大氛能Oct.201 1第34卷第S期Large SScaleNitrogernous.Fertilizer IndustryVol.34 No.5氣化爐失效爐體修理方案.劉漢勇,李東,尹高磊(山東華魯恒升化工股份有限公司,山東德州253024)摘要:氣化爐因工藝操作失誤造成爐體意外高溫蠕變破裂及變形,變形后筒體及鍛件材料劣化程度及部位尚屬可控狀況，分析不確定因素及修復難度后,確定采取現場挖補方式進行修復,歷經35d(事故發(fā)生至修復點爐)完成了計劃6~7個月的檢修項目。關鍵詞:氣化爐現場挖補 修理方案 高溫 蟎變1問題提出觀察到有突變情況，但由于環(huán)鍛剛性較大而未使氣化爐因工藝操作失誤造成爐體材料發(fā)生高環(huán)鍛產生較明顯的變形。環(huán)鍛錐形托架上部襯有溫蠕變破裂及變形，設備已無法繼續(xù)安全使用。如耐火襯里,襯里重新施工將會延長設備修復周期,果更新設備,制造周期需9~10個月左右;如果設為此要求保留錐形托架,僅對急冷室鼓包、開裂部備拆除運回制造廠家修理,現場吊裝難度相當大,分進行局部挖補更換;所更換的部位約需筒體弧且僅進口整體環(huán)形鍛件就需要4個月，再加上爐長的-一半,高度約1 130mm,由于施工空間狹小、體筒節(jié)的卷制及現場組焊，整個工期需要6~7個作業(yè)難度相當大(見圖2)。月,造成的經濟損失將是相當巨大的。為此,采取現場挖補方式進行修理,本著“本質安全、符合使用"原則,實現短期修復、短期使用、監(jiān)控使用,同時進行整體筒節(jié)更換方案的操作。挖補方案是否可行取決于受損爐體材料的劣化程度，通過現場取樣、檢測、實驗室試驗等材料失效分析結果顯示,該設備材料劣化程度及部位尚屬可控狀況(見圖2內 部狹小的空間圖1),最終決定采取挖補方式進行修理,其原則是2)因超溫溫度達1000,且在此溫度下維持保證施工過程中的質量控制、投用后的安全和可近1h,材料晶粒組織均會發(fā)生不同程度的變化,留控期間內的低負荷運行。用的簡體和環(huán)鍛材質是否仍符合相關材料要求、焊接性能是否降低、環(huán)鍛超溫后是否可經正火+回火處理后能恢復性能等情況，均因無法取樣進行實驗室試驗而不能確定。3)因局部變形留用的環(huán)鍛會有不規(guī)則的變形量,會造成更換上去的鋼板各部位曲率的不--致，組對后焊縫錯邊量難以控制。圖1氣化爐高溫蠕變開裂部位4)“Y'中國煤化工架會造成靠近收稿日期HCNMH G2不確定因素及修復難度作者簡介:劉漢勇,男,高級T程師,1994年畢業(yè)于菜附農學1)根據提供的現場照片及實地觀察情況,超溫院機械制造專業(yè)，現為山東華魯恒升化1:股份有限公司設備動力變形部位靠近倒"Y”型環(huán)鍛,且在環(huán)鍛邊緣筒體也處處長。聯(lián)系電話;13396276056;E-mai:lihango6666@ 163.com第5期劉漢勇等.氣化爐失效爐體修理方案325托架部位的上部修復焊縫內側難以施焊，并影響100mm和留下的余量部位預熱至200心，在設備.焊后局部熱處理加熱塊在設備內部的安置，從而上安裝好磁性小車式氧一乙炔切割機，按切割線影響現場局部熱處理效果。切割出坡口,坡口形式為:下部環(huán)向焊縫采用雙面5)因設備長期在高硫高氫環(huán)境下運行,材料等厚度“V”型坡口,上部采用單邊“V"型坡口,切割內滲氫、滲硫情況不詳,若不采取消氫、脫硫措施后需進行350、保溫6h的消氫處理(經現場取樣將嚴重影響現場施焊的焊接質量。材料消氫處理及焊接試驗后發(fā)現無明顯滲硫現6)在焊接基層時靠近托架的內部焊縫無法施象)。需切割尺寸及形狀如圖3所示。焊，只能采用外側單邊坡口氬弧焊打底后電弧焊假件與簡體下焊道多層焊接工藝，使得焊接應力在厚度方向均施加4500在外側，易使焊縫產生內凹變形。R2007)現場焊接長度達12m、厚度達86mm的圖3需切割尺 寸及形狀SA387材質焊縫,施焊周期較長,焊接過程中焊縫4)對坡口打磨處理后進行磁粉探傷檢測(MT)兩側不少于260mm的寬度范圍內始終要保持約或滲透(無損)檢測(PT),如有缺陷進行打磨處理,150~200C的溫度，同時要求加熱設施不能影響施對于深度不超過5mm,且在焊道邊緣10mm以內焊人員的作業(yè)。的環(huán)向裂紋，打磨后經確認裂紋已消除的可先不8)因局部更換,且更換面積較大,焊后消除應進行補焊,待焊縫焊接時其缺口再堆焊,但對深度力需采用整圈加熱方法，但由于設備處于立式安較深的需另行按焊接工藝進行補焊和焊后中間熱裝位置,上段自重較大,在高溫下加熱段材料屈服處理。強度較低,有可能發(fā)生二次變形。5)對新鋼板進行帶級電渣堆焊,堆焊材料為9)較厚的簡體焊縫只能采用r源檢測,較長316L,厚度(4+4) mm,堆焊后進行消氫處理,用機的曝光時間是否影響整體進度及現場防護條件能械方法對鋼板四周加工坡口后卷弧，對卷弧后的否滿足要求均不得知;以及“Y"型鍛件夾角處的環(huán)鋼板上、下邊用加強弧形板定形(如圖4所示,板縫無法貼探傷底片等問題均影響最后的施工質厚需32mm),再在鋼板相應部位開孔進行接管焊量。接,焊后整體進爐進行消應力處理。3修理方案的確定及施工過程針對上述難點問題逐一進行了現場核實,多方技術交流,排查問題，制定對策,謹慎、科學地編制3277加固弧形托架施工工藝，并充分考慮各項不確定因素制定了預案,使氣化爐現場修理方案更加科學、規(guī)范、高效。圖4 加強弧形板形貌最終修復方案及工藝步驟、方法確定如下。6)在設備外周組焊上厚度80mm、環(huán)寬200 mm、1)對鍛件及簡體受損傷部位進行材料的失效圓環(huán)內徑比設備外徑大40 mm的組對胎具一套,分析,以確定留用部分材料是否滿足使用要求。在此胎具用于鋼板焊縫組對時在筒體與環(huán)間打人鍥需割除的簡體鋼板邊緣及在靠近“Y”型鍛件已發(fā)鐵以使焊縫組對錯邊量得到控制。如圖5所示。生變形的鋼板處取樣進行金相和力學性能試驗,鍥鐵并對“Y”型鍛件進行現場金相觀察和分析,以確定需更換鋼板組對定位環(huán)留用材料符合相應要求。原設備2)在設備上劃出切割線,對留用部分需與新板對接的部位進行曲率和變形情況測量，并用黃中國煤化工板紙裁出相應弧線與實物進行比對和修剪，以備TYHCNMHG新板卷弧和弧度調整之用。7)檢查作業(yè)環(huán)境,對有礙作業(yè)的平臺進行部3)在待修復的設備上按所畫的切割線留10mm分切割,切割時需盡量確保復位時尚可利用。對設的切割余量，切割下?lián)p傷部位鋼板，對切割線外備所在鋼結構框架進行負載校核，起重梁及框架大氛肥2011年第34 卷負載強度薄弱處進行加固。4施工質量的控制8)在“Y”型環(huán)鍛坡口的邊緣襯焊上一圈基材1)因設備簡體壁厚較厚(88mm)而現場不具為14Cr1MoR、厚度為4mm,且在背面堆焊有316L備使用r源進行焊縫檢測條件,經與國家級科研機不銹鋼焊接襯墊，襯墊在焊縫處需加工成利于焊構合作采用時差術射法超聲波檢測方法(TOFD)透的焊接槽(如圖6所示),新的簡體鋼板吊裝到替代常規(guī)射線檢測,其對缺陷檢出靈敏度更高。位后,先行組對環(huán)鍛處的焊縫,再對其他部位進行2)控制工序質量,如坡口修磨后MT、PT檢測、組對。內襯層PT檢測、焊縫超聲波檢測等無- -漏項。3)焊縫的消氫處理及焊后熱處理,采用遠紅外測溫槍定時測溫,嚴格按照熱處理T.藝進行。4)設備修復完畢后需進行耐壓試驗,但考慮到充滿水后的總重達260t,存在鋼結構框架強度安全隱患,故依據TSGR0004--2009《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》中4.7.8條款要求,采取,第一次焊飾層焊接一基層焊道氣液組合壓力試驗嚴格進行。14CrMo襯墊寺5)為確保試驗過程中舊簡體的塑性變形狀況新板-和試壓過程安全、可靠進行,委托山東大學對試壓圖6簡體組對坡口尺寸全過程進行應力變測試，以確定過程中的變形量9)焊接前對焊縫兩側各260mm范圍內預熱至及確保試壓過程中的安全操作。180~250C,對環(huán)鍛與鋼板之間的焊接墊進行焊接焊縫打底焊至約10mm厚后，再對2條縱縫及下5結論部I道環(huán)焊縫進行約10mm厚焊層的焊接，然后歷經35d(事故發(fā)生至修復點爐)完成了計劃再焊接上部環(huán)縫約30mm后對其進行中間熱處6~7個月的檢修項目,在確保設備安全、可靠運行理,同時焊接另3道焊縫基層近一半厚度后,用熱的前提下,避免了給企業(yè)造成巨大的經濟損失、磁粉對內側進行檢測后,在內部將堆焊層焊上,再修復后的氣化爐投運后, T.藝操作穩(wěn)定、設備按先焊上部環(huán)縫后焊另3道焊縫的順序將基層全運行良好,至2011年8月利用大修期間對挖補部部焊完。,分按規(guī)范要求進行整體筒節(jié)更換，徹底消除不安10)堆焊層焊完后在焊基層的同時在內側上部全隱患。從修復運行到再次進行簡節(jié)整體更換,期至“Y”型環(huán)鍛處、下部超出焊縫250mm的高度范間采取聲發(fā)射在線檢測技術多次采集設備運行中圍整圈安裝上履帶式加熱器，外側加熱器包裹要信號,反應良好。每次計劃停爐小修時均對修理部求是:包括更換部位及上、下各250 mm高度范圍位進行磁粉檢測(MT)、超聲波檢測(UT)未發(fā)現異內的簡節(jié)整圈,焊后立即進行消應力處理。常,修復方案相當成功。REPAIR APPROACHES FOR FAILED FURNACE OF GASIFIERLiu Hanyong, Li Dong, Yin Gaolei(Shandong Hualu Hengsheng Co., Ltd. , Dezhou 253024)A bstract : Operational errors on gasifier cause a creep rupture and deformation of furnace due to unex-pected high temperature, fortunately, the deterioration of extent and location of deformed barrel and material .of forgings are still controllable , after the uncertainties and difficulties in repair are analyzed it is decided loemploy a site patch approach and all the scheduled repair items ne中國煤化Icomplished onlyin 35 days (from the accident occurrence till to furmace ignition).YHCNMH GKey words :gasifer;site patch;repair scheme ;high temperature creep