[甘肃刘化(集团)有限责任公司,甘肃 永靖731603]
[摘 要]全面检验作为评定压力容器使用状况等级的有效手段,有时候宏观检查的作用往往被忽视。本文介绍尿素合成塔全面检验时,宏观检查发现由于细小针孔腐蚀穿透不锈钢内衬造成尿塔筒体基层严重腐蚀的缺陷,以及可行的解决方案,对同行业尿塔的安全运行有很好的警示意义。
[关键词]尿塔;全面检验;腐蚀;返修控制
[中图分类号] TQ 441.41[文献标识码]B[文章编号] 1004-9932(2012)06-0041-03
我公司2#尿素合成塔由兰州石油化工机器厂设计制造,1983年3月投入使用。该塔的设计压力为21.56 MPa,设计温度为190 ℃,塔高28 447 mm,内径1 400 mm,容积40 m3;筒体为整体式结构,基层材料为德国的BHW35,相当于国产材料13MnNiMo54,厚度100 mm(封头厚90 mm),内衬8 mm 316L。该塔2008年9月全面检验得出的安全状况为三级,未发现严重缺陷。
1 缺陷诊断
1.1 外观检查
2011年7月在对该塔进行全面检验过程中,宏观检查时发现该塔上部热偶套管周围堆积较多尿素结晶物。清除结晶物后发现筒壁φ37 mm 热偶套管圆孔有明显腐蚀(如图1),根据此现象分析,塔内壁衬里存在泄漏点。
1.2 漏点查找及位置确定
为了找出衬里具体泄漏部位,检验单位对衬里对接焊缝和所有接管角焊缝进行了100%渗透检测,但并未能找出泄漏点。经分析,判断热偶套管圆孔的腐蚀必定是衬里微小泄漏所致。于是对套管附近300 mm范围的母材和热偶套管角焊缝打磨检查,在热偶套管凸台与衬里角焊缝6点钟位置靠近套管侧发现1处点状缺陷,用不锈钢专用砂轮打磨,渗透跟踪检查,发现缺陷一直向内延伸,打磨5 mm深后,缺陷扩展为长约20 mm的未熔合,泄漏位置确定。
1.3 缺陷具体情况
由于热偶套管角焊缝上针孔的产生,导致塔内氨基甲酸铵溶液穿透不锈钢焊肉,渗透至碳钢筒体以后,腐蚀速度急剧增加,腐蚀部位在较短时间内扩展。但因为有热偶套管及内衬阻挡,热偶套管处基材与内衬之间腐蚀情况不明,直到用不锈钢砂轮片将热偶套管和套管周围300 mm×300 mm范围内的内衬割除后,才发现腐蚀区域以套管圆孔为中心呈不规则状存在,最大宽度60 mm、长度210 mm、深度达30 mm,套管处筒体圆孔孔径腐蚀增大变为椭圆状。
2 筒体腐蚀区域修复
因缺陷引起的腐蚀较为严重,必须对缺陷及腐蚀区进行修复处理。筒体基材BHW35属于低合金高强度钢板(化学成分和力学性能分别见表1、表2),其原始交货状态为正火+回火,金相组织为贝氏体+回火索氏体+铁素体构成体,晶粒度8.0级。根据国际焊接学会推荐的碳当量公式Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%),按BHW35化学成分(表1上限值)计算可得BHW35钢的碳当量约等于0.58%,其焊接性能一般。热影响区存在淬硬倾向,且随冷却速度的增加而增大,将会出现二次