大型靜設(shè)備的泄漏檢修概述
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論文導(dǎo)讀：A-EA302封頭打開后,我們發(fā)現(xiàn)密封面有兩處長時(shí)間受沖刷而被破壞,對(duì)這兩處我們選用了和設(shè)備母材相適應(yīng)的焊接材料和焊接工藝進(jìn)行補(bǔ)焊后,先用風(fēng)動(dòng)砂輪對(duì)缺陷焊接高點(diǎn)進(jìn)行打磨,然后用自制修研磨工具進(jìn)行精研,待檢測(cè)無誤后,方可認(rèn)為密封面質(zhì)量合格。密封墊片是法蘭密封最重要的環(huán)節(jié)之一,如果密封墊片選型不當(dāng)或存在質(zhì)量問題,均可能造成泄漏。A-EA302換熱器使用的是石墨帶+鋼墊+石墨帶的型式,在使用前應(yīng)首先進(jìn)行外觀檢查,看石墨帶是否連續(xù)平整,鋼墊本身有無缺陷等,然后方可使用。
關(guān)鍵詞：密封面，泄漏，換熱器
1. 大型靜設(shè)備密封面泄漏的檢修
A-EA302為合成車間變換爐2#進(jìn)料氣加熱器,其管程為變換氣,殼程為原料氣。在2006年試運(yùn)行期間,封頭法蘭間密封面出現(xiàn)大量泄漏,嚴(yán)重影響試運(yùn)行的正常進(jìn)行,于是停車檢修。檢修后,運(yùn)行至現(xiàn)在已兩年多的時(shí)間,未曾發(fā)現(xiàn)泄漏,而與其相鄰的A-EA301、A-EA303卻不同程度地發(fā)生泄漏,總結(jié)對(duì)A-EA302的檢修以及對(duì)其它靜設(shè)備的檢修,我認(rèn)為在以下幾方面應(yīng)特別注意:
1.1 打開封頭后,應(yīng)首先檢查密封面質(zhì)量情況
A-EA302封頭打開后,我們發(fā)現(xiàn)密封面有兩處長時(shí)間受沖刷而被破壞,對(duì)這兩處我們選用了和設(shè)備母材相適應(yīng)的焊接材料和焊接工藝進(jìn)行補(bǔ)焊后,先用風(fēng)動(dòng)砂輪對(duì)缺陷焊接高點(diǎn)進(jìn)行打磨,然后用自制修研磨工具進(jìn)行精研,待檢測(cè)無誤后,方可認(rèn)為密封面質(zhì)量合格。
1.2 檢查墊片質(zhì)量情況
密封墊片是法蘭密封最重要的環(huán)節(jié)之一,如果密封墊片選型不當(dāng)或存在質(zhì)量問題,均可能造成泄漏。A-EA302換熱器使用的是石墨帶+鋼墊+石墨帶的型式,在使用前應(yīng)首先進(jìn)行外觀檢查,看石墨帶是否連續(xù)平整,鋼墊本身有無缺陷等,然后方可使用。
1.3 螺栓的選擇
螺栓的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)將直接影響到螺栓予騍力,因此在檢修時(shí)如確需要換螺栓,應(yīng)選用相同或相近的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。
1.4 回裝和緊固
1.4.1 回裝前應(yīng)首先將密封面、墊片等清理干凈。
1.4.2 因A-EA302密封結(jié)構(gòu)為榫槽式,如不采取措施,墊片極易從凹槽中掉出而破壞墊片,因此回裝時(shí)應(yīng)將墊片固定在凹槽內(nèi),如用膠帶紙或黃油等進(jìn)行固定。免費(fèi)論文網(wǎng)。
1.4.3 回裝時(shí),當(dāng)凸櫞準(zhǔn)確無誤地進(jìn)入凹槽后方可緊固。
2. 換熱器的泄漏
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),換熱器發(fā)生泄漏,因管束或列管的腐蝕破壞而引起的約占85%以上。從介質(zhì)的特點(diǎn)上分類,其腐蝕破壞類型主要有:化學(xué)腐蝕、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕等,不銹鋼管束還有可能發(fā)生晶間腐蝕等。免費(fèi)論文網(wǎng)。
催化裝置的輕油系統(tǒng)、加氫精制裝置的脫硫化氫汽提系統(tǒng),一般都存在著以H2S-HCL-H2O為主的腐蝕環(huán)境,氧氣的存在會(huì)明顯加速腐蝕的速度,當(dāng)溶解氧含量由0.018 mg/L升高至0.063mg/L時(shí),腐蝕速度增加近4倍,含氧量增加到1mg/L時(shí),腐蝕速度將增加到近20倍。因此,在停工吹掃、檢修后,原來不漏的換熱器,檢修后試壓時(shí)或開工不久就發(fā)生泄漏,正是由于在用蒸汽或壓縮空氣吹掃時(shí)增加了氧、水分的含量,加劇了H2S-HCL-H2O為主的腐蝕環(huán)境下的金屬腐蝕速率,從而導(dǎo)致密封失效而發(fā)生泄漏。
由于在石油化工的許多生產(chǎn)過程中不允許添加緩蝕劑,而過高地提高管束等級(jí)又會(huì)導(dǎo)致加工成本的增高,在現(xiàn)有條件下,不增加成本,又能夠降低換熱器泄漏率,唯一可行的辦法就是在換熱器制造、安裝、檢修過程采取措施,控制相應(yīng)介質(zhì)引發(fā)腐蝕的起因,以減少發(fā)生泄漏的機(jī)率。
2.1 管束與管板間因連接方式不同引發(fā)的泄漏
管板與管束間的連接有脹接、焊接、脹焊結(jié)合三種方式。脹接過程中要選擇適當(dāng)?shù)拿浌苈?一般地脹管率以1%-1.9%為佳,管子直徑大且壁厚小應(yīng)取小值,直徑小且壁厚大取應(yīng)大值。
在換熱器的制造過程中,脹管率過小,稱為欠脹,不能保證必要的連接強(qiáng)度和密封性能。脹管率過大稱為過脹,使管壁減薄量過大,加工硬化嚴(yán)重,甚至發(fā)生裂紋,為加劇腐蝕提供了條件。脹接不能在氣溫低于-10℃的條件下進(jìn)行,因?yàn)闅鉁剡^低可能會(huì)影響材料的機(jī)械性能,甚至?xí)l(fā)生裂紋。但脹接不存在溫度變化和嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕,是比較理想的連接方式,但由于對(duì)管束端部表面質(zhì)量、硬度、管板的機(jī)加工精度、脹管經(jīng)驗(yàn)要求很高,因此大多數(shù)換熱器管束都采用焊接方式,但該方式管子與管板間存在著一定的間隙(死區(qū)),在間隙內(nèi)流體不流動(dòng),容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,并且在管子損壞后,不易更換,焊縫在間隙內(nèi)有很大的焊接殘余應(yīng)力,易在焊縫中產(chǎn)生橫向延展性裂紋,而且間隙中會(huì)積聚大量的氯離子,又處于貧氧狀態(tài),很容易產(chǎn)生間隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕。這在PTA生產(chǎn)裝置的換熱器泄漏的事例中很常見,以CH3COOH-H2O為主要腐蝕介質(zhì),引起的換熱器泄漏多由間隙腐蝕而引起。如果采用脹焊結(jié)合方式連結(jié),既可降低對(duì)管孔的加工精度、管束的表面光潔度、硬度等參數(shù)的要求,又消除了間隙,從而消除間隙腐蝕與應(yīng)力腐蝕,實(shí)現(xiàn)減少泄漏的機(jī)率的目的。
2.2換熱器管束腐蝕泄漏的主要原因
(1)管束本身缺陷。免費(fèi)論文網(wǎng)。在機(jī)械加工過程中在管束表面殘留了一些缺陷,如砂眼、點(diǎn)蝕坑、銹皮等,可能導(dǎo)致腐蝕過程的加劇,使密封因失效而引發(fā)泄漏。
(2)管束焊縫缺陷。U型管管壁較薄,焊接時(shí)的錯(cuò)邊可導(dǎo)致有效壁厚的減薄,小徑管束的焊接存在缺陷。
(3)折流板、支持板的影響。主要是因?yàn)楣芸准庸ぞ炔贿m或與管板間相互配合偏差過大時(shí)擠壓管束,使受擠壓處的防腐層難致密性削弱,如果因吊裝等原因造成折流板或支持板相對(duì)于管束稍有滑動(dòng),未防腐的部分就會(huì)裸露出來,而且該處易形成小的滯流區(qū),導(dǎo)致間隙腐蝕。
2.3 控制對(duì)策
(1)改進(jìn)焊接接頭的檢驗(yàn)方式。按照J(rèn)B928-67的規(guī)定焊縫質(zhì)量要保證在Ⅲ級(jí)以上,不得有任何裂紋、未焊透、未熔合等缺陷。在完成檢修或新設(shè)備投用時(shí),也可隨機(jī)進(jìn)行探傷抽查,保證檢修或安裝質(zhì)量。
(2)采用適當(dāng)?shù)暮缚p結(jié)構(gòu)。減少角焊縫、組合焊縫的數(shù)量,變角接為對(duì)接,對(duì)于變徑較大連接,可采用加強(qiáng)接頭或騎座式焊縫,尤其是塔、容器上直徑<DNl00的接管,應(yīng)盡量采用騎座式結(jié)構(gòu),騎座式結(jié)構(gòu)易消除應(yīng)力集中,減輕應(yīng)力腐蝕的影響。
(3)采用鎢極氬弧焊焊接技術(shù)。鎢極氬弧焊可以手工操作,也可以自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊。因?yàn)殒u極的載流能力有限,焊接電流不易太大,否則易造成焊縫夾鎢。鎢極氬弧焊的突出優(yōu)點(diǎn)是適合薄件、合金鋼及一些難熔金屬的焊接,可確保背部成型,有效地消除未焊透、氣孔、夾渣等缺陷。因?yàn)楹鸽娀⌒ 囟雀�、熱量集�?故其焊縫體積、熱影響區(qū)比電弧焊明顯減小,焊接應(yīng)力較小。氬氣屬于惰性氣體,它降低了合金元素的燒損,有利于保證接頭優(yōu)良的機(jī)械性能。
(4)必要時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的焊后熱處理。對(duì)于易發(fā)生應(yīng)力腐蝕的焊接,必要時(shí)可進(jìn)行焊后熱處理,以消除焊接殘余應(yīng)力,降低應(yīng)力集中,對(duì)不銹鋼接頭應(yīng)做固溶處理,這樣有利于降低應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕,在停工檢修過程中,應(yīng)在降溫、吹掃、置換等工序上注意采取措施,防止因氧含量、水分的增高加劇腐蝕。
3. 管道等靜設(shè)備構(gòu)件的磨損泄漏
磨損泄漏通常出現(xiàn)在含有顆粒狀介質(zhì)流體的單元,如PTA裝置污水系統(tǒng)和催化裂化裝置催化劑卸劑系統(tǒng)等含有固體顆粒的流體環(huán)境下。
3.1 催化裝置卸劑線
催化裝置卸劑線主要泄漏點(diǎn)是法蘭密封面及吹掃線接管焊縫,尤其是第一道閥的上密封面,易造成催化劑單耗增加。主要原因是卸劑時(shí)主線溫度一般在650℃左右,而副線溫度低,造成主線熱膨脹的不對(duì)稱,使密封件的變形不勻;加上卸劑次數(shù)較頻繁,加大了磨損速度,并由于催化劑的紊流,增加了對(duì)法蘭密封面的磨損,如不及時(shí)熱緊,必然會(huì)發(fā)生泄漏。采取以下控制對(duì)策:
3.1.1采用小型自動(dòng)卸料器,減少卸劑次數(shù)。
3.1.2盡量少投用副線。
3.1.3提高密封件如墊片、螺栓的等級(jí),在法蘭
密封面周圍加冷卻盤管,在卸劑時(shí)才投用,以降低密封件膨脹偏差,卸劑時(shí)就進(jìn)行一次熱緊,保證合適的密封比壓,或?qū)⒎ㄌm連接閥改為焊接閥。
3.2 PTA裝置污水線
公司PTA污水線為168×5、129×6·5復(fù)合管結(jié)構(gòu),套管為20號(hào)碳鋼無縫管,芯管材質(zhì)為316 L,介質(zhì)為含有顆粒的酸性水,PH值為2·4~6,經(jīng)過近4年來的運(yùn)行后,發(fā)生了多處泄漏。造成泄漏的主要原因是由于電化學(xué)腐蝕和磨損腐蝕,在彎頭處形成紊流,沖擊磨穿。
3.3控制對(duì)策
管線采用不銹鋼管替代復(fù)合管結(jié)構(gòu),消除復(fù)合管存在的接頭間隙加劇腐蝕的因素。
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