高压设备管板空洞修复方法浅析

高放

摘 要：目前为止国内最早的几套尿素装置已经运行20多年，高压设备是尿素装置的核心设备，关乎装置的安全稳定运行，因此，以中原大化高压设备氨汽提塔管板空洞的修复方法为例，分析出现空洞的原因，并提出修复空洞的方法，保证高压设备安全稳定运行。

关键词：空洞修复;泄露部位;腐蚀

1 检修前氨汽提塔E101设备状况

中原大化尿素装置氨汽提塔E101为直立式管壳式热交换器，有2574根换热列管，列管总长5830mm，换热面积814m2，材质为钛材，汽提塔主要腐蚀形式为冲刷腐蚀，汽提塔已运行27年，其中因为列管泄漏停车检修堵管四根，分别为：2003年3-13泄漏堵管;2016年4月，氨渗实验发现38-7泄漏堵管;2016年7月氨渗实验发现61-1泄漏堵管;最严重的一次在2016年10月25日汽提塔泄漏检修时，发现E101列管54-2泄漏，同时此列管下部部分管板（承压层）腐蚀穿孔，因此造成此区域在正常生产中承压效果减弱，存在泄漏风险，经公司多次讨论研究决定对汽提塔更换列管缺陷段及修复管板空洞。

2 换管程序及注意事项

管材到达现场，提供出厂合格证，成分表及检验报告;确认列管外径，内径及偏差，施工平台提前制作，施工工具提前准备就位，堵管及管板分布图准备充足，统一管口定位方式。要求检测单位检测时需提前商定如何提高检测精准度，保证检测结果与实际结果误差在200mm以内，甲方提供尽可能提供条件满足乙方高标准施工。

3 设备涡流检测报告

以进液口下方（西面）为第一排，每排自左向右计管数，100%列管涡流检测，实测列管2412根（162根堵管）。

①发现部分列管在上管板内管段有内壁缺陷信号（腐蚀沟槽、腐蚀坑），大部分分布在管板的前后及左侧区域，有明显可记内壁缺陷信号列管114根，其中较大的9根，中等的62根，较小的43根。部分列管在下管板内管段也有内壁缺陷信号;②上部列管壁厚值在1.60→3.80mm，平均壁厚2.89mm：下部壁厚值在1.20→3.50mm，平均壁厚2.56mm。有较大腐蚀减薄的列管在管板上分布有一定规律，管板前后及两侧边缘区域的列管壁厚值较薄，中间区域的列管壁厚值较厚，从单根列管来看，腐蚀减薄区域在管口至距管口1-1.5m范围内;上下部的最薄点分别在两侧距管口430mm左右;③对原泄漏的列管3-13、38-7、54-2、61-1均已堵管，周围未堵管的列管进行空洞检测。检测发现3处空洞信号，第一处38-7周围：共测得1根列管有空洞信号;37-7（0-300）。第二处54-2周围：共测得9根列管有孔洞信号。第三处60-1周围：共测得27根列管有孔洞信号。

结论：管板外管段处于正常腐蚀减薄状态，管板内管段出现异常腐蚀。

根据检测报告确定下部壁厚值≦1.70，上部壁厚值≦2.30，上管板內管段有缺陷信号的，管头损伤的，孔洞周围的，均需要接管，管板注胶空洞处理。

4 缺陷管段换管检修及管板空洞修复

①去除上下管板的管端连接焊缝，将列管拔出;②切除减薄部分管段，新管段与旧管段组装焊接，壳体开洞，观察空洞大小、样式，制作注胶底板，内部垢和碳钢绣渣全面清理干净，壳体打磨补焊修复，壳侧圆弧板16Mn补焊修复，着色检查;③列管对接焊缝检验，检测10根，注胶管开槽，与旧管加堵头隔离焊接修复，合格后回装对接焊列管，焊接管子与管板焊缝;④在圆周检漏通道上留3个观察孔，以便于确认判断注胶充实情况，通过注胶管3根（55-1.57-8.59-6）注胶对管板进行修复，壳侧圆弧板（16Mn）加热消残余应力和H2，加衬板补焊恢复，焊缝全面找色检查;⑤空气试漏，压力最高5bar，多次喷肥皂水检查，未发现异常;⑥氨渗实验，多次多人检查，特别是重点部位，未发现异常;⑦水压试验，不装塔内件，装上下封头，结束后检查未发现异常;⑧第二次氨渗实验，100%PT检验，未发现异常，回装塔内件、封头。

5 结论

经过全系统开车后，满负荷正常运行一年多，氨汽提塔不但提高了效率，也在运行中未发现泄露现象，年度例行宏观和涡流检查空洞部位也未发现任何异常，证明了此方法的可行性，在尿素高压设备发现类似管板问题可推广使用此方法解决。

参考文献：

[1]崔继哲.化工机器与设备检修技术[M].北京：化学工业出版社，2000.

[2]《设备维护检修规程》编委会.中华人民共和国化学工业部设备维护检修规程[M].北京：化学工业出版社， 1993.

[3]李荣雪.金属材料焊接工艺[M].北京：机械工业出版社， 2015.