氣化爐失效爐體修理方案

大氛能Oct.201 1第34卷第S期Large SScaleNitrogernous.Fertilizer IndustryVol.34 No.5氣化爐失效爐體修理方案.劉漢勇,李東,尹高磊(山東華魯恒升化工股份有限公司,山東德州253024)摘要:氣化爐因工藝操作失誤造成爐體意外高溫蠕變破裂及變形,變形后筒體及鍛件材料劣化程度及部位尚屬可控狀況，分析不確定因素及修復難度后,確定采取現場(chǎng)挖補方式進(jìn)行修復,歷經(jīng)35d(事故發(fā)生至修復點(diǎn)爐)完成了計劃6~7個(gè)月的檢修項目。關(guān)鍵詞:氣化爐現場(chǎng)挖補 修理方案 高溫 蟎變1問(wèn)題提出觀(guān)察到有突變情況，但由于環(huán)鍛剛性較大而未使氣化爐因工藝操作失誤造成爐體材料發(fā)生高環(huán)鍛產(chǎn)生較明顯的變形。環(huán)鍛錐形托架上部襯有溫蠕變破裂及變形，設備已無(wú)法繼續安全使用。如耐火襯里,襯里重新施工將會(huì )延長(cháng)設備修復周期,果更新設備,制造周期需9~10個(gè)月左右;如果設為此要求保留錐形托架,僅對急冷室鼓包、開(kāi)裂部備拆除運回制造廠(chǎng)家修理,現場(chǎng)吊裝難度相當大,分進(jìn)行局部挖補更換;所更換的部位約需筒體弧且僅進(jìn)口整體環(huán)形鍛件就需要4個(gè)月，再加上爐長(cháng)的-一半,高度約1 130mm,由于施工空間狹小、體筒節的卷制及現場(chǎng)組焊，整個(gè)工期需要6~7個(gè)作業(yè)難度相當大(見(jiàn)圖2)。月,造成的經(jīng)濟損失將是相當巨大的。為此,采取現場(chǎng)挖補方式進(jìn)行修理,本著(zhù)“本質(zhì)安全、符合使用"原則,實(shí)現短期修復、短期使用、監控使用,同時(shí)進(jìn)行整體筒節更換方案的操作。挖補方案是否可行取決于受損爐體材料的劣化程度，通過(guò)現場(chǎng)取樣、檢測、實(shí)驗室試驗等材料失效分析結果顯示,該設備材料劣化程度及部位尚屬可控狀況(見(jiàn)圖2內 部狹小的空間圖1),最終決定采取挖補方式進(jìn)行修理,其原則是2)因超溫溫度達1000,且在此溫度下維持保證施工過(guò)程中的質(zhì)量控制、投用后的安全和可近1h,材料晶粒組織均會(huì )發(fā)生不同程度的變化,留控期間內的低負荷運行。用的簡(jiǎn)體和環(huán)鍛材質(zhì)是否仍符合相關(guān)材料要求、焊接性能是否降低、環(huán)鍛超溫后是否可經(jīng)正火+回火處理后能恢復性能等情況，均因無(wú)法取樣進(jìn)行實(shí)驗室試驗而不能確定。3)因局部變形留用的環(huán)鍛會(huì )有不規則的變形量,會(huì )造成更換上去的鋼板各部位曲率的不--致，組對后焊縫錯邊量難以控制。圖1氣化爐高溫蠕變開(kāi)裂部位4)“Y'中國煤化工架會(huì )造成靠近收稿日期HCNMH G2不確定因素及修復難度作者簡(jiǎn)介:劉漢勇,男,高級T程師,1994年畢業(yè)于菜附農學(xué)1)根據提供的現場(chǎng)照片及實(shí)地觀(guān)察情況,超溫院機械制造專(zhuān)業(yè)，現為山東華魯恒升化1:股份有限公司設備動(dòng)力變形部位靠近倒"Y”型環(huán)鍛,且在環(huán)鍛邊緣筒體也處處長(cháng)。聯(lián)系電話(huà);13396276056;E-mai:lihango6666@ 163.com第5期劉漢勇等.氣化爐失效爐體修理方案325托架部位的上部修復焊縫內側難以施焊，并影響100mm和留下的余量部位預熱至200心，在設備.焊后局部熱處理加熱塊在設備內部的安置，從而上安裝好磁性小車(chē)式氧一乙炔切割機，按切割線(xiàn)影響現場(chǎng)局部熱處理效果。切割出坡口,坡口形式為:下部環(huán)向焊縫采用雙面5)因設備長(cháng)期在高硫高氫環(huán)境下運行,材料等厚度“V”型坡口,上部采用單邊“V"型坡口,切割內滲氫、滲硫情況不詳,若不采取消氫、脫硫措施后需進(jìn)行350、保溫6h的消氫處理(經(jīng)現場(chǎng)取樣將嚴重影響現場(chǎng)施焊的焊接質(zhì)量。材料消氫處理及焊接試驗后發(fā)現無(wú)明顯滲硫現6)在焊接基層時(shí)靠近托架的內部焊縫無(wú)法施象)。需切割尺寸及形狀如圖3所示。焊，只能采用外側單邊坡口氬弧焊打底后電弧焊假件與簡(jiǎn)體下焊道多層焊接工藝，使得焊接應力在厚度方向均施加4500在外側，易使焊縫產(chǎn)生內凹變形。R2007)現場(chǎng)焊接長(cháng)度達12m、厚度達86mm的圖3需切割尺 寸及形狀SA387材質(zhì)焊縫,施焊周期較長(cháng),焊接過(guò)程中焊縫4)對坡口打磨處理后進(jìn)行磁粉探傷檢測(MT)兩側不少于260mm的寬度范圍內始終要保持約或滲透(無(wú)損)檢測(PT),如有缺陷進(jìn)行打磨處理,150~200C的溫度，同時(shí)要求加熱設施不能影響施對于深度不超過(guò)5mm,且在焊道邊緣10mm以?xún)群溉藛T的作業(yè)。的環(huán)向裂紋，打磨后經(jīng)確認裂紋已消除的可先不8)因局部更換,且更換面積較大,焊后消除應進(jìn)行補焊,待焊縫焊接時(shí)其缺口再堆焊,但對深度力需采用整圈加熱方法，但由于設備處于立式安較深的需另行按焊接工藝進(jìn)行補焊和焊后中間熱裝位置,上段自重較大,在高溫下加熱段材料屈服處理。強度較低,有可能發(fā)生二次變形。5)對新鋼板進(jìn)行帶級電渣堆焊,堆焊材料為9)較厚的簡(jiǎn)體焊縫只能采用r源檢測,較長(cháng)316L,厚度(4+4) mm,堆焊后進(jìn)行消氫處理,用機的曝光時(shí)間是否影響整體進(jìn)度及現場(chǎng)防護條件能械方法對鋼板四周加工坡口后卷弧，對卷弧后的否滿(mǎn)足要求均不得知;以及“Y"型鍛件夾角處的環(huán)鋼板上、下邊用加強弧形板定形(如圖4所示,板縫無(wú)法貼探傷底片等問(wèn)題均影響最后的施工質(zhì)厚需32mm),再在鋼板相應部位開(kāi)孔進(jìn)行接管焊量。接,焊后整體進(jìn)爐進(jìn)行消應力處理。3修理方案的確定及施工過(guò)程針對上述難點(diǎn)問(wèn)題逐一進(jìn)行了現場(chǎng)核實(shí),多方技術(shù)交流,排查問(wèn)題，制定對策,謹慎、科學(xué)地編制3277加固弧形托架施工工藝，并充分考慮各項不確定因素制定了預案,使氣化爐現場(chǎng)修理方案更加科學(xué)、規范、高效。圖4 加強弧形板形貌最終修復方案及工藝步驟、方法確定如下。6)在設備外周組焊上厚度80mm、環(huán)寬200 mm、1)對鍛件及簡(jiǎn)體受損傷部位進(jìn)行材料的失效圓環(huán)內徑比設備外徑大40 mm的組對胎具一套,分析,以確定留用部分材料是否滿(mǎn)足使用要求。在此胎具用于鋼板焊縫組對時(shí)在筒體與環(huán)間打人鍥需割除的簡(jiǎn)體鋼板邊緣及在靠近“Y”型鍛件已發(fā)鐵以使焊縫組對錯邊量得到控制。如圖5所示。生變形的鋼板處取樣進(jìn)行金相和力學(xué)性能試驗,鍥鐵并對“Y”型鍛件進(jìn)行現場(chǎng)金相觀(guān)察和分析,以確定需更換鋼板組對定位環(huán)留用材料符合相應要求。原設備2)在設備上劃出切割線(xiàn),對留用部分需與新板對接的部位進(jìn)行曲率和變形情況測量，并用黃中國煤化工板紙裁出相應弧線(xiàn)與實(shí)物進(jìn)行比對和修剪，以備TYHCNMHG新板卷弧和弧度調整之用。7)檢查作業(yè)環(huán)境,對有礙作業(yè)的平臺進(jìn)行部3)在待修復的設備上按所畫(huà)的切割線(xiàn)留10mm分切割,切割時(shí)需盡量確保復位時(shí)尚可利用。對設的切割余量，切割下?lián)p傷部位鋼板，對切割線(xiàn)外備所在鋼結構框架進(jìn)行負載校核，起重梁及框架大氛肥2011年第34 卷負載強度薄弱處進(jìn)行加固。4施工質(zhì)量的控制8)在“Y”型環(huán)鍛坡口的邊緣襯焊上一圈基材1)因設備簡(jiǎn)體壁厚較厚(88mm)而現場(chǎng)不具為14Cr1MoR、厚度為4mm,且在背面堆焊有316L備使用r源進(jìn)行焊縫檢測條件,經(jīng)與國家級科研機不銹鋼焊接襯墊，襯墊在焊縫處需加工成利于焊構合作采用時(shí)差術(shù)射法超聲波檢測方法(TOFD)透的焊接槽(如圖6所示),新的簡(jiǎn)體鋼板吊裝到替代常規射線(xiàn)檢測,其對缺陷檢出靈敏度更高。位后,先行組對環(huán)鍛處的焊縫,再對其他部位進(jìn)行2)控制工序質(zhì)量,如坡口修磨后MT、PT檢測、組對。內襯層PT檢測、焊縫超聲波檢測等無(wú)- -漏項。3)焊縫的消氫處理及焊后熱處理,采用遠紅外測溫槍定時(shí)測溫,嚴格按照熱處理T.藝進(jìn)行。4)設備修復完畢后需進(jìn)行耐壓試驗,但考慮到充滿(mǎn)水后的總重達260t,存在鋼結構框架強度安全隱患,故依據TSGR0004--2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監察規程》中4.7.8條款要求,采取,第一次焊飾層焊接一基層焊道氣液組合壓力試驗嚴格進(jìn)行。14CrMo襯墊寺5)為確保試驗過(guò)程中舊簡(jiǎn)體的塑性變形狀況新板-和試壓過(guò)程安全、可靠進(jìn)行,委托山東大學(xué)對試壓圖6簡(jiǎn)體組對坡口尺寸全過(guò)程進(jìn)行應力變測試，以確定過(guò)程中的變形量9)焊接前對焊縫兩側各260mm范圍內預熱至及確保試壓過(guò)程中的安全操作。180~250C,對環(huán)鍛與鋼板之間的焊接墊進(jìn)行焊接焊縫打底焊至約10mm厚后，再對2條縱縫及下5結論部I道環(huán)焊縫進(jìn)行約10mm厚焊層的焊接，然后歷經(jīng)35d(事故發(fā)生至修復點(diǎn)爐)完成了計劃再焊接上部環(huán)縫約30mm后對其進(jìn)行中間熱處6~7個(gè)月的檢修項目,在確保設備安全、可靠運行理,同時(shí)焊接另3道焊縫基層近一半厚度后,用熱的前提下,避免了給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失、磁粉對內側進(jìn)行檢測后,在內部將堆焊層焊上,再修復后的氣化爐投運后, T.藝操作穩定、設備按先焊上部環(huán)縫后焊另3道焊縫的順序將基層全運行良好,至2011年8月利用大修期間對挖補部部焊完。,分按規范要求進(jìn)行整體筒節更換，徹底消除不安10)堆焊層焊完后在焊基層的同時(shí)在內側上部全隱患。從修復運行到再次進(jìn)行簡(jiǎn)節整體更換,期至“Y”型環(huán)鍛處、下部超出焊縫250mm的高度范間采取聲發(fā)射在線(xiàn)檢測技術(shù)多次采集設備運行中圍整圈安裝上履帶式加熱器，外側加熱器包裹要信號,反應良好。每次計劃停爐小修時(shí)均對修理部求是:包括更換部位及上、下各250 mm高度范圍位進(jìn)行磁粉檢測(MT)、超聲波檢測(UT)未發(fā)現異內的簡(jiǎn)節整圈,焊后立即進(jìn)行消應力處理。常,修復方案相當成功。REPAIR APPROACHES FOR FAILED FURNACE OF GASIFIERLiu Hanyong, Li Dong, Yin Gaolei(Shandong Hualu Hengsheng Co., Ltd. , Dezhou 253024)A bstract : Operational errors on gasifier cause a creep rupture and deformation of furnace due to unex-pected high temperature, fortunately, the deterioration of extent and location of deformed barrel and material .of forgings are still controllable , after the uncertainties and difficulties in repair are analyzed it is decided loemploy a site patch approach and all the scheduled repair items ne中國煤化Icomplished onlyin 35 days (from the accident occurrence till to furmace ignition).YHCNMH GKey words :gasifer;site patch;repair scheme ;high temperature creep