合成气／锅炉给水预热器管口裂纹原因与修复

合成气／锅炉给水预热器管口裂纹原因与修复28川化20o9年第3期合成气／锅炉给水预热器管口裂纹原因与修复生产部侯军摘要合成气／锅炉给水预热器投用1O个月后，众多列管管口部位出现裂纹。经过分析，认为设备出问题的原因：主要是制造焊接时受高温影响时间长，焊后金属组织晶粒大，应力大，且管口硬度高。通过采取减小管板上管口倒角R值，重新制定焊接工艺并严格实施，焊后采取换热管板整体热处理工艺，解决了换热管与管板焊接后管口硬度高、应力大、易产生裂纹的问题。修复后的使用效果证明，对问题症结的分析正确，修复方案有效。关键词管口裂纹；管板；金相分析；焊后硬度高；修复；整体热处理0引言川化股份公司化肥厂二合车间合成氨装置采用的是凯洛格流程工艺，原设计气／锅炉给水预热器为l台(位号123一C)，后来装置在技改时，在l23一C前增加了1台(位号l23一C，由川化股份有限公司设计院设计，永鑫建设工程公司制造)和l23一C串联使用。其工艺流程如下：从合成塔出口来的氨气、氢气、氮气的}昆合气(307—320℃)经过l23一c(管程)，降温至27O～3oo℃(温度根据系统负荷情况而不同)，再经l23一C降温；高压锅炉给水在l23一c壳程加热，再经过l23一C壳程，送汽包分离蒸汽。l23一C和123一C都为固定管板式换热器，123一C投用l0个月后在大修中开人孔进行着色检查时，发现l267根换热管中约有70％的换热管上端管口出现了深浅不一的裂纹，最深的达12mm，其沿管内壁延伸。由于大修时间较短，仅对其管口进行了打磨、补焊处理投用，不久后发现系统高压锅炉给水指标中pH偏高，且随着时间的推移还在不断增加，分段对给水管线取水进行分析，认定是l23一c泄漏所致。该处泄漏介质为氨气、氢气、氮气，氢气在高温条件下容易使金属材料产生氢脆，为避免给高压蒸汽系统造成重大安全隐患，在123一c锅炉给水出口管道高点位置设置了气体排放点，以减小蒸汽系统的氢气含量。但在5个月后大修开人孔对壳程注入高压水检查，还是查出了96处漏点；排水后采用着色无损检测方法检查，又查出10o余处未穿透裂纹；与此同时，下管板的管端也发现了几十处裂纹。由于该设备制造费用昂贵，重新制作周期较长，经讨论公司决定依靠自己的技术力量修复处理。1设备概况1．1设备主要技术参数容器类别三类；投用日期2oo5年3月；安装方式立式；容器内径l050mm；高度1O0