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不锈钢爆炸复合板在增湿器的应用

[日期:2008-07-11] 来源:广西鹿寨化肥有限责任公司  作者:罗艳红 [字体: ]

广西鹿寨化肥有限责任公司合成氨厂脱碳工段2台增湿器(Φ1600 mm×20 mm)为武汉化四院设计,由广西冶金建设公司压力容器厂制造,2000年投入使用。2003年年度大修时检验发现增湿器Ⅰ、Ⅱ焊缝有大量树枝状裂纹并延及母材。200310月订购2台新增湿器Ⅰ、Ⅱ,由长沙化工机械厂制造,将筒体、封头等主材质由0Cr19Ni9改为0Cr18Ni10Ti20041月更换安装投用。200611月底在压力容器检验时又发现增湿器Ⅰ、Ⅱ焊缝、母材及人孔焊缝等出现大量裂纹,特别是增湿器Ⅱ在支座周边有大量龟状裂纹由外壁向内壁延伸穿透性开裂,存在严重的安全隐患,无法继续运行。我公司多次召开该设备运行状况分析会,分析设备产生裂纹的原因,提出用不锈钢爆炸复合板制造增湿器。

增湿器工作压力为2.1 MPa,工作温度为280~500 ℃,工作介质为变换气和高温除氧水,其中变换气成分为CO2 18%CO 15%H2 40%N215%H2S 120 mg/m3,高温除氧水成分为pH8.5~9.2、硬度≤3 mg/LSiO2100 mg/L、电导率≤10 S/mm

经分析,增湿器Ⅰ、Ⅱ产生裂纹的原因如下:操作环境较恶劣;工艺工况温度交变频繁,产生应力;原中变炉催化剂老化,蒸汽消耗量大,操作温度提高至470℃左右,温度提高加速了增湿器的裂变;设备材料本身处于极限状态。

20071月,我公司通过与合肥机械研究院(该院采用不锈钢爆炸复合板设计制造压力容器经验较丰富)技术人员的交流,决定采用该院的增湿器Ⅰ、Ⅱ改造方案,将设备进行改造,并由安徽淮南石油化工机械设备厂制造增湿器Ⅰ、Ⅱ。改造内容如下。

1.将原设计压力为2.2 MPa、工作压力2.0 MPa改为设计压力为2.2 MPa、工作压力2.2 MPa

2.将筒体和封头的厚度分别为20 mm22 mm改为22 mm2 mm22 mm3 mm

3.将筒体和封头的材质由0Cr18Ni10Ti改为0Cr18Ni9Lncone1800合金不锈钢爆炸复合板。Lncone1800合金是一种高镍基合金,能耐高温,具有良好的抗氧化和渗透能力,在高温状态下能保持稳定结构,并具有较强的抗腐蚀性。

4.在设计中增加进气口和出气口法兰,材质为0Cr18Ni9Lncone1800合金。

5.考虑到增湿器工况较恶劣,设备制造要求较高,二类容器按三类容器制造。设计增加气密性试验,试验压力为2.2 MPaAB焊缝100%射线探伤,CD焊缝100%渗透检测。焊接技术要求较高,均采用手工氩弧焊和自动焊,焊丝采用ERNiCr-3,焊条采用A102A302

    增湿器Ⅰ、Ⅱ使用后,目前没有发现腐蚀和裂纹,同时说明增湿器Ⅰ、Ⅱ采用不锈钢爆炸复合板制造比较成功。该设备的及时投用,挽回了公司受系统停车经济损失达300万元以上。
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