氣化爐內殼體裂紋分析及修復

178化工機槭2006年氣化爐內殼體裂紋分析及修復劉曉艷*(哈爾濱氣化廠(chǎng))摘要針對煤加壓氣化爐內殼體焊縫出現的裂紋,分析了裂紋產(chǎn)生的原因,并從焊材的選擇、焊接坡口的形式及工藝參數的選擇等方面入手,制定了合理的焊接工藝,在修復中取得了滿(mǎn)意的效果。關(guān)鍵詞氣化爐裂紋修復措施中圈分類(lèi)號TQ054*.1文獻標識碼B文章編號0254-6094(2006)03-0178-03哈爾濱氣化廠(chǎng)是亞洲最大的煤加壓氣化廠(chǎng),藍黑色,中部呈紅褐色。共有5臺氣化爐(德國制造),于1993年8月相繼2.2金相組織分析投運，至2004年5臺氣化爐內殼體中間環(huán)焊縫HII鋼基材金相組織為鐵素體+珠光體+少B3(下數第3條)內表面相繼出現裂紋,給設備的量沿晶三次滲碳體,未見(jiàn)球化及其他劣化特征。安全運行留下了隱患。本文分析其裂紋的產(chǎn)生原基材對接焊縫金相組織為共析鐵素體+魏氏因及修復過(guò)程。組織鐵素體+針狀鐵素體+少量珠光體,組織分1氣化爐的結構參數布保持焊后特征,未見(jiàn)明顯劣化痕跡。氣化爐為雙層筒體立式結構，高13900mm，不銹鋼母材金相組織為奧氏體+鐵素體,鐵外徑φ4 00mm,內徑φ3 636mm,工作壓力2.7素體占50%,已明顯分解,靠表面1.5mm厚層分MPa ,操作溫度200 ~ 900C ,內外簡(jiǎn)體之間的工作解較嚴重,向里較輕,但與基材剝離的復合層分解介質(zhì)為冷卻水和蒸汽,爐內介質(zhì)為煤、煤氣、蒸汽現象嚴重。不銹鋼復合層與HII鋼之間為爆炸和氧氣混合物。焊,熔合區有增碳和脫碳現象:增碳使不銹鋼側有內殼體為復合板,壁厚32mm(復合層4mm),較大顆粒的碳化物析出;脫碳使HII 側組織為鐵基材材料為HI/DIN17155, 復合層材料為素體。X2CrNiMoN22. 5/DIN17224。復合層焊縫金相組織為奧氏體+鐵素體,底2裂紋分析層焊道鐵素體較少,表層較多且分解較嚴重,不銹在裂紋最嚴重的E爐內殼體切割取樣鋼與碳鋼熔合區有明顯的增碳和脫碳現象。另( 120mm x 80mm)。外,不銹鋼焊接熱影響區及過(guò)熱區組織為嚴重分2.1 宏觀(guān)觀(guān)察解的鐵素體。裂紋集中于B3環(huán)焊縫處,裂紋主要沿復合裂紋特征為:裂紋較直,為穿晶,未見(jiàn)明顯分層焊縫上、下熔合線(xiàn)擴展,同時(shí)在主裂紋兩側及焊枝現象?？p中間還有部分獨立存在著(zhù)垂直于焊縫的橫向裂結合取樣的化學(xué)成分和力學(xué)性能,得出形成紋(較細、淺且短)。裂紋的主要原因是復合層長(cháng)期處于600%左右的裂紋斷口均垂直于表面,復合層裂透后裂紋溫度，使得不錘鋼中鐵專(zhuān)休明思分解,導致不銹鋼沿基材的熔合線(xiàn)擴展,直至基材裂透,基材斷口上母材IYH中國煤化工營(yíng)成已脆化的復隱約可見(jiàn)與不銹鋼焊縫斷口底部平行的細密線(xiàn)合層CNMHG中以熱疲勞形式條。不銹鋼斷口呈藍黑色,碳鋼斷口靠外表面呈擴展,直至裂透,從斷口和金相組織上沒(méi)有發(fā)現其*劉曉艷,女,1966年3月生,助理工程師。黑龍江省依蘭縣,154854。第33卷 第3期化工機械179他性質(zhì)的開(kāi)裂特征。表1焊接工藝參數3內殼體裂紋修復工藝燁條規格焊接電流裂紋修復分兩步進(jìn)行:首先對基材裂紋進(jìn)行焊層φ/mm焊道層數焊道數修復,待全部基層修復檢查合格后,再進(jìn)行過(guò)渡底層3.2封底100 ~ 120層和復合層堆焊,焊接采用手工電弧焊。填充層第1~2層2-3100~ 1203.1內殼體基材裂紋的修復4.0第3~5層4-9130 ~ 150根據探傷結果,采用氣刨、砂輪打磨的方法鏟第6層10~11 130~ 150除復合層及復合層焊縫,完好復合層邊緣6~_蓋面層蓋面層12-14 130 ~ 1608mm以?xún)冉故褂脷馀?只能用砂輪打磨,同時(shí)控制磨削力,防止過(guò)熱。內殼體基材焊補完成后,打磨焊縫表面,對所采用著(zhù)色和超聲波探傷的方法檢測基材,用有焊補部位進(jìn)行超聲波和著(zhù)色探傷檢查(標準按氣刨鏟除裂紋,然后用砂輪修磨坡口,坡口形式如JB4730,I級合格),全部基材焊縫檢查合格后進(jìn)圖1所示。最后對焊接坡口表面做著(zhù)色探傷檢查行內殼體過(guò)渡層堆焊。(標準按JB4730,I級合格)。3.2內殼體過(guò)渡層的堆焊焊前對堆焊表面及其周?chē)帽蚓凭J真28清洗。堆焊時(shí)爐體夾套內通水冷卻,控制層間溫度小于60。為防止復合層與基材剝離,首先堆焊復合層與基材結合處,此處合格后再焊其他部位焊道布置按圖1所示,焊接工藝參數見(jiàn)表2。表2焊接工藝參數9011 品| Y 106320 )焊條焊接燁接焊擅規格電電壓電度型號mmmm/s過(guò)渡層E309MoL16 φ3.285~95 23 -252~3電源極性為直流反接,過(guò)渡層堆焊材料選擇a.裂紋裂透b.裂紋未透E309MoL-16/GBT983 ,焊條使用前烘干處理,現場(chǎng)困1焊接坡口形式示意 圖存放在保溫簡(jiǎn)內。內殼體基材焊接選用與HI/DIN17155相匹過(guò)渡層堆焊后,表面清理打磨,焊縫高度應小配的E4315/GBT5117焊條，焊條用前進(jìn)行350 ~于2mm,用10倍的放大鏡檢查,不允許有裂紋和450C烘千3 ~4h處理,現場(chǎng)存放在保溫筒內,隨夾渣等缺陷。用隨取。3.3內殼體復 合層的堆焊焊接前坡口表面預熱100 ~ 150C ,采用氣體過(guò)渡層堆焊檢查合格后進(jìn)行復合層的堆焊?；鹧婕訜?。焊接過(guò)程中控制層間溫度100 ~堆焊焊條選用E2209-16 00Cr22Ni9Mo3N雙相不300C之間,焊接采用小規范,多層多道焊,焊道布銹鋼焊條,規格φ3.2mm,使用前進(jìn)行烘干處理，置按圖1所示,焊接工藝參數見(jiàn)表1。焊接一次現場(chǎng)使用存放在保溫筒內,焊接參數與過(guò)渡層堆連續焊完,每焊完一層應認真清理打磨,用風(fēng)錘錘中國煤化工擊除應力,同時(shí)用10倍放大鏡檢查,應無(wú)裂紋及MHCN M H Gi進(jìn)行清理和拋磨，夾渣等缺陷。焊接過(guò)程中不允許在焊縫坡口外劃焊縫表面應平整,與不銹鋼層圓滑過(guò)渡,整個(gè)堆焊弧,焊縫高度與基材平齊。焊接過(guò)程中隨時(shí)用紅層可略高于原復合層0.8~1.0mm,對所有焊接外線(xiàn)表面溫度計檢測焊縫附近的復合層溫度,防部位進(jìn)行超聲波和著(zhù)色探傷檢查(標準按誶教患源極性為直流反接。JB4730,I級為合格)。180化工機柵2006年4結束語(yǔ)次復檢,未發(fā)現裂紋產(chǎn)生,證明以上修復工藝是可針對在兩年之內5臺氣化爐在相同部位相繼行的。發(fā)生裂紋,制定了相應的修復工藝。按此工藝修(收稿8期:2005-12-03 ,修回日期2006-01-18)復氣化爐后,且修改了氣化爐的操作規程,經(jīng)過(guò)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技術(shù)動(dòng)態(tài)壹111++1+1+1+1+1▼錦西化工機械(集團)有限公司大型PVC聚合釜通過(guò)鑒定，2006年4月24日,遼寧錦西化工機械(集團)有限公司承擔的國家重大技術(shù)裝備研制項目技術(shù)咸果鑒定會(huì )在北京召開(kāi)。中國石油化工集團組織的有關(guān)專(zhuān)家認為,該產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟指標先進(jìn),制造質(zhì)量?jì)?yōu)良,節能降耗明顯,振動(dòng)和運轉噪聲小,主要指標均達到國外同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平,可代替進(jìn)口。錦化機是國內綜合生產(chǎn)能力最強的石化設備制造企業(yè)之一,在國內最早從事攪拌反應設備的研發(fā)、設計和制造。40多年來(lái),錦化機開(kāi)發(fā)出13.5.30、48、70m’系列PVC聚合釜,裝備了中國大多數PVC生產(chǎn)企業(yè)。同時(shí),還開(kāi)發(fā)了90m'聚乙烯聚合釜、200m2橡膠濃縮釜以及73m'聚醚反應釜等大型攪拌反應設備。LF135型聚氟乙烯聚合釜是國家“十五”重大技術(shù)裝備科技攻關(guān)項目,根據美國西方化學(xué)公司提供的工藝條件進(jìn)行設計開(kāi)發(fā)。LF135 型聚氯乙烯聚合釜是錦化機為齊魯石化氯堿廠(chǎng)400k/saPVC裝置第二條生產(chǎn)線(xiàn)研制的。該生產(chǎn)線(xiàn)共設置3臺聚合釜,2004年9月建成投產(chǎn)。經(jīng)一年多生產(chǎn)運行考核表明,該釜可以完全替代進(jìn)口設備。它的研制成功,結束了中國大型PVC聚合釜依賴(lài)進(jìn)口的歷史,并有望出口配套。.據有關(guān)部門(mén)統計和預測，到2010年中國PVC樹(shù)脂需求量將達到11000 ~ 12000kt/a,以2005年國內PVC樹(shù)脂產(chǎn)能6500kt計算,屆時(shí)至少需要新增3000ktPVC產(chǎn)能。中國煤化工需該類(lèi)型釜50臺。因此,錦化機大型聚合釜的研制成功,具有推廣價(jià)值和廣目前,除為齊魯石化提供3臺聚合釜以外錦化機為上海集YHCNMH G類(lèi)型聚合釜已經(jīng)完成制造,正待總裝試車(chē)和包裝發(fā)運。另有4家200k/aPVC裝置的建設,擬選用該類(lèi)型聚合釜10余臺。