密封面為狹長形,從根本上,不能解決設備再次泄漏引起的危害。

5 結論

雖然化工設備腐蝕的形式之一是尿素高壓設備,但它具有特殊形貌和產生的特殊部位的原因。多年統計數據檢測測統計結果與國外專業(yè)檢測隊伍相比,尿素高壓設備的腐蝕缺陷發(fā)生的部位及類型基本相同。設備的腐蝕檢測和修理工作,不僅要求檢測、檢驗和修理人員具有理論基礎,而且要求現場責任心和工作經驗尤為重要。保證設備的檢修質量,需要高素質的人才進行質量的監(jiān)督和管理。同時,我們應當增加他們對設備缺陷的感性和理性的認知能力;堅決做好質量監(jiān)督管理人員的培訓和知道工作。尿素高壓設備的管理,從設備的設計制造到設備投用以及檢維修的全程過程、都應處于監(jiān)控狀態(tài),只有對新設備的質量進行必要的耐腐蝕性檢測,才能保證裝置平穩(wěn)、安全、長時間的工作運行,才能產生最大的經濟效益和社會效益。

TF111.14+3

A

1003-3467(2010)04-0090-01