赵志刚，侯玉婷
（新疆中能万源化工有限公司，新疆 玛纳斯832200）
［摘 要］新疆中能万源化工有限公司400 kt/a合成氨装置于2015年建成投产，2018年3月其等温变换系统部分管道出现了渗漏，全部更换后仅使用1 a又出现了泄漏，2020年4月停车检查时又发现等温变换炉内30多根换热管出现了内漏。结合等温变换系统的运行情况和等温变换炉的结构特点，以及管道腐蚀开裂、等温变换炉换热管腐蚀内漏的特点，深入分析认为，S30403管道发生应力腐蚀开裂是因为同时具备了拉应力、氯离子环境、温度三个条件，而等温变换炉换热管腐蚀泄漏则是停车期间的氯离子应力腐蚀为主因、运行中的晶间腐蚀为次因。找到症结所在后，中能万源化工从等温变换系统管道和设备选材、生产操作上采取了一系列的优化改进措施，之后经过2 a的运行检验，变换系统管道和等温变换炉内件均再未出现过泄漏。
［关键词］等温变换系统；腐蚀；原因分析；奥氏体不锈钢；拉应力；氯离子；温度；优化改进
［中图分类号］TQ113.26+4.2［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）05-0030-03
0 引 言
新疆中能万源化工有限公司（简称中能万源化工）一期项目-----400 kt/a合成氨装置、600 kt/a尿素装置于2015年建成投产，其合成氨装置的主要生产单元包括气化、CO变换、低温甲醇洗、液氮洗、氨合成；其中，气化系统采用航天炉粉煤加压气化工艺，变换系统采用CO等温变换工艺。2018年3月等温变换系统主热交至脱毒槽间管道出现渗漏，全部更换后仅使用1 a又出现了泄漏；2020年4月停车检查时发现等温变换炉内30多根换热管出现内漏。后通过对等温变换系统管道和设备的腐蚀特点进行分析，从材质选择、生产操作上采取了相应的优化改进措施，最终等温变换系统管道和设备腐蚀问题得到了有效解决。以下对有关情况作一介绍。
1 CO等温变换系统简介
中能万源化工CO等温变换系统采用脱毒槽、等温变换炉、绝热变换炉串联流程：粗煤气（温度200 ℃，CO含量60%）经水分离器、过滤器分离液态水和固体杂质后，进入主热交与等温变换炉出口260 ℃的变换气换热升温至230 ℃，加入4.2 MPa蒸汽后依次进入脱毒槽、等温变换炉；出等温变换炉CO含量为3.5%的变换气经主热交、脱盐水加热器降温至200 ℃后进入绝热变换炉，出绝热变换炉的变换气（温度210 ℃、CO含量0.6%）依次经过锅炉水加热器、脱盐水加热器、水冷器、水分离器后温度降至35 ℃，之后去低温甲醇洗系统。中能万源化工等温变换系统所有管道材质均为S30403，所有换热器换热管材质均为S30403，水分离器、换热器之筒体和封头材质为20#钢堆焊3 mm的S30403；由于设计单位不同，气化系统粗煤气出口管道和公共管廊上的粗煤气管道材质为20#钢。
2 等温变换系统管道和设备腐蚀情况
2.1 管道腐蚀情况
2018年3月，等温变换系统主热交至脱毒槽间管道出现渗漏，且泄漏点逐渐增多、增大，漏点大多位于三通、弯头与直管段焊缝两侧20～50 mm处，少数为管件本体处；除去漏点表面附着的黑色锈蚀物，可见腐蚀泄漏处外观呈长度不等的裂纹，对裂纹处进行打磨或补焊时，裂纹还会以肉眼可见的速度扩展，致使修补工作无法进行。于是，当时对主热交至脱毒槽间出现漏点的管道和管件全部进行了更换，材质仍为S30403。对更换下来的管道、管件进行检查，壁厚无明显减薄，漏点为不规则贯穿性裂纹。2019年，上述更换后的管道仅使用1 a又出现了泄漏，且泄漏的范围扩大至脱毒槽至等温变换炉管道以及等温变换炉至主热交管道。2020年11月，对全部泄漏的管道进行了更换。从2018年3月—2020年11月泄漏管道的情况来看，泄漏管道仅限于主热交与脱毒槽及等温变换炉间的粗煤气管道，以及等温变换炉与主热交间的变换气管道，而主热交之前的粗煤气管道和主热交之后的变换气管道自2015年运行以来未出现过泄漏。
2.2 设备腐蚀情况
更多内容详见《中氮肥》2023年第5期