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1、应用广场版铆肠锄甩一-，_!竺!苎!苎!转化气废热锅炉损坏原因分析张鹏洲张振雨钱毅刚(河南省中原大化集团有限责任公司，河南濮阳457004)1简介某大型氨厂二段炉下游第一废热锅炉系卧式火管锅炉，日本日立公司制造型式为简单列管形式，其中含有多项专利技术，包括中心管旁路蝶阀的设计。图1是蝶阀与中心管连接结构简图。中心火图1蝶阀与中心管连接结构简图该形式的锅炉在我国大型氨厂系首次应用。在安全运行5年后，中心管旁路蝶阀阀颈焊缝区域开始出现裂纹，最后发展到从裂纹处断裂导致蝶阀整体脱落，造成设备损坏和全厂事故停车。笔者拟对裂纹产生的原因作一些分析，并介绍采取的措施。，2裂纹原因分析蝶阀的材质为Incolo
2、y800H，属铁一镍基高温合金。设置在废热锅炉的出口管箱中的蝶阀，用于调节出废热锅炉的工艺气温度。裂纹的产生部位在蝶阀的高颈法作者简介：张鹏洲(1971一)，男，河南濮阳人，工程师，从事化工设备管理工作。兰与中心管之间的焊缝区域，呈蚀倾向。无序网状向两侧发展。现就其致23磨损腐蚀裂原因作一些探讨。管内存在粉尘，致使局部地2。1晶间腐蚀方粉尘与管子内表面的相对运动Incolov800H钢在593816速度大，导致管子局部表面遭受之间受热，将出现晶间腐蚀倾向，严重的腐蚀损坏，从而形成了典其最敏感的温度在650左右。影型的磨损腐蚀。响这种倾向的主要因素是合金中当粉尘在管子内流动时，由的碳含量、Ti，
3、C比值、固溶处理于管内存在粉尘，不能满足流体的温度和晶粒尺寸等。其实质是力学的要求而造成涡流，在该局晶界上出现贫铬、富镍区。废热部的前、后缘之间形成了一个压锅炉出口管箱的工艺气温度是力突变区。后缘产生负区，使流588正常生产中蝶阀保持一定的体的压力低于它的蒸汽区，遂有开度，未经换热的工艺气从此经气泡在金属表面溢出。前缘是个过，因此蝶阀的环境温度在600高压区，流体迅速从高压区压入700之间。正好落在晶间腐蚀的低压区。气泡受压后迅速破灭。最敏感温度区域。气泡破灭时对金属表面施加冲击力可使金属表面不断地被冲击，22应力腐蚀使金属发生塑性变形。Incolov800H钢种具有良好24金相组织观察的抗应
4、力腐蚀性能，但其性能的优劣要受合金成份、热处理条件、对断裂处试样进行金相组织冷变形和受力条件等的影响。旁观察发现在其组织晶界中有黑路蝶阀系现场安装，没有进行热白相间的条带征状，而且裂纹也处理残存的应力无法消除，蝶起源于这些条带上。经能谱分析阀本身处于换热前后温差较大的发现这种条带特征实际上是晶两种气流之间，存在较大的温度界上出现了贫铬、富镍，并伴有梯度和热应力。再者，蝶阀没有部分渗氧后的成份偏聚。这种缺设计支撑，其重量均集中在蝶阀陷再伴以因自重而产生的额外应与中心管的焊接部位，亦即裂纹力和振动。这些条带的前沿在尖部位使其受到额外应力的作用。端应力场的作用下，形成微小裂综合这些因素来考虑，蝶阀与
5、中纹。并逐步扩展，最终形成贯穿心管焊接部位存在较大的应力腐性裂纹万方数据铆抛口砌聆应用广场版3故障处理情况装置开车运行后一切正在装置正常生产的情况下废常，上下游各点温度正常，说明设计的盲头限流器及其安装是成热锅炉出口管箱测温点出现温度飞功的。升当班操作人员准确判断是该蝶阀故障。而非误报。为保证设备和图2盲头限流器轴侧图4小结下游高变触媒的安全，操作人员果断停车。拆开此处人孔后看到，蝶阀，图2是其轴侧图。(1)Incolov 800H钢具有优良的耐应力腐蚀性能和抗晶间腐中心旁路蝶阀从高颈法兰焊缝处盲头园板用两层3mm厚的断裂，蝶阀及鼠笼落在管箱内，Incoloy 800H板材加工而成。盲蚀能力同
6、时具有较高的高温机械强度。导致生产中大量高温转化气直接头的入口限流孑L直径为88mm长吹向此处测温点。度为1000mm，在后端500mm区(2)在设计上，如果使用温在缺乏备件的情况下，为了域内开孔分布孔数较原鼠笼的度在650左右应尽量降低该合尽快恢复生产，根据此处上下游减少一半。安装时，将盲头一端金的碳含量、TiC比值等，以优的热量分配关系，结合实际运行插人中心管内500mm将另一端化其抗晶间腐蚀倾向。情况，经过精心计算。设计、制用三条拉筋将其固定到废热锅炉(3)应尽量优化其受力状态，作了一套盲头限流器。以代替原壳体上。避免受到额外应力的作用。淞业界要闻浓硝酸工业装置防腐用材的选择目前，我国生
7、产浓硝酸采用的是直硝法和间硝法两种工艺，工业硝酸分为含9698HNO，的浓硝酸和含4760HNO，的稀硝酸。硝酸具有很明显的氧化性质，与绝大多数金属都进行化学反应。浓硝酸工业装置用金属材料具有特殊性其特种钢材在通用手册上不易查到。不同的介质条件。其腐蚀机理不尽相同，在选材上有很大的差别。我国浓硝酸产量已居世界首位，选用高效设备材料对发展我国的浓硝酸工业起着重要的作用。我国从20世纪60年代末开始发展耐浓硝酸高硅奥氏体不锈钢、超低碳不锈钢等，到目前为止已经发展了一整套特种钢材，以C系列钢为代表具有国际水平。解决高压釜排酸阀门用C6钢；解决中、低温浓硝用泵、阀和焊接设备用C2 (00Crl7Nil
8、5Si4Nb)、C25(000Cr25Ni20)；以及泵用钢材00Crl3Ni6Si4Nb。这些钢材已广泛应用于浓硝酸设备的不同部件中，并分别被认为是耐硝酸腐蚀的良好材料。间硝化是通过加入脱水剂，通常为硝酸镁(也称为硝镁法)，破坏原有的共沸点，通过精细制取98以上的浓硝酸。目前，我国南京化学工业集团公司、四川化工集团公司等大型硝酸生产装置均采用该工艺生产。硝镁法生产浓硝酸装置用材料的选择范围非常窄。国外主要采用特氟隆、钽、铌、玻璃以及钢衬玻璃、特殊不锈钢等。在我国这些金属材料相当昂贵，而且以这些材料制的大部分设备国内还不能加工。目前我国主要还是采用高硅铸铁和普通不锈钢，但高硅铸铁强度低、易裂，
9、使得设备非常笨重、安全性差。近年来，我国也在硝镁法生产用特殊不锈钢方面做了大量的工作，以C系列钢为基础已初步形成了ky系列钢、耐稀硝酸的硝酸级不锈钢kv701(00Crl9Nil3)和kv703(00Cr25Ni20Nb)、兼耐浓、稀硝酸的高硅奥氏体不锈钢ky704 (00Crl6Nil4Si4)和ky706(00Crl9Ni21Si5)。其中，kv704、kv705已经分别制成硝镁法硝酸装置中的核心设备浓缩塔和浓硝冷凝管线，并用于实际生产之中。表2硝镁法生产浓硝酸用耐腐蚀金属材料设备名称材质设备名称材质混和分配器高硅铸铁浓缩蒸留塔高硅铸铁、kv704塔顶冷凝器高硅铸铁主液分配器304L分配酸封高硅铸铁塔底加热器314L漂白塔高硅铸铁硝酸镁浓缩蒸发器304L成品酸冷却器高纯铝漂白塔酸封高硅铸铁喷射循环吸收系统304L2005331万方数据