换热式转化炉下猪尾管裂纹原因分析及改造建议

（云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司，云南 开远661600）

［摘  要］对已使用3 a、材料为Incoloy 800H合金的505C制氢装置换热式转化炉下猪尾管裂纹进行了分析，通过无损探伤、现场测量、材料元素分析、工艺运行状况、结构应力等方面的分析讨论，论证了裂纹产生的原因是由操作温度、结构应力等多种因素造成的，并对改进该装置提出了建议。

［关键词］   制氢装置；换热式转化炉；下猪尾管；Incoloy 800H合金；结构应力；解决方案

［中图分类号］  TQ 113.25⁺4［文献标志码］B［文章编号］ 1004-9932（2014）05-0040-04

1  概  况

2012年8月12日我公司505C制氢装置换热式转化炉（以下简称转化炉）正常开车后发现下猪尾管与转化炉连接处泄漏着火，紧急停车后对下猪尾管表面进行渗透探伤，发现96根猪尾管中有45根在管座连接处出现了裂纹。

转化炉是我公司尾气制氨工程项目的重要设备之一，于2008年9月投入使用，其任务是将二甲醚尾气或两洗富甲烷气或两洗PSA尾气，采用换热式富氧加空气转化法在转化炉、二段转化炉内借助镍催化剂的催化作用进行加压蒸汽转化，把CH₄转化为氨合成所需的H₂及CO。转化炉是505C制氢装置的核心设备，下猪尾管是用来连通转化炉和下集气管的管道，材料为Incoloy 800H，规格φ38 mm×5.5 mm，由江苏民生冶化设备制造有限公司生产。下猪尾管内介质为原料气+水蒸气，含少量的CO、CO₂及微量的H2S，工作压力≤2.0 MPa、温度≤933 ℃。

2  检查与探伤

2.1  宏观检查和表面渗透探伤

2012年8月12日，505C制氢装置紧急停车后，对下猪尾管进行表面渗透探伤，发现有表面裂纹。宏观检查结果：厚度无减薄，无变形特征，内外表面呈氧化色。

2.2        使用前后金相对

比图1为使用前（2008年9月）样品金属的金相照片,图2、图3、图4为使用后（2012年9月）样品金属的金相照片。金相检查结论：有晶裂现象。

3  分析讨论

3.1  材质分析

Incoloy 800H是Incoloy 800合金的高碳型，属镍铁铬系铁镍基耐蚀合金，我国相应的牌号为NS 1102（1Cr20Ni32AlTi）^[1]，含碳量为0.05%～0.1%，并规定其热处理必须得到ASTM5级或更粗的粗晶粒^[2]。……

更多内容请见《中氮肥》2014年第5期