吳家偉

（云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開遠 661699）

某公司硫酸廠在用的硫酸成品槽有2 個，分別為7#硫酸貯槽8#硫酸貯槽，在2012 年8 月8#硫酸貯槽（位號V60901B）出現(xiàn)了底部出口管和槽體焊接處出現(xiàn)明顯通漏的情況，位置見圖1，當時槽內(nèi)液位為8m，無法進行施工。

1 設備概況和運行情況

此硫酸成品貯槽為立式常壓容器，此類設備在紅磷公司內(nèi)大量作為磷酸、硫酸和礦漿的儲存設備，在分公司范圍內(nèi)數(shù)量較多，7#硫酸貯槽、8#硫酸貯槽同為Φ25000 高度10200，全容積V ＝5000m3的大型靜止設備。為圓筒鋼制焊接設備，主要包括底板、筒體、拱頂、接管、人孔、梯子等部件。

這2 臺設備在2009 年9 月份投入使用，從設備投用到出現(xiàn)問題，時間約為3 年。

為了保證公司生產(chǎn)連續(xù)運行，成品酸需長期保證高位運行，出現(xiàn)泄漏會產(chǎn)生嚴重的環(huán)保和安全風險，為了降液位，將對上、下流生產(chǎn)負荷產(chǎn)生較長時間的不利影響。

2 管口損壞情況和施工難點

經(jīng)過3 天調(diào)節(jié)負荷排酸，將硫酸液位降到出口管底部位置，經(jīng)氣割出口短管（Φ219×8,長度200）漏點處檢查，為出口管根部焊接位置內(nèi)部出現(xiàn)明顯的沖涮性損壞，其表面凸凹不平，最嚴重的地方直接通孔導致泄漏。

因出口管下部焊接位置距底板有40mm左右的筒體高度，貯槽內(nèi)部的積酸高度約40mm 無法排出。人員無法進入內(nèi)部進行新建貯槽時的內(nèi)外施焊，并且因為硫酸貯槽通空氣后內(nèi)部會產(chǎn)生氫氣，動火作業(yè)過程中有氫爆的可能，人員進入施工有較大的安全風險。

3 出口短管通漏原因分析

（1）短管通孔處的的損壞表面凸凹不平，體現(xiàn)為深溝狀的不均勻沖磨損傷，不是均勻腐蝕的常見情況，并且用測厚儀測量管口焊接邊的筒體，厚度在15.7 ～15.8 間（原設計為16mm），內(nèi)表面也沒有腐蝕的情況出現(xiàn)，出口管距焊接點一定位置厚度也沒用變化，整個輸送管道其它部位也沒用發(fā)現(xiàn)其它問題，綜合判斷可排除腐蝕損壞為主的可能。

（2）從現(xiàn)場管道布置和硫酸輸送情況分析，因硫酸廠硫酸成品貯槽標高較下游各廠硫酸貯槽高出30 ～50m 不等，全公司硫酸輸送采用的是自然高差自壓法進行，管道內(nèi)壓力和高差成正比。在較高流速（約5 ～10m/s）的作用下，濃硫酸在流經(jīng)出口管根部焊接截面時出現(xiàn)介質(zhì)和鋼結(jié)構本體沖擊而產(chǎn)生了氣蝕現(xiàn)象。因98%濃硫酸的密度為1.81kg/cm3，并且有一定的溶解腐蝕性，相對其它介質(zhì)來說對過流截面變化大的部位沖磨更大。在長期受到?jīng)_擊力和腐蝕作用下，最終出現(xiàn)通孔。但氣蝕是主要原因，從磷酸廠渣漿泵進口管氣蝕表面現(xiàn)象來對比也發(fā)現(xiàn)磨損的細節(jié)相似。

4 施工方案和結(jié)構改進及修復情況

（1）因原方法的根部焊接方法，使輸送時流體處在焊縫的變截面上，焊接成型表面無法保證非常平整，從氣蝕產(chǎn)生了流體流向突變和沖擊的條件，為改變這種不利情況，因此采用將接口管加長200，加長段插入槽體內(nèi)部，這樣就將受到?jīng)_磨的點前移到較遠的前端，并且通徑不變，管口平整而流體流動平穩(wěn)。

（2）針對不便進入槽體的情況，采用了槽體外表面單面坡口，焊接要求達到單面焊雙面成型，對焊接施工做出了專項方案和安全方案。

（3）為了防范此施工方法出現(xiàn)問題，提前發(fā)現(xiàn)泄漏，保證長周期的使用，在焊接管口處增加一層厚度為14mm 鋼板加強圈，下部設泄漏觀測點（如圖1）并加工內(nèi)螺紋，在內(nèi)部焊接處出現(xiàn)問題時，可用螺栓將此觀測點封堵，進一步延長貯槽運行周期。

（4）自2012 年8 月施工后到2019 年8 月，此處沒有再次出現(xiàn)泄漏，運行情況良好。

圖1

5 同類設備推廣應用及針對性方法改進

（1）某公司磷酸廠磨礦裝置Φ3000×2500 總?cè)莘eV=20m3硫酸貯槽出口管（DN50）自2016 年12 月投用后4 個月就出現(xiàn)泄漏，原設計為碳鋼管，前端有兩臺硫酸泵同時供兩套裝置使用。經(jīng)分析情況，采用了增大出口管直徑（DN100），減小了流速,增加管口插入長度200，并改為304 不銹鋼管道的三種針對性改進方法。施工完成后自2017 年4 月至2019 年8 月至2019 年8 月，運行情況良好，見圖2。

圖2

（2）某公司磷酸廠4#制酸礦漿貯槽出口管在裝置運行過程中多次沖通泄漏，原來多采用傳統(tǒng)的補焊，和加一層鋼板補焊等方法，周邊槽體挖補嚴重。大約6 個月需騰槽更換一次出口管，對裝置長周期運行影響較大，在2018 年10 月份發(fā)現(xiàn)這個多發(fā)故障點后，采用了同樣的加長插入管口的方法，并針對礦漿有一定磨蝕的情況加厚了管道厚度，投用后明顯延長了周期，至2019 年8 月，沒用進行過修理，見圖3。

圖3

（3）經(jīng)初步統(tǒng)計，在公司范圍內(nèi)已采用相近方法處理的點已達7 個點，并組織了部分技術人員和維修鉗工進行了方法推廣，此方法將對貯槽穩(wěn)定運行產(chǎn)生長期的有利效果。