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废热锅炉裂纹修复工艺

文档作者：赵月刚高玉林王广柱文档来源：陕西未来能源化工有限公司		点击数：	更新时间： 2025年04月23日
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小氮肥 第 39卷 第 9期 2011年 9月0 前言废热锅 炉裂纹修 复工艺赵 月刚 高玉林 王广 柱(陕西未来能源化工有限公 司 榆林 719000)山东 兖矿 鲁 南化 肥 厂 于 2008年 新建 1套240kt／a合成氨系统 ，气体净化变换系统第 1中变废热锅炉 、第 2中变废热锅炉 、低变废热锅炉 、低压废热锅炉于 2006年 6月制造。设备安装后 ，在系统进行升温过程 中，发现第 1中变废热锅炉外保温有漏水情况。拆除保温检查后发 现 ：该设备15CrMo11管板外表 面裂纹漏水 。随后对 第 1中变废热锅炉、第 2中变废热锅炉 、低变废热锅炉 、低压废热锅炉进行外表面及 内表面管板环焊缝进行着色探伤(er)检查 ，并对 4台设备壳程进行工作压力试漏试验 ，发现设备管板 内外壁 出现裂纹及换热管出现内漏 。为确保系统运行 ，对 4台设备 的缺陷都进行了处理 。1 废热锅炉裂纹缺 陷(1)低变废热锅炉。管箱 内部管板试漏 时发现 ：管板列管管头焊接处有漏水现象 ，有共 23根U形列管泄漏 。(2)低压废热锅炉。管板外壁有 3处出现裂纹 (图 1)，其 中A处裂纹长约 10mm，B和 C处裂纹 长度 达 3～4mm。西图 1 低 压废热锅炉管板外壁 裂纹示意(3)第 1中变废热锅炉 。①管板外壁有 3处出现裂纹(图 2)，其 中 A处裂纹长约 60mm，B和c处裂纹 (已漏)长约 8mm。②管箱 内部管板边缘有 6处 出现裂纹(图 2)，其中 D处裂纹 (已漏 )长约 60mm，经气刨后发 现 ：与外壁 的 B和 C处21裂纹贯穿 ；E处裂纹 (已漏)长约 50mm，气刨深度约 40mm后 ，裂纹未消除 ；F处裂纹共计 4条 ，长度为 3～5mm。③管箱 内部管板在试漏实验后发现 ：管板列管管头焊 接处有漏水现象 ；试 漏后发现 ：有 6根 U形列管泄漏 。图 2 第 1中变 废 热 锅 炉 裂 纹 示 意(4)第 2中变废热锅炉。①管箱 内部管板边缘有 2处出现裂纹 (图 3)，其 中 A处裂纹 (已漏 )长约 80mm，从筒体堆焊裂至第 8根列管管头处 ；B处裂纹(已漏 )长约 50mm，从简体堆焊裂至最近列管管头处 。②管箱 内部管板在试漏实验后发现 ：管板列管管头焊 接处有漏水现象 ；试 漏后发现：有 6根 U形列管泄漏。下南图 3 第 2中变废热锅炉 裂纹 示意3 废 热锅 炉裂纹产生原 因(1)管板质量不合格 ，管板锻件在制造 过程中没有严格按照 Ⅲ级锻件要求制造和检验 ，内部存 在缺 陷 。(2)管板与换热管焊接侧 为堆焊层 ，由于堆焊时热处理方法不 当，很容易产生应力集 中。出现裂纹的原因是堆焊时热处理方法不 当，管板 上有很严重的应力集中情况 ，最终管板被拉裂 。万方数据22 小氮肥 第 39卷 第 9期 2011年 9月欢迎订阅 20i2年《小氮肥》《小氮肥》杂志是经原国家科委 、原化工部批准 ，由上海化工研究院编辑 出版的全 国性刊物。主要发行对象定位 占全 国氮肥一半以上产能的传统流程大、中、小规模的氮肥企业和兼顾 向新型煤气化转型 的企业。主要报道内容有：氮肥企业的技术改造、节能减排经验 ；氮肥生产 中新技术 、新设备 、新材料 的应用；化肥科研成果、生产管理以及氮肥企业发展煤化工产业链经验和开展多种经营的信息等。本 刊内容可供全国从事氮肥 、煤化工行业的工厂、设计 、科研 、高等院校及各省市主管部门的工程技术人员和管理人员参考 。《小氮肥》为月刊 ，大 l6开 ，28页，封面彩印 ，国内外公开发行 ，每期定价 3．00元 ，全年定价 36．00元。全国各地邮政局 已于 2011年 9月开始办理 2012年《小氮肥》期刊征订工作 ，邮发代号 4-233，请广大读者前往当地就近邮政局办理订阅手续 ，也可以直接向本刊编辑部订阅。地址：上海市云岭东路 345号 邮码 ：200062 电话 ：(021)52800372 52500962(兼传真)《小氮肥》编辑部(3)换热管泄漏说 明换热管质量不 达标 ，为非正规厂家生产 ，金相分析后发现材质不符要求。4 修 复措 施(1)清理干净管板端部和外圆表面。(2)进行全 面的表面渗透检查 ，查 出全部 的裂纹情况。(3)用碳 弧气刨 、角 向磨 光机和 电动铣头等工具清除缺陷，直至渗透检查无裂纹为止 。(4)采用 手工电弧焊焊接方法 ：将标记好 的有裂纹的管板 、列管经着色确定位置及形状尺寸 ，打磨破 口与管板成 45。；对出现 内漏换热管 ，采取用锥堵堵死后焊接 ，堵头材质为 00CrlNil4Mo2。(5)焊接材料 ：15CrMo111(R307型， 4．0mm，3．2nllY1)和不 锈 钢 部 分 (A132型，A302型，3．2rain)。(6)焊接参数见表 1。表 1 焊接参数(7)焊前准备工作 ：①采用角向磨光机或电动铣头将需要焊接的部分以及焊缝两侧 30mm范围打磨出金属光泽；②用丙酮清洗焊接部位，去除油污 ；③采用氧、乙炔火焰对焊接部位两侧l0omm范围加热至 150oC左右 ，使内外壁温度均匀。(8)焊接 ：①在试块上进行 电流 、电压的参数调试 ，直至达到要求的数值 ；②引弧必须在焊接处进行 ，不得在工件上随意引弧 、打火 ，收弧处应填满 ，以保 证质量 ；③ 多道 焊 时，每 道 之 间应 交错50％左右 ，每焊好一道后立 即进行锤击消除应力 ，但是第 1层和盖 面层不得进行锤击 ；每层焊接完成后 ，应将熔渣清除干净 ，不得进入下一层 ；④ 每一 焊接处必须一次完成 ，中间不得中断 ；⑤焊接完成至金属冷却后 ，进行外观清理 ，去除熔渣 、焊瘤和飞溅 ，可适 当进行打磨以达到要求。(9)无损检验 ：对所有 15CrMoⅢ焊接部位进行 100070磁粉检查 ，应符合 JB／T4730-2005中I级指标 ；不锈钢部分进行 100％渗透检查 ，应符合 JB／T4730-2005中 I级指标。(10)焊后热处理 ：对 15CrMo11I管板 的焊接部位 ，为消除焊接残余应力 ，应进行焊后局部 热处理 。方法 ：采用 电加热板将工件 加热，升 温速率200℃／h，加热至(680±20)℃后 ，保温 3h，然后用石棉包裹冷却至常温 ，降温速率 ≤120~C／h。(11)再次无损 检验 ：按上述无损检验方法再次进行无损检验 ，无裂纹为合格。4台废热锅炉修复后 ，系统运行稳定 。(收到修 改稿 日期 2011-08-02)

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