鐘正波

（盛虹煉化（連云港）有限公司芳烴部，江蘇連云港 222047）

0 引言

0211-E-411 為低溫?zé)崂煤驼羝到y(tǒng)優(yōu)化項(xiàng)目中的設(shè)備，該設(shè)備與2019 年5 月底投用并運(yùn)行至今。

1 設(shè)備故障過程

該蒸汽發(fā)生器材料為碳鋼，筒體采用Q345R，換熱管為20#鋼，管板采用16MnⅢ，公稱直徑1600 mm，管程設(shè)計(jì)壓力為0.85 MPa，殼程設(shè)計(jì)壓力為0.55 MPa，公稱換熱面積598 m2，采用高級(jí)冷拔換熱管，換熱管外徑32 mm、管長(zhǎng)7 m，2 管程單殼程的U 形管式換熱器，標(biāo)記為：BIU1500-0.45/0.75-595-7/32-2I。換熱器技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 換熱器技術(shù)參數(shù)

2019 年11 月17 日，發(fā)現(xiàn)與E-411 蒸汽發(fā)生器關(guān)聯(lián)系統(tǒng)C404 壓力和回流罐D(zhuǎn)404 壓力異常上漲，回流罐頂至低壓火炬的分程控制閥開度很大，在70%以上。經(jīng)運(yùn)行部排查，分析判斷為0211-E-411 蒸汽發(fā)生器內(nèi)漏。為避免影響OX（鄰二甲苯，分子式C8H10）產(chǎn)品，將汽包切除停工（圖1）。為確保C404 低溫?zé)崂庙?xiàng)目平穩(wěn)運(yùn)行，決定對(duì)蒸汽發(fā)生器進(jìn)行檢修處理。

圖1 鄰二甲苯塔汽包系統(tǒng)

經(jīng)開蓋打壓試漏發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，為0211-E-411A/B 管口與管板焊縫處泄漏，打開E-411A/B 管箱檢查發(fā)現(xiàn)換熱器管板、管口處并無明顯腐蝕減薄等現(xiàn)象。經(jīng)換熱器殼程打壓試漏情況看，所有漏點(diǎn)均發(fā)生在換熱管與管板焊縫部位（圖2）。由于泄漏部位較多，且水壓試漏管板較濕，較難明確漏點(diǎn)數(shù)量。最終采用氣壓試漏確定A漏點(diǎn)24 處，B 漏點(diǎn)260 處。

2 原因分析

經(jīng)檢查，部分管口伸出長(zhǎng)度遠(yuǎn)不足3 mm，甚至部分管口與管板平齊，由于管口伸出長(zhǎng)度不足，導(dǎo)致焊材堆焊高度不夠，使得整個(gè)焊縫強(qiáng)度降低（圖3）。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)打磨焊縫裂紋，并檢查換熱管與管孔間隙，使用塞尺測(cè)得最大的一處單邊間隙為0.7 mm，超出設(shè)計(jì)規(guī)定雙邊合計(jì)間隙量0.45 mm 的要求。0211-E-411A/B 蒸汽發(fā)生器管程介質(zhì)為鄰二甲苯塔頂氣相，殼程介質(zhì)為沸騰狀態(tài)除氧水，該蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生0.55 MPa、162 ℃品質(zhì)的低低壓蒸汽。在設(shè)備運(yùn)行過程中，換熱器管束外表面介質(zhì)存在劇烈的氣液相變化，管束存在高頻振動(dòng)的現(xiàn)象。由于以上幾種制造缺陷的共同作用，導(dǎo)致管口焊縫疲勞應(yīng)力開裂。裂紋的產(chǎn)生機(jī)理：換熱管高頻振動(dòng)→換熱管與管板貼張不到位→管口焊縫強(qiáng)度差→管口焊縫裂紋產(chǎn)生并擴(kuò)展。

圖2 漏點(diǎn)

圖3 焊縫堆焊不足

3 檢修措施

檢修過程：氣壓試漏→定位漏點(diǎn)→著色（確認(rèn)裂紋形態(tài)）→修磨缺陷部位→氬弧焊補(bǔ)焊→氣密試漏→水壓試驗(yàn)。

泄漏點(diǎn)經(jīng)著色，焊縫裂紋缺陷均呈環(huán)狀，且出現(xiàn)在換熱管外壁處。為防止補(bǔ)焊后裂紋繼續(xù)擴(kuò)展，修復(fù)前需將裂紋缺陷清除。在修復(fù)E-411B 過程中，補(bǔ)焊初始焊縫缺陷處后，其他焊縫由于強(qiáng)度不足并在焊接應(yīng)力等因素作用下，原先不漏的焊縫開裂導(dǎo)致泄漏。為保證修復(fù)質(zhì)量，及時(shí)修改修復(fù)方案，由局部修復(fù)改為全部管口進(jìn)行堆焊，共計(jì)743 個(gè)管口。