尿素合成塔的腐蚀成因及修复保养

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1、尿素合成塔的腐蚀成因及修复保养：文中介绍了尿素合成塔的腐蚀形式及损坏成因与分析；针对这些原因提出了焊接修复术与保养细则　　关键词：尿素合成塔；腐蚀及裂纹；修复；焊接　　：S-3：B：1009-9166（2011）0017(C)-0165-01　　　　尿素合成塔是生产尿素的关键设备，但由于各咱原因遭到腐蚀。这已成为尿素正常生产和长周期运行的主要危害，是尿素生产中急需解决的问题之一。我厂与大所合作成功地解决了尿素合成塔的腐蚀状况。　　一、尿素合成塔的结构　　尿素合成塔的结构如图所示，是一个直立圆筒型高压容器，内设不锈钢衬里。为检查不

2、锈钢衬里是否泄漏，每节衬里均设有检漏孔。合成塔设计工作压力21.56Mpa，温度190℃。　　二、腐蚀形式　　点腐蚀。这种腐蚀现象非常普遍，眯腐蚀是不锈钢材料局部腐蚀的一种形式，它集中发生在金属表面一个较小的部位，使该处，金属溶解而形成孔或坑，其特点是腐蚀面不大但较深。　　应力腐蚀破裂。是金属材料在特定的腐蚀介璺和拉应力同时作用下产生的，这种腐蚀破坏了主要形式表现裂纹，绝大部分为纵向，少数为横向。且往往和点蚀连在一起，即衬里层点蚀坑的背面周围有大量裂纹，其裂纹特征是：在主干裂纹延伸时还有若干分支，呈细长树枝状，分叉，这就是应力腐

3、蚀裂纹的特征。　　焊缝针孔。由于施工粗糙，存在气孔，夹渣，咬边等缺陷，投料生产后，由于腐蚀性介质作用，不可避免地产生穿透性气孔，导致泄露。　　均匀腐蚀。这主要表现在衬里表面粗糙，也有H2S超标引起的大面积均匀腐蚀。　　三、影响腐蚀的因素　　（一）介质因素。氢碳比。氨和二氧化碳合成反应的分子比为2。但尿素生产过程中主要加入过量氨，使氨碳比达到3—4，减少腐蚀是重要考虑因素。因过量氨可抑制的以应过程中氰氧酸根的生成量，减缓衬里的腐蚀。水碳比。水会促使氰氧酸铵的离解。提高氰氧酸根的浓度。水碳比高则腐蚀性强，一般控制在0.65左右。氧：

4、由于尿素一甲胺液是一种还原性性质介质，对不锈钢表而后氧化膜有腐蚀性，所以必须向介质中补充氧，使溶液成为氧化性。硫：二氧化碳原料气中硫的主要存在形式是硫化氢，这是还原性物质，能破坏不锈钢氧化膜的氧，使之活化而遭受腐蚀。高的高温水或蒸汽。是影响不锈钢应力腐蚀裂纹最重要的因素之一。（二）操作因素。开停车频繁：塔因为停车造成温差，压差大，对金属本身的组织结构产生影响，特别是抢修时，为争取时间，在升温降温过程中就很难按规程操作，这样温差应力越大，应力腐蚀，泄漏次数就增加，停车保压时间过长，也会加速腐蚀。（三）制作工艺不严。俾缝质量低劣是造

5、成尿素合成塔腐蚀严重的又一重要因素。频繁的检修及检修质量不好也是加速腐蚀的因素，每当发生泄露时，为抢时间，连续抢修，人员疲劳，塔内空间狭窄，条件不好，检修规程执行不严，检修质量难以保证，也加速和扩大了腐蚀。　　四、尿素合成塔的修复　　采用的修复技术。（1）为避免裂纹漏检，采取普查与重点检查相结合，对焊缝及热影响区，衬里贴合不紧密区，加工过程中变形不均匀区，焊接残余应力较大区，结构不连续区，死角等，管端应重点检查。（2）仔细寻找并彻底消除补焊区周围隐存晶间裂缝，其残余是引起补焊过程中脆性开裂的裂源，当用砂轮打磨消除裂缝时，打磨深度

6、应超过宏观裂纹深度0.5—1MM。（3）采用低线能量，热量分散，不重复受焊接热的补焊工艺，以控制敏化区宽度及在每化温度停留时间，该工艺也使残余应力及焊接变形较小。　　五、尿素合成塔的维护要点　　（一）投料前要进行升温预热，升温速度要缓慢。塔内温度小于100℃时，升温速度应控制在6—8℃/h；塔内温度大于100℃时，升温速度控制在不大于12℃/h；外壁温度由常温升温时，控制升温速度不大于50℃/h。（二）投料的壁温应不低于125℃，确保投料后内外温差不超过50℃。（三）塔内降温速度要缓慢。塔内温度高于100℃时，降温速度≤30℃/

7、h；塔内温度低于100℃时，降温速度≤10℃/h。（四）热态下未充分反应液的合成塔，不允许引进温度比壁温低很多的冲洗液体冲洗，防止降温过快。（五）合成塔长期停车用蒸汽置换后，在自然冷却过程中，应打开放空阀，防止蒸汽冷凝形成负压。（六）检漏蒸汽的压力不得高于塔内压力，开车时要在塔内压力高于2Mpa后，才能通入检漏蒸汽，停车时在塔内压力降到2Mpa前关闭检漏蒸汽。（七）短时间停车封塔时间不得超过24小时，如果超过24小时或塔内压力低于12Mpa，应做排放处理。（八）投入生产使用前，塔内要进行纯化处理，正常生产中，要严格控制操作温度1

8、86—190℃，入塔CO2气中氧含量0.4%—0.6%（体积），入塔CO2气中H2S含量＜10mg/m3（干基）、操作压力≤19.6Mpa。（九）按规程定期对合成塔进行日检查、外部检查、内部检查和全面检查。（十）检漏蒸汽中的氯离子含量应严格控制在0.5X10-6