苯酐冷凝器失效分析与修复.pdf

《苯酐冷凝器失效分析与修复.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、设备与防腐齐QI鲁LU石油PE化TR工OC，H2E0M10IC，A3L8(4TE)C：H33N3OL—O3G3Y5苯酐冷凝器失效分析与修复任鹏冯齐(1．中国石化齐鲁分公司烯烃厂，山东淄博，25541t；2．天津科技大学，天津，300222)摘要针对苯酐冷凝器出现的裂纹，从工艺、材料、受力、维修等方面进行了分析，找出了裂纹产生的原因并进行了处理，效果良好。关键词冷凝器焊接腐蚀应力疲劳中圈分类号：TQo51．6文献标识码：B文章编号：1009—9859(2010)04—0333—031概述碱液，对设备局部有腐蚀性的破坏。中国石化齐鲁分公司烯烃厂苯酐装置氧化单(2)氯离子的腐

2、蚀作用。换热器壳程介质为元的冷凝器(W105／A～E)，1989年从德国GEA苯酐气，但换热器中的蒸汽与冷凝水含有对金属公司引进，该设备属U形管翅片式换热器，换热材料具有强腐蚀性的氯离子，换热器的两端管板管截面为椭圆形，主体材料为WSE35．5，换热管处本身就存在制造时留下的低凹处，氯离子在该及管板为RST35．8，为优质碳素钢，对高温强度及处浓缩，金属表面发生电化学腐蚀，使金属表面形抗高温蠕变有一定要求。2001—2o03年对苯酐成的钝化膜遭到破坏。阳极：Fe—Fe“+2e，使金冷凝器进行了国产化更新，其性能参数列于表1。属溶解，氯离子吸附在金属表面形成氯化亚铁，遇水

3、后发生水解：FeC12+2H20一Fe(OH)2+2HC1，表l苯酐冷凝器性能参数生成的盐酸具有较强的腐蚀性J。氯离子与铁离子导致孔蚀和缝蚀。孑L蚀主要是氯离子对钝化膜的局部破坏造成的；缝蚀则是腐蚀性介质侵人构件缝隙之中，使缝内金属发生加速腐蚀，两者可相互促进。为降低腐蚀破坏，除选择适宜的缓蚀剂外，可考虑采用电化学保护方法，尽量预防和减缓腐蚀的发生。(3)结垢导致的破坏。从现场可见到，管板近年该设备翅片管与管板连接处曾多次发生上有一层黑黄色的结垢，为水中的钙、镁离子等沉泄漏，导致停车检修。裂纹主要发生在翅片管与淀所成，结垢会使传热效果变差，从而导致局部温管板连接的椭圆形

4、焊缝上，有的是初次开裂，有的度升高，使钝化膜遭到破坏；结垢中的某些金属离是修补后再次开裂。裂纹在椭圆的小圆弧与大圆子还能增加腐蚀速度。弧交界处，走向与椭圆形长轴同向并沿椭圆弧线(4)来自原料或蒸汽的硫离子的腐蚀作用。分布，都经过椭圆的长轴端点，均为穿透性裂纹，(5)析氢腐蚀和吸氧腐蚀。析氢腐蚀是指电一般主裂纹没有分岔。化学腐蚀过程中阴极发生了析氢反应而导致的，即2H+2e—HT；吸氧腐蚀则是由于阴极上发2失效原因分析收稿日期：2Ol0一lO一19；修回口期：2010—11一o9。2．1腐蚀性介质作者简介：任鹏(1973一)，男，：I：程师。1995年毕业于哈(1)该设备

5、运行时因意外有酸液进入，检修尔滨l二业大学威海分校烀接_I：艺与没胬专业。现在中国石时进行了碱洗，可能在某些部位有遗留的酸液或化齐鲁分公司烯烃厂机修车问]：作。电话：0533—7521389。齐鲁石油化工·334·QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY2010年第38卷生氧的去极化反应，而使阳极金属溶解的腐蚀，只的限制，产生反作用拉应力，对结构的疲劳要介质中的氧存在就有发生吸氧腐蚀的可能⋯。强度有影响。它始终作用于应力循环中，使应力2．2热应力值偏离or从而使应力循环提高，平均应力增加，苯酐冷凝器运行时，冷热温差可达150oC，从而极限应力幅值降低，结构

6、的疲劳强度降低。苯酐气冷凝到热融，切换1个周期约210rain，若2．4应力集中设备运行以10a计，约为24000次冷热循环。温焊接结构中，接头部位有不同的应力集中，对度变化使材料热胀冷缩，产生循环热应力，换热管接头的疲劳强度的不利影响也不同。管板连接处口为全封闭的焊接结构，结构的拘束度较大，因而的焊缝比较平的，可视为对接焊缝；管口突出明显由约束产生较大的热应力。若热应力超过材料高的，可视为丁字接头角焊缝。对接焊缝由于形状温下的弹性极限时，将发生局部塑性变形，经过一变化不大，它的应力集中比较小，但是焊缝余高过定的循环次数后，就可能引发疲劳破坏，属于低周大和母材与焊缝金属

7、间过渡角过大都会增加应疲劳破坏。力集中，使接头的疲劳强度下降。若有焊接缺陷，热应力Ao"=一EclAT如：未焊透，则其缺陷处或焊缝根部应力集中要比式中：E——弹性模数；焊缝表面的应力集中严重的多。丁字接头角焊一一线膨胀系数；缝，由于焊缝向基体母材金属过渡处有明显的截△温度变化量。面变化，其应力集中系数要比对接接头的应力集对苯酐冷凝器来说，=12．5×10／℃，△中系数高，因此其接头的疲劳强度远低于对接接=150oC，E=210000MPa，贝0Aor=一210000×头。要提高其疲劳强度，可开坡口焊接或加工焊缝过渡区使之圆滑过渡。另外，换