气化废热炉管失效分析及检修

气化废热炉管失效分析及检修李仰泉吴健摘要分析合成氨装置谢尔气化废热锅炉管板及盘管外表面出现的点状腐蚀坑及穿孔原因，发现材料为13CrMo44的盘管外表面有点状腐蚀坑及穿孔的原因属于吸氧电化学腐蚀，给出相应解决措施和废热锅炉更換盘管的检修过程。关键词废热锅炉盘管失效分析检修中图分类号U664.58 文献标识码一、简介.表1材料化学成分分析结果(w,%)化肥厂合成氨装置谢尔气化废热锅炉CGr系内盘管式锅炉,分别由6根盘管螟旋缠绕13C-Mo44 标准t 0.1-0.18 ?0.4-1 0.15-0.35 0.7-1.1 0.4-0.6 1-2 |≤0.3 |≤0.3成内外四层,最外层直径1550mm ,最内层直分析数据0.130.520.210.810.45.1 | 0.11| 0.02径600mm,原设计将每根盘管分4次变径。管板及盘管材料为13CrMo44(德系材料牌号),其挠性多层螺旋2.材料金相分析盘管既增大了换热面积，同时又可利用挠性变形来吸收部分热从腐蚀坑处沿管子膨胀差。剖面截取式样进行金相以甲烷为主要成分的天然气、纯氧和过热蒸汽在气化炉中检查,见图3。燃烧，进行部分氧化反应，其天然气部分氧化反应方程式为:13CrMo44材料正常2CH+Oz 2C0+4H(此反应为可逆反应)。甲烷和蒸汽之间的蒸金相组织应为铁素体+片汽转化反应为:CH+H20=C0+3H2(此反应为可逆反应)。状的珠光体，但是从图3离开气化炉的粗合成气温度约1300-1500C，在废热锅炉中看出,外表面、内表面中将其降至350C以下,同时副产10+0.5MPa的饱和蒸汽。2010及壁厚中部的金相组织图3材料金相照片200X年1月气化废锅盘管因外表面出现点状腐蚀坑和穿孔而失效,基本相同，均为铁素体+见图1和图2。球化的珠光体,珠光体的片状已不太明显,属于中度球化。这是二、失效原因分析材料在长期高温工况下运行的结果，珠光体出现球化是正常现根据腐蚀坑的宏观形貌可以确认，腐蚀坑起3.腐蚀坑形貌微观分析和表面能谱成分分析源于外表面。管板外表面为了进一步研究腐蚀坑及穿孔现象形成的原因,对其在扫描主要与天然气部分氧化电镜下进行腐蚀坑形貌的微观分析和表面能谱成分分析，见图4。反应后的粗合成气接触，盘管外表面主要与锅炉水接触，因此失效原因可能与介质有关，也可能是由于超温导致外表面氧图1盘管表面点状腐蚀坑化或局部气化。因此,主要进行材料化学成分分析;材料金相分析;腐蚀坑形貌微观分析和表面能谱成分分析。1.材料化学成分分析材料的化学成分分析结果见表1。分析结果显示，材料成分符合13CrMo44的标准。图2管板表面长期腐蚀冲刷成槽图4雏护与修理设备智理与维德i 75摆式磨粉机工作原理及常见故障周鑫摘要摆式磨粉机工作原理， 常见故障及处理办法。使用过程中的注意事项。关键词摆式磨粉机碾磨磨辊中图分类号TQ172.633文献标识码B- .引言摆式磨粉机成品粒度按不同要求可在0.125-0.044mm (相当于摆式磨粉机主要用于对物料进行磨粉以便达到工艺要求，120~325目)范围内调节。在生产阴极块时主要用摆式磨粉机对无烟煤破碎完后进行磨1.摆式磨粉机适用范围粉,以便达到生产工艺要求。在长期使用过程中摆式磨粉机主要(1)土类。粘土、瓷土、膨润土菱苦土、陶土与矾土。易损件及易坏件为磨头，其易从磨辊上脱落导致运转过程中将(2)非金属矿石类。石膏、滑石、石墨、萤石、方解石、石灰石、设备卡死。绋石、重晶石、磷灰石、硅灰石、长石与石英。二、摆式磨粉机概述(3)金属氧化物类。锰铁矿、铬铁矿、钛铁矿与铝矾土。摆式磨粉机又称悬辊磨或雷蒙磨,是- -种“环-辊”碾磨结(4)化工合成物类。焦炭石灰焦、冶炼焦及硫酸钡。合气流筛选和气力输送形式的制粉设备。摆式磨粉机属于圆盘(5)其他。摆式磨粉机的产品可用于许多行业,如冶金行业不动型盘磨机。摆式磨粉机是- -种通用性较强的制粉设备,有干用镁粉作高炉耐火层;石油开采用重晶石粉乐封喷油口;用膨润法连续制粉、粒度分布集中、细度连续可调及结构紧凑的特点。土粉浆作为钻井的润滑剂;化工轻工行业用不同石粉作橡胶、塑从图4a和图4b的低倍放大腐蚀坑中可以明显看出，廣蚀的时间超过4h,下次使用前必须重新烘烤.焊条的烘烤次数不坑有层状分裂片,且层与层之间界限相当明显,表明腐蚀坑是经应超过三次，焊丝使用前进行清理、除锈、除油,焊条堆放层数以过多次的层片状脱落而形成的。图4e片状微观图呈龟裂状,说不超过三层为最好。明产物很脆。图4d坑底疏松处显示其表面呈大的晶体颗粒状，焊接过程中的坡口加工及检查。坡口角度60+5° ,间隙2.5+由很多圆形粒子组成。0.5mm,钝边1.5t0.5mm,见图5。焊前应对坡口尺寸进行检验，通过对腐蚀坑表面及底部晶体颗粒物的能谱成分分析,主不符合要求的一-律返工。要成分为铁的氧化物。对其取样进行x射线行射分析,其氧化物主要为Fes0,其中有少量Fe2O3。60+5°，/综合以上检验结果可以断定，废热锅炉盘管及管板表面出现腐蚀坑及穿孔，主要原因是由于天然气的部分氧化反应后的残余氧及锅炉水中的残余氧所致。经过长期高温工况下的运行，产生了吸氧电化学反应,长期冲刷加上介质由于温差、压差产生2.5+0.5的振动,形成层片状脱落,日积月累形成了腐蚀坑及穿孔。因此，图5焊接坡口要求要加强天然气氧化反应向正向进行的过程，减少天然气部分氧化反应后的粗合成气中的残余氧量，对锅炉水的除氧要进行得焊前预热要求。焊前必须预热,预热采用电加热法,电加热更加充分,减少锅炉水的残余氧量,以延长锅炉管板及盘管的使法使用有困难时可用火焰加热法.预热温度20-300C0,预热的用寿命。加热范围在接头处应至少大于管道壁厚的6倍，并且>100mm。三检修过程预热温度用测温笔进行测量，测量点在两侧整个圆周上均匀选2010年1月,对废热锅炉盘管进行整体更换,对管板进行取。局部修补工作,检修的关键控制点主要有3点。焊接过程的控制。盘管焊接采用全氩弧焊。焊前应清理坡口1.盘管焊接和焊道两侧的水汽、油脂和铁锈,如果处理后超过24h还没有进炉管材料为13CrMo44,焊接材料采用进口的日本神户制钢行焊接.则焊接前还要再次清理。管道焊接完毕,应立即进行焊TCS-1CM焊丝,焊接采用全氩弧焊。焊接过程中要求焊条:焊条后热处理。如无法进行立即焊后热处理,须先进行300- -350C后烘干温度350-400C,恒温2h.待用温度100~120C。经烘烤合热处理 然后用保温棉包住,再进行其他焊口的焊接。焊接工艺格但未使用的焊条,如其温度已降至100C以下,或离开保温箱参 数见表2。76设备管理!与维修跑继护与修理料、造纸涂料中的填充剂;建材行业的陶瓷品、玻璃、搪瓷、白水三.摆式磨粉机常见故障泥、石膏品菱苦土制品的原料均经过摆式磨加工。磨头从磨辊上脱落。导致磨圈变形及磨损。固定螺栓及地脚(6)摆式磨粉机主要用于粉磨莫氏硬度在7级以下、湿度在螺栓易松动易脱落。磨辊转动地减速机联轴器联轴销易脱落。磨6%以下的各种非易燃、易爆的矿产物料。辊润滑油易干,从而会导致轴承干摩擦损坏。减速机缺油,损坏2.摆式磨粉机系统工作原理减速机中齿轮及轴承。在阴极块生产时的，配料中将块状物料经对辊破碎机破碎四、常见故障处理及设备维护致一定大小的粒度(粉状或细粒物料可不经过对辊破碎机),由要定期检查磨头是否脱落,如脱落要及时停机处理,否则磨斗式提升机将物料垂直输送到储料斗。再由电磁振动给料机把头在卡死状态下运转,将导致磨辊支架(梅花架)变形,结果将是物料定量、均匀、连续地送人主机内,进行研磨。研磨后的细粉被设备大拆后校正梅花架。鼓风机鼓出的气流带出,经置于主机上方的分析机进行分级。细避免设备空用转,以防磨环与磨头直接刚性接触。要定期检度合乎要求的细粉,随气流进入大旋风分离器,分离后粉料经出查设备上螺栓是否松动,如松动要及时紧固。做好润滑工作,避料管排出即为合格产品。气流由大旋风分离器上端的回风管进免设备在无润滑油状态下工作。做好设备巡视点检工作,发现问入鼓风机进口.整个气流风送系统是密闭循环,并且是在负压下题及时解决。进行操作。由于被磨物料中含有水分,在研磨时蒸发变为气体以五、结束语及整个风管中各法兰接合处漏人风管的气体，导致循环气流中摆式磨粉机在电解铝用阴极块生产中主要是用来磨粉经过的风量增加,此项增加的风量,从鼓风机和主机中间的余风管导对辊破碎后的颗粒物料，了解设备的使用原理及工作原理有助人小旋风分离器。随同气流带出的细粉，经小旋风分离器收集于保障设备的正常运行。W11-z045后,由另一个出料管排出,气体经小旋风分离器上端的排气管排人大气。作者通联:黄河鑫业有限公司检修综合分厂西宁 市甘河3.摆式磨粉机技术参数工业园区811600进料粒度≤30nm,≤25mm,≤20mm,≤15mm四种。成品粒E-mail: zhoujosephine0709@yahoo.cn度0.125-0.044mm。不同物料细度班产16~120t,8 -60t,4 451,3~[编辑利文]35t,2-28t, 1.5~20t, 1-18t,0.5~8t。表2 13CrMo44全氲弧焊工艺参数为合格,若硬度超过材料厚度/填充金属电流/电压/| 焊接速度/规定值,再加倍检查mm种类 直径/mmAVmn/min热处理的焊缝，仍不13CrMo44 10 TCS-1CM 2.4 90- 100 10~127-8合格须重新热处理，并做硬度测定。实际2.焊后热处理测定母材硬度为焊缝热处理前,应将管道两端的管口封闭，以防管内气体流48HB，焊缝处硬度动。热处理采用电加热法加热,加热时应采取措施,严防加工面218HB,超过规定值，被氧化。加热范围为以焊缝中心为基准,两侧各不小于焊缝宽度乃是由于焊口数次图7实际热处理曲线的三倍，且应≥25mm,加热区以外的100mm范围内予以保温。焊接及热处理所致。热处理测温至少采用两个热电偶，一上一下放置并用自动记录3.盘管探伤仪记录热处理曲线,测温点选在加热区域内,且应≥2点。焊后盘管焊接后必须进行100%探伤，要求同一焊口不得进行热处理工艺见图6,实际热处理曲线见图7。三次及以上的反片,否则焊口重新切开打磨补焊热处理.盘管探焊口的热处理质量用测量硬度的方法按规定的比例对热处伤后应出探伤报告。理焊缝进行抽检，焊缝的最大硬度不宜大于母材硬度的125%四、小结经过检修,气化废热锅炉到目前为止运行正常,能够满足装置满负荷生产的需要，且已经采取措施控制天然气部分氧化后700C-750C 45nin的残余氧和锅炉水中的残余氧量，检修及残余氧控制措施的效果,有待下次检修时对盘管及管板进行具体鉴定才能得出。W11-z044≤200Ch作者通联:兰州石化公司化肥厂成品车间兰州市3009C300C以后空冷730060时间/tE-mail: 38965706@qq.com图6焊后热处理工艺.瞧护与修理.设高i理与维修77