資源描述：
《綜合塔群裂紋產(chǎn)生原因及對策》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、綜合塔群裂紋產(chǎn)生原因及對策一、概述綜合塔是中氮肥生產(chǎn)關鍵設備之一，其設備狀態(tài)的好壞直接影響到半產(chǎn)的安全運行，近年來,某化肥廠綜合塔從中部壞形塔壁段相繼發(fā)現(xiàn)由內(nèi)向外的穿透性裂紋。數(shù)量從個別發(fā)展到十幾個，嚴重影響生產(chǎn)的正常進行。利用系統(tǒng)停車機會，通過對該塔產(chǎn)生裂紋的原因分析，對其進行了一系列處理，使用一年，效果良好，至今未見有新裂紋的產(chǎn)生。本文就綜合塔產(chǎn)生群裂紋的原因予以分析，并提出相應的解決辦法。綜合塔由上下兩段組成，中間部分為一個大的升氣帽，升氣帽下部為付塔段，升氣帽以上塔體為回收清洗段,主要川從塔頂自上而下通過均布
2、條形塔盤的軟水吸收自卜-而上的氣體屮的氨氣，形成稀氨水(6-7%),稀氨水在升帽盤上形成一定的液位，然后從液封板旁塔壁上"89X4的接管排出到綜合塔附屬設備液封槽。該塔在投用五年多時間以后在升氣帽外塔壁環(huán)形區(qū)域開始產(chǎn)生穿透性裂紋，這些裂紋大多數(shù)聚集在液封板等內(nèi)件為塔壁相焊的母材上及環(huán)逢的T型焊結接頭及縱、環(huán)縫上。從打解裂紋的過程中，發(fā)現(xiàn)這些裂紋均為自內(nèi)向外的穿透性裂紋，且呈樹枝狀分*,為典型的應力腐蝕裂紋。應力腐蝕開裂是化工工廠最常見的一種腐蝕方式，它的特點是有一?定的滯后性，一般是在設備投用一段時間后開始發(fā)生。忖前
3、研究認為，應力腐蝕開裂是敏感金屬，合金在一定應力(外力及制造過程中的殘余應力)和一定腐蝕介質環(huán)境(有時浜至是水中)共同作用下產(chǎn)生的一種特殊的斷裂方式，雖然目前對其發(fā)展的機理有各種說法，沒有確切的結論，但現(xiàn)實使用中已證明，應力腐蝕的主要特征一般先從容器內(nèi)壁產(chǎn)生裂紋源，然后擴展到容器外壁，即為由內(nèi)而外的穿透性裂紋，且發(fā)生位置主要集中在內(nèi)件與塔壁的焊結接頭。簡體的縱、環(huán)縫，T型接頭以及筒體與封頭悍縫及英熱彩響區(qū)。這些事實更進一步證明綜合塔群裂紋就是應力腐蝕引起的。應力腐蝕產(chǎn)生的三大要素為應力、介質、材質。那么，在整個塔體中
4、，為什么裂紋只集中在升氣帽形帶上，這與應力腐蝕產(chǎn)生的機理有什么關系？從以下幾個方面予以分析。二、原因分析1、材質與介質綜合塔材質為16MnR,厚度為16mm,大屋的實驗及事實表明，一定的材質在一定的介質中會產(chǎn)生應力腐蝕，如，奧氏體不繡鋼在含CI-的水中，當CI■濃度大于25MG/L時，就會發(fā)生應力腐蝕的傾向，16MnR材質濃氨水屮，硝酸鹽溶液，發(fā)牛應力腐蝕傾向更人。該段介質為上升的碳化氣體被下降過程中的軟水所吸收，形成稀氨氣溶液(6—7%)和碳化氣尾氣，介質木身的腐蝕性不強，但是，碳水氣尾中含冇一定量的H2S氣體(7
5、5-100mg/L)也被吸收，形成濕H2S環(huán)境，大最實驗及事實己證明，在濕H2S環(huán)境下，即使其含最很低,對于有應力集中可能的實際結構的壓力容器，特別是在制造、安裝時，遺留下很多微小冷裂紋或再主熱裂紋，有應力梯度的容器，只耍不斷補充H2S,經(jīng)過足夠長的時間，—?般為(3—6年)，即可發(fā)工應力腐蝕，所以該塔其裂紋的產(chǎn)牛主要是山濕H2S引起的應力腐蝕開裂。2、應力制造應力：該容器制造時間為元一2月份，正值冬季，16MnR材質為缺口敏感性材質，丿施焊過程中，特別在隆冬季節(jié)，16MnR焊接時由于有淬硬傾向及冷卻速度快而產(chǎn)生冷裂
6、紋，一般焊接時，均采取焊前預熱，焊中控制層間溫度及焊后熱處理來保證其焊接質量。綜合塔肓徑為30()(),塔高17()()()mm,如此巨人的設備在冬季很難達到施焊的環(huán)境溫度要求，也很難確保以上施悍捲施的到位。從設備檔案中查出，該塔當時從宏觀看，焊接質量較差，主要反映在焊縫成型差，返修率高，返修處達40多處，III級片有6張，而升氣帽環(huán)形區(qū)域又是該塔內(nèi)件結構最復雜的地方。焊接點多，地方狹小，施焊條件差，也是焊接質量最難保證的地方，從上述情況可以看出，該塔在制造時，由于焊接質量差，造成焊結應力大，內(nèi)件拘束力大等因素，為以
7、后產(chǎn)生應力腐蝕埋下了隱患。結構應力：從結構上來看，該段塔體由下H上上升的氣體必須經(jīng)過升氣帽中心管<1>950,然后經(jīng)罩帽改變方向向下沖向塔盤液面，與自上而下的軟水形成稀氨水，在這個過程中，自上而下的氣體由原來的4>3()0()直徑均布上升經(jīng)氣帽以后變成經(jīng)過?140()/4)950的狹窄環(huán)形通道沖向塔盤，使得塔盤液位上形成一個環(huán)形的局部沖擊力，從而惡化了塔盤的受力狀況，沖擊也對塔壁造成了很大的沖刷力，從而使該段塔體除了受到焊接殘余應力及內(nèi)件間的拘束力，還受到來自氣體對塔盤的沖擊力的影響。由此可見，在應力、材質、介質共同
8、作用下產(chǎn)牛?應力腐蝕也就在所難免。三、對策該塔為在用壓力容器，由于制作周期長，費用高，加之工廠自身經(jīng)濟效益考慮，目前狀況下不可能予以更新，也就是說，材質、介質二因索是無法改變的，那么我們只冇采取措施降低其應力水平，從而從源頭上改變應力腐蝕的進一步發(fā)展，以保證容器的安全運行。1、裂紋處理對現(xiàn)己發(fā)現(xiàn)的群裂紋進行打磨，由于當時處于大修時間，可從內(nèi)外均
