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1、第4期.67一急冷器失效原因分析及對策張勁松,周朝剛(中吳晨光化工研究院,四川自貢643201)[摘要]對急冷器蛇管失效的原因進(jìn)行了分析,采取了相應(yīng)措施給予解決,保證了裝置的正常運(yùn)行。[關(guān)鍵詞]急冷器;蛇管;失效;泄漏;對策裂解裝置是有機(jī)化工行業(yè)的核心設(shè)備,它將筒體材質(zhì)為16MnR,規(guī)格為l416X8,高長鏈的有機(jī)物分解為小分子物質(zhì),通過精餾,去7100mm;蛇管分為兩段,物料接觸的第一段由于掉雜質(zhì),提供給工業(yè)生產(chǎn)或生活使用。急冷器是溫度較高,材料選用0Crl8Ni9,長度約10m,第二裂解裝置中重要的設(shè)備,其作用是使?fàn)t管或者高段材料
2、選用20g,規(guī)格為89×5無縫鋼管。溫裂解反應(yīng)器中反應(yīng)的物料在設(shè)備中快速冷卻到2泄漏情況一定溫度,以降低后續(xù)處理設(shè)備的要求,達(dá)到降檢查發(fā)現(xiàn),泄漏點(diǎn)有兩處。第一處在物料低后處理設(shè)備成本和操作難度的要求。急冷器的進(jìn)口分岔處,材料為0Crl8Ni9,三通上有一道長穩(wěn)定運(yùn)行在工藝生產(chǎn)中起到相當(dāng)重要的作用,一開口,約長10~20mm,寬3~5mm,開口附近壁旦失效會嚴(yán)重影響生產(chǎn),甚至裝置停車。厚如紙一般薄,附近還有大量明顯的點(diǎn)蝕凹坑1設(shè)備介紹(見圖2),通常設(shè)備投用六個(gè)月左右就出現(xiàn)泄急冷器殼程為直徑l400的圓筒體,內(nèi)裝溫漏。另一處泄漏位置在靠
3、近物料進(jìn)口段,發(fā)生腐度為150~l80~C的飽和水,利用飽和水的汽化潛熱蝕部分蛇管材料為20g,泄漏部位出現(xiàn)幾條長達(dá)來吸收蛇管中物料放出的熱量,以達(dá)到冷卻物料400~600ram,寬10mm的開口,開口附近非常薄,的目的。內(nèi)部為蛇管結(jié)構(gòu),反應(yīng)器出來的物料分其位置不在蛇管中氣體沖擊面,而在蛇管內(nèi)側(cè)內(nèi)別進(jìn)入兩組蛇管,物料在蛇管中冷卻后,再匯入壁(圖3)。這種情況在近期幾個(gè)月頻繁出現(xiàn),一一根管子引出急冷器。結(jié)構(gòu)見圖1。臺新設(shè)備大約只能用1~2個(gè)月,最短的只用了幾天,嚴(yán)重影響正常生產(chǎn),損失很大,并且存在著安全隱患。因此急需找出其腐蝕原因,采取
4、相應(yīng)措施。圖1急冷器結(jié)構(gòu)簡圖急冷器設(shè)備參數(shù)見下表:圖2圖3殼程管程工作壓力MPaO.450.23失效原因分析設(shè)計(jì)壓力MPa0.6O.3由于急冷器的作用是將裂解物料從高溫迅速設(shè)計(jì)溫度℃180900冷卻到2o0℃左右,在靠近進(jìn)料段物料溫度很高,工作介質(zhì)軟水飽和水蒸汽裂解氣,HF,HC1,H20約400~500~C,0Crl8Ni9材料的硬度和耐磨性都腐蝕裕度ll作者簡介:張勁松(1960一),男,高級工程師,現(xiàn)任中昊換熱面積m55晨光化工研究院設(shè)計(jì)所所長,主要從事有機(jī)氟化工設(shè)備開發(fā)設(shè)流速m/s25計(jì)工作。68一■腐蝕防腐張勁松等急冷器失效
5、原因分析及對策2石0油與化工設(shè)備一10年第13卷大大降低,三通的迎風(fēng)面在高溫、高流速物料的沖度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度時(shí),關(guān)閉附加加熱裝置。刷作用下,逐漸變薄最后被沖刷穿孔,這是三通出(2)由于過熱蒸汽爐加熱能力有限,無法現(xiàn)開口的一個(gè)原因。在三通處,接管由兩根合為一提供更多的熱量,當(dāng)鍋爐房出來的蒸汽溫度偏低根,有一個(gè)尖角,結(jié)構(gòu)存在突變,不連續(xù),引起局時(shí),減少進(jìn)入過熱蒸汽爐的蒸汽量,使有限的熱部過大應(yīng)力,是形成三通出現(xiàn)開口的又一個(gè)原因。量能充分地把過熱蒸汽加熱到設(shè)計(jì)溫度。雖然曾先后將材料換為耐高溫性能較好的GH30、(3)提高急冷器殼程飽和水溫度,
6、減小蛇00Cr25Ni20等材料,但效果始終不理想。管內(nèi)物料進(jìn)出口溫度與殼程飽和水之間的溫度差蛇管中間靠近進(jìn)料口段出現(xiàn)裂口,從材料分值,使反應(yīng)物料溫度不會過早降到露點(diǎn)以下,形析,蛇管材料在投入制造前進(jìn)行過嚴(yán)格復(fù)驗(yàn),質(zhì)成液滴。量可以得到保證,不存在材料質(zhì)量問題;從實(shí)物通過以上三個(gè)措施,能有效阻止過熱蒸汽在裂口位置上看,不在焊接接頭位置,不存在焊縫急冷器內(nèi)形成小液滴產(chǎn)生壁流腐蝕設(shè)備。質(zhì)量問題;又不在高溫高速流體迎風(fēng)面,物料對針對靠近進(jìn)料段三通的迎風(fēng)面在高溫、高流蛇管該位置的沖刷極微;從以往使用的情況看,速物料的沖刷作用下,逐漸變薄最后被沖
7、刷穿孔通常失效都在離高溫進(jìn)口較近沖刷嚴(yán)重的三通處造成三通出現(xiàn)開口的問題,可在三通流體迎風(fēng)面或在蛇管流體迎風(fēng)面受沖刷而破裂開口。而在增加防沖擋板(見圖4),有效延長三通在高溫、蛇管中間靠近進(jìn)料口處位置開裂,很可能是發(fā)高流速物料沖刷下的耐磨性,同時(shí)在三叉處增加生了嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕。裂解產(chǎn)物中有HF、HCI、局部壁厚以降低局部應(yīng)力。從而保證蛇管的正常HO等組分,正常工作時(shí)由于溫度較高這些物料運(yùn)行。呈過熱狀態(tài),對設(shè)備腐蝕較小,只在蛇管流體迎風(fēng)面存在沖刷腐蝕。當(dāng)溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí),這些過熱狀態(tài)的氣體就會冷凝成液體,組分HF、HC1在水滴中電離成F
8、、Cl一離子,F(xiàn)一、Cl一離子在400~500℃的高溫下對金屬材料的腐蝕速度是相當(dāng)快的。經(jīng)調(diào)用DCS系統(tǒng)的記錄發(fā)現(xiàn),在近幾個(gè)月內(nèi),由于天然氣供應(yīng)緊張,鍋爐房出來的蒸汽達(dá)不到設(shè)計(jì)溫度,雖然又經(jīng)過熱蒸汽爐加熱,但過熱蒸汽爐加