浅析中压分解分离器贮槽碳钢壳体的损坏与维修

鞠鹏翔

(中国石油吉林石化建修公司租凭车间,吉林,吉林,132021)

浅析中压分解分离器贮槽碳钢壳体的损坏与维修

鞠鹏翔

(中国石油吉林石化建修公司租凭车间,吉林,吉林,132021)

国内大化肥装置尿素高压设备是化肥装置中的关键设备,尿素装置是否能长周期安全的运行直接由尿素高压设备的状况的好坏决定。本文分析了中压分解分离器贮槽碳钢壳体的结构、损坏和维修,为现实设备的管理和维修提供了借鉴作用。

中压分解分离器;碳钢壳体损坏与维修

1 资料

调查显示,大化肥装置尿素高压设备是化肥装置的关键设备,尿素装置是否能长周期安全的运行直接由尿素高压设备的状况的好坏决定。从近 30年情况看,对尿素高压设备所进行的检测和修理状况进行分析和总结之后,我们发现:尿素高压设备所存在的腐蚀缺陷,这些腐蚀缺陷具有一定的共性,以此同时,我们还发现:少数厂家尿素高压设备时常出现一些特殊问题,归结问题的原因原因,也有一定的规律性可循。70年代,新设备存在制造质量缺陷严重,有些设备一个生产周期以后便发现有严重的腐蚀缺陷,80年代 -90年代,不管是 NH3还是 C02提装置都存在不同程度不同性质的缺陷,尿素中压系统中重要设备是中压分解分离器(V102),L102是中压分解分离器底部的液位贮槽,液位贮槽底部的液相组成质量百分比,C021.37%,NH36.49%,Ur 63.69%,H2028.75%。开始,尿素高压设备本体东侧玻璃视镜出现了较小程度的轻微外漏,表面尿液顺着外侧碳钢壳体流到地面,以为尿液还有大量的离子,对碳钢的产生了腐蚀性,尿液不断外漏,不断的加重对设备的腐蚀,愈漏愈烈的恶性循环,使碳钢壳体遭到严重腐蚀。大检修时我们发现,碳钢壳体的焊缝与视镜下方已经开始剥离,下部碳钢壳体遭到了严重的腐蚀,最严重的腐蚀部位:面积约为 160×45Omm。厚度有 8.5mm,完全腐蚀掉壳体碳钢层,露出了过渡层金属。

2 设备的构造

我们为了增加尿素高压设备对尿液的耐腐蚀性,堆焊316L的衬里在 L102的里层,以外侧碳钢为基础。总厚度17mm,衬里是自动堆焊 6mm厚的A240—316L金属,中间是自动堆焊 lmm厚的ER309L的过渡层金属,壳体的外层是10mm厚的A516一 Gr70基体金属。能够承受较大的压力波动和较高的温度,结合牢固是衬里的特点和优点,它的缺点是不容易进行检漏,且成本很高。L102壳体材料的化学成分组成如表1所示。

L102壳体采用 G MAW工艺焊接,多焊道 (运用 ER 309Lφ1.2mm始焊道对 L102壳体进行焊丝,运用 ER 316Lφ1.2mm终焊道对 L102壳体进行焊丝),单焊极,氩气作为其保护气体,气体百分组成为百分之一的氧气和百分之九十九的氩气。电流极性为 RP,电流类型为DC,电压为 24-26V,电流为 180-200A。焊后不作热处理。L102焊接工艺见表2。

3 检修方案

从图一中我们可以看出,L102壳体外部既有过渡层金属,也有碳钢金属受到腐蚀,由于制造时焊后没有对其作热处理,增加了现场检修成的可能性,我们利用碳钢与异种钢焊材 ER309良好的结合性,在决定横向焊接,不打坡口,以现场从设备外部电焊堆焊方法修复,根据现场状况,修复如下:方案一:(1)清理表面一切有碍焊接的污物,保持表面干净;(2)用 PT对其表面进行检验,仔细确认设备外部清理后没有任何缺陷;(3)需堆焊的最高位置的水应该略微低于容器内装入水位;(4)以 A302的焊条或 ER309L堆焊;第一层堆焊后经 PT检验;(5)为了减少焊接应力,适当 (逐层)敲击堆焊填充层,堆焊金属;(6)保障在不敲击盖面层堆焊的前提下,继续第二次作 PT检验;(7)作水压试验:用压力为 3MPa中压冲洗水;(8)第三次重复再作一次 PT检验,没发现任何不正确因素;(9)焊接规范:焊接位置:横向焊接,焊速:2OO一240mm/min,焊条直径φ3.2mm,电流:90一 l10A,焊条烘干:2小时 ×2500C。

方案二:(1)这种方案主要考虑设备承压强度的要求,同类厂家国内曾使用过.壳体外侧用 15mm厚的钢板箍,然后焊死对接处。(2)根据碳钢与异种钢焊材 ER309两者之间的良好的结合性,在现场对尿素高压设备外部横向焊接,不打坡口,用电焊堆焊方法修复,。

4 结果

采用的第一种方法由于不需要热处理的缘故,使得能够直接在现场进行堆焊处理,并且可以从根本上解决所有的设备问题。结束堆焊修复后,对修复部位进行检测:它的厚度为 17.8mm,完全符合原有尺寸的标准要求。延长了使用寿命,保持半年的试用期效果都很好。而第二种方案因为设备视镜密封为钢对玻璃,变形后研磨修理相当困难,密封面为狭长形,从根本上,不能解决设备再次泄漏引起的危害。

5 结论

虽然化工设备腐蚀的形式之一是尿素高压设备,但它具有特殊形貌和产生的特殊部位的原因。多年统计数据检测测统计结果与国外专业检测队伍相比,尿素高压设备的腐蚀缺陷发生的部位及类型基本相同。设备的腐蚀检测和修理工作,不仅要求检测、检验和修理人员具有理论基础,而且要求现场责任心和工作经验尤为重要。保证设备的检修质量,需要高素质的人才进行质量的监督和管理。同时,我们应当增加他们对设备缺陷的感性和理性的认知能力;坚决做好质量监督管理人员的培训和知道工作。尿素高压设备的管理,从设备的设计制造到设备投用以及检维修的全程过程、都应处于监控状态,只有对新设备的质量进行必要的耐腐蚀性检测,才能保证装置平稳、安全、长时间的工作运行,才能产生最大的经济效益和社会效益。

TF111.14+3

A

1003-3467(2010)04-0090-01