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        再生器二級(jí)旋風(fēng)分離器料腿斷裂原因分析及修復(fù)

        2013-10-21 11:54:24慕希豹
        中國(guó)設(shè)備工程 2013年1期
        關(guān)鍵詞:氬弧焊滲碳敏化

        慕希豹

        (中國(guó)石油天然氣股份有限公司慶陽石化分公司,甘肅 西峰 745002)

        某煉油廠60萬t/年催化裂化裝置二級(jí)旋風(fēng)分離器于2004年11月投入使用,2009年5月大修時(shí)發(fā)現(xiàn)8#、11#、12#三根料腿出現(xiàn)完全斷裂現(xiàn)象,修復(fù)后投入運(yùn)行。其技術(shù)參數(shù)如下。

        (1)介質(zhì):空氣、一氧化碳、二氧化碳、催化劑(主要成分為氧化鋁)。

        (2)操作溫度:680~730℃。

        (3)操作壓力:0.22MPa。

        (4)材質(zhì):0Cr18Ni9。

        (5)斷裂管具體位置見圖1。

        圖1

        一、斷裂原因分析

        1.外觀檢查

        斷裂料腿無變形,壁厚無減薄,內(nèi)外表面無金屬光澤,呈褐色;料腿環(huán)向斷裂,斷面呈高溫氧化色,多源起裂特征,斷面有起伏,局部平齊。

        2.壁厚測(cè)定(表1)

        表1

        3.化學(xué)成分、力學(xué)性能及硬度分析

        (1)料腿材料0Cr18Ni9,成分符合GB/T14976標(biāo)準(zhǔn)。

        (2)料腿力學(xué)性能試驗(yàn)表明,材料強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn),延伸率有所下降。

        (3)料腿經(jīng)歷高溫運(yùn)行表面存在氧化腐蝕和滲碳損傷,同時(shí)存在敏化現(xiàn)象。

        3.1.4 加樣回收率 精密稱取注射用硫酸核糖霉素樣品(批號(hào)13170416,硫酸鹽含量24.3%),用水溶解并稀釋成含硫酸核糖霉素4 mg·mL-1的供試品儲(chǔ)備液。取“2.4.1”項(xiàng)下硫酸滴定液,加水稀釋至1mg·mL-1作為對(duì)照品儲(chǔ)備液。取供試品儲(chǔ)備液1 mL至20 mL量瓶中,平行配制9份,每3份加入對(duì)照品儲(chǔ)備液 0.8、1.0、1.2 mL,加水定容。按“2.1”項(xiàng)下方法進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示,高、中、低濃度回收率在99.9%~101.9%,均值為 101.1%,RSD 為 1.6%(n=9)。方法準(zhǔn)確性較好,結(jié)果見表1。

        (4)料腿環(huán)向脆性斷裂,起裂均位于料腿外部拉筋焊接部位,斷裂與局部應(yīng)力集中和材料高溫敏化有關(guān)。

        二、結(jié)果分析

        (1)料腿材料表面存在氧化、脫碳、滲碳,以及氧化裂紋。

        (2)料腿基體組織已發(fā)生變化,晶界有鐵素體析出,晶內(nèi)和晶界有第二相析出,并存在敏化傾向。

        三、料腿斷裂原因

        (1)長(zhǎng)期高溫運(yùn)行損傷內(nèi)外表面(氧化、脫碳、滲碳)。

        (2)長(zhǎng)期高溫運(yùn)行料腿基體組織變化,存在敏化傾向。

        (3)料腿上部損傷程度較下部嚴(yán)重,外部較內(nèi)部嚴(yán)重。

        (4)料腿斷裂是局部應(yīng)力較大引起的脆性斷裂。

        四、修復(fù)方案

        1.損壞接管去除

        將設(shè)備原有接管從斷裂處去除。

        2.坡口制備

        (2)新配接管。

        將新配接管采用機(jī)加工方式加工出圖3所示焊接坡口。

        鈍邊尺寸需與原相配接管端口坡口鈍邊測(cè)繪尺寸一致。

        圖2 原有接管端口坡口示意圖

        3.預(yù)處理

        (1)設(shè)備原有接管處理。將設(shè)備原有接管內(nèi)外表面包括坡口表面(打磨尺寸見圖4)采用角向磨光機(jī)打磨至露出金屬光澤,并用著色檢測(cè)(PT)檢查,確認(rèn)無缺陷后,再用丙酮清洗。

        圖3 新配接管端口坡口示意圖

        圖4 原有接管坡口內(nèi)外表面清理示意圖

        (2)新配接管處理。將焊接坡口及內(nèi)外表面距焊接坡口端面10mm處污物清理干凈,并用丙酮擦拭兩遍。

        4.裝配

        新配接管與設(shè)備原有接管按原圖紙技術(shù)要求進(jìn)行裝配。

        5.焊接

        (1)焊接方法:手工鎢極氬弧焊打底+焊條電弧焊蓋面。

        (2)焊接材料:氬弧焊焊接308、焊條A132或347。

        (3)電源及極性:氬弧焊直流正接、焊條弧焊直流反接。

        (4)焊接位置:橫焊。

        (5)焊接工藝。將裝配好的接管采用手工鎢極氬弧焊打底(2~3層),焊條電弧焊蓋面進(jìn)行焊接,焊接參數(shù)見表1。

        表1 焊接參數(shù)

        6.檢測(cè)

        對(duì)焊縫進(jìn)行100%射線(RT)及焊縫外表面100%著色(PT)檢測(cè),檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)備圖紙技術(shù)條件和《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)程》和JB4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》進(jìn)行,全部合格。

        五、結(jié)語

        此修復(fù)方法的難點(diǎn)在新管與舊管的焊接上,必須按上述方案對(duì)過程進(jìn)行嚴(yán)格控制,同時(shí)也更換了料腿與料腿之間的固定連接方式。采用此方案修復(fù)后,有效地保證了催化裂化裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行,取得了較好的效果。

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