气化炉内壳体裂纹分析及修复

178化工机槭2006年气化炉内壳体裂纹分析及修复刘晓艳*(哈尔滨气化厂)摘要针对煤加压气化炉内壳体焊缝出现的裂纹,分析了裂纹产生的原因,并从焊材的选择、焊接坡口的形式及工艺参数的选择等方面入手,制定了合理的焊接工艺,在修复中取得了满意的效果。关键词气化炉裂纹修复措施中圈分类号TQ054*.1文献标识码B文章编号0254-6094(2006)03-0178-03哈尔滨气化厂是亚洲最大的煤加压气化厂,蓝黑色,中部呈红褐色。共有5台气化炉(德国制造),于1993年8月相继2.2金相组织分析投运，至2004年5台气化炉内壳体中间环焊缝HII钢基材金相组织为铁素体+珠光体+少B3(下数第3条)内表面相继出现裂纹,给设备的量沿晶三次渗碳体,未见球化及其他劣化特征。安全运行留下了隐患。本文分析其裂纹的产生原基材对接焊縫金相组织为共析铁素体+魏氏因及修复过程。组织铁素体+针状铁素体+少量珠光体,组织分1气化炉的结构参数布保持焊后特征,未见明显劣化痕迹。气化炉为双层筒体立式结构，高13900mm，不锈钢母材金相组织为奥氏体+铁素体,铁外径φ4 00mm,内径φ3 636mm,工作压力2.7素体占50%,已明显分解,靠表面1.5mm厚层分MPa ,操作温度200 ~ 900C ,内外简体之间的工作解较严重,向里较轻,但与基材剥离的复合层分解介质为冷却水和蒸汽,炉内介质为煤、煤气、蒸汽现象严重。不锈钢复合层与HII钢之间为爆炸和氧气混合物。焊,熔合区有增碳和脱碳现象:增碳使不锈钢侧有内壳体为复合板,壁厚32mm(复合层4mm),较大颗粒的碳化物析出;脱碳使HII 侧组织为铁基材材料为HI/DIN17155, 复合层材料为素体。X2CrNiMoN22. 5/DIN17224。复合层焊缝金相组织为奥氏体+铁素体,底2裂纹分析层焊道铁素体较少,表层较多且分解较严重,不锈在裂纹最严重的E炉内壳体切割取样钢与碳钢熔合区有明显的增碳和脱碳现象。另( 120mm x 80mm)。外,不锈钢焊接热影响区及过热区组织为严重分2.1 宏观观察解的铁素体。裂纹集中于B3环焊缝处,裂纹主要沿复合裂纹特征为:裂纹较直,为穿晶,未见明显分层焊缝上、下熔合线扩展,同时在主裂纹两侧及焊枝现象。缝中间还有部分独立存在着垂直于焊缝的横向裂结合取样的化学成分和力学性能,得出形成纹(较细、浅且短)。裂纹的主要原因是复合层长期处于600%左右的裂纹断口均垂直于表面,复合层裂透后裂纹温度，使得不锤钢中铁专休明思分解,导致不锈钢沿基材的熔合线扩展,直至基材裂透,基材断口上母材IYH中国煤化工营成已脆化的复隐约可见与不锈钢焊縫断口底部平行的细密线合层CNMHG中以热疲劳形式条。不锈钢断口呈蓝黑色,碳钢断口靠外表面呈扩展,直至裂透,从断口和金相组织上没有发现其*刘晓艳,女,1966年3月生,助理工程师。黑龙江省依兰县,154854。第33卷 第3期化工机械179他性质的开裂特征。表1焊接工艺参数3内壳体裂纹修复工艺烨条规格焊接电流裂纹修复分两步进行:首先对基材裂纹进行焊层φ/mm焊道层数焊道数修复,待全部基层修复检查合格后,再进行过渡底层3.2封底100 ~ 120层和复合层堆焊,焊接采用手工电弧焊。填充层第1~2层2-3100~ 1203.1内壳体基材裂纹的修复4.0第3~5层4-9130 ~ 150根据探伤结果,采用气刨、砂轮打磨的方法铲第6层10~11 130~ 150除复合层及复合层焊缝,完好复合层边缘6~_盖面层盖面层12-14 130 ~ 1608mm以内禁止使用气刨,只能用砂轮打磨,同时控制磨削力,防止过热。内壳体基材焊补完成后,打磨焊缝表面,对所采用着色和超声波探伤的方法检测基材,用有焊补部位进行超声波和着色探伤检查(标准按气刨铲除裂纹,然后用砂轮修磨坡口,坡口形式如JB4730,I级合格),全部基材焊缝检查合格后进图1所示。最后对焊接坡口表面做着色探伤检查行内壳体过渡层堆焊。(标准按JB4730,I级合格)。3.2内壳体过渡层的堆焊焊前对堆焊表面及其周围用丙酮或酒精认真28清洗。堆焊时炉体夹套内通水冷却,控制层间温度小于60。为防止复合层与基材剥离,首先堆焊复合层与基材结合处,此处合格后再焊其他部位焊道布置按图1所示,焊接工艺参数见表2。表2焊接工艺参数9011 品| Y 106320 )焊条焊接烨接焊擅规格电电压电度型号mmmm/s过渡层E309MoL16 φ3.285~95 23 -252~3电源极性为直流反接,过渡层堆焊材料选择a.裂纹裂透b.裂纹未透E309MoL-16/GBT983 ,焊条使用前烘干处理,现场困1焊接坡口形式示意 图存放在保温简内。内壳体基材焊接选用与HI/DIN17155相匹过渡层堆焊后,表面清理打磨,焊缝高度应小配的E4315/GBT5117焊条，焊条用前进行350 ~于2mm,用10倍的放大镜检查,不允许有裂纹和450C烘千3 ~4h处理,现场存放在保温筒内,随夹渣等缺陷。用随取。3.3内壳体复 合层的堆焊焊接前坡口表面预热100 ~ 150C ,采用气体过渡层堆焊检查合格后进行复合层的堆焊。火焰加热。焊接过程中控制层间温度100 ~堆焊焊条选用E2209-16 00Cr22Ni9Mo3N双相不300C之间,焊接采用小规范,多层多道焊,焊道布锈钢焊条,规格φ3.2mm,使用前进行烘干处理，置按图1所示,焊接工艺参数见表1。焊接一次现场使用存放在保温筒内,焊接参数与过渡层堆连续焊完,每焊完一层应认真清理打磨,用风锤锤中国煤化工击除应力,同时用10倍放大镜检查,应无裂纹及MHCN M H Gi进行清理和抛磨，夹渣等缺陷。焊接过程中不允许在焊缝坡口外划焊缝表面应平整,与不锈钢层圆滑过渡,整个堆焊弧,焊缝高度与基材平齐。焊接过程中随时用红层可略高于原复合层0.8~1.0mm,对所有焊接外线表面温度计检测焊缝附近的复合层温度,防部位进行超声波和着色探伤检查(标准按谇教患源极性为直流反接。JB4730,I级为合格)。180化工机栅2006年4结束语次复检,未发现裂纹产生,证明以上修复工艺是可针对在两年之内5台气化炉在相同部位相继行的。发生裂纹,制定了相应的修复工艺。按此工艺修(收稿8期:2005-12-03 ,修回日期2006-01-18)复气化炉后,且修改了气化炉的操作规程,经过多Crack Analysis of the Shell in a Gasification Furnace and RepairLIU Xiaoyan( Harbin Gasification Plan, Yilan, 154854, Heilongjiang, China )Abstract The cause of the cracks at the weld seams of the shell in a gasification furnace was analyzed, a rea-sonable weld technology was made in the selection of materials, form of weld fusion face, and selection oftechnology parameters, and a satisfied result was obtained in repair.Keywords Gasification Funace, Crack, Repair Method技术动态壹111++1+1+1+1+1▼锦西化工机械(集团)有限公司大型PVC聚合釜通过鉴定，2006年4月24日,辽宁锦西化工机械(集团)有限公司承担的国家重大技术装备研制项目技术咸果鉴定会在北京召开。中国石油化工集团组织的有关专家认为,该产品技术经济指标先进,制造质量优良,节能降耗明显,振动和运转噪声小,主要指标均达到国外同类产品先进水平,可代替进口。锦化机是国内綜合生产能力最强的石化设备制造企业之一,在国内最早从事搅拌反应设备的研发、设计和制造。40多年来,锦化机开发出13.5.30、48、70m’系列PVC聚合釜,装备了中国大多数PVC生产企业。同时,还开发了90m'聚乙烯聚合釜、200m2橡胶浓缩釜以及73m'聚醚反应釜等大型搅拌反应设备。LF135型聚氟乙烯聚合釜是国家“十五”重大技术装备科技攻关项目,根据美国西方化学公司提供的工艺条件进行设计开发。LF135 型聚氯乙烯聚合釜是锦化机为齐鲁石化氯碱厂400k/saPVC装置第二条生产线研制的。该生产线共设置3台聚合釜,2004年9月建成投产。经一年多生产运行考核表明,该釜可以完全替代进口设备。它的研制成功,结束了中国大型PVC聚合釜依赖进口的历史,并有望出口配套。.据有关部门统计和预测，到2010年中国PVC树脂需求量将达到11000 ~ 12000kt/a,以2005年国内PVC树脂产能6500kt计算,届时至少需要新增3000ktPVC产能。中国煤化工需该类型釜50台。因此,锦化机大型聚合釜的研制成功,具有推广价值和广目前,除为齐鲁石化提供3台聚合釜以外锦化机为上海集YHCNMH G类型聚合釜已经完成制造,正待总装试车和包装发运。另有4家200k/aPVC装置的建设,拟选用该类型聚合釜10余台。