毕业论文--尿素高压甲胺冷凝器腐蚀和修复

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1、尿素高压甲胺冷凝器的腐蚀和修复***（****************）摘要：介绍尿素高压甲胺冷凝器的腐蚀类型及原因和修复处理措施。结合高压甲胺冷凝器的运行状况，探讨处理方案，以及操作维护方面的注意事项，为尿素生产系统的安全稳定运行提供保障。关键词：高压甲胺冷凝器；腐蚀；换热列管；针孔；措施0前言湖北******有限公司尿素生产装置的高压甲胺冷凝器是由大************有限公司生产制造，此设备由上、下管箱和低压壳体构成的立式列管换热器。其中，管程为高压系统，介质在列管中化学反应放出大量热量，被壳侧的低压沸腾

2、水吸收，产生的低压蒸汽供系统使用。其衬里及换热管采用X2CrNiMo25-22-2不锈钢制造。于2008年投入使用，至本次大修停车已运行5年，累计运行时间约42200小时。此设备自投入生产以来，由于频繁出现泄漏Ni含量超标。从2012年11月大修后运行至2013年11月共计停车8次。2013年11月利用尿素扩能改造机会，对此设备进行了较系统的检测和维修，检测期间发现设备多处存在、较多腐蚀性问题。现就设备具体腐蚀情况和修复状况作如下综述：1衬里的腐蚀设备内部衬里的均应腐蚀，主要发生在设备筒体内衬里母材和焊缝处、上下封

3、头、带极堆焊层，其特征是金属表面失去光泽、粗糙和均匀减薄，人孔衬里表面有划痕。特别是设备下部较为突出，11腐蚀的速度与钝化膜的质量、操作条件的变化及高压设备的部位有关。钝化良好的尿素级316L不锈钢和钛，在正常的操作条件下，能保持钝化膜的厚度和完整性，因此腐蚀速度很低，一般在0.01~0.1mm/a的范围内，这类腐蚀属于正常腐蚀存在的危害相对而言较小。（图1）上管箱内壁衬里（图2）人孔内壁衬里图1、图2看出衬里表面呈棕色，表面较粗糙；焊缝呈白色，局部粗糙；总体呈均匀腐蚀形式，测厚检测衬里厚度≥7.3mm。2封头带极

4、堆焊层的腐蚀上部球头焊带呈白色，有均匀腐蚀，有少量腐蚀坑，管箱衬里呈黑色。其它焊缝呈白色，为均匀腐蚀，个别堆焊部位表面较为粗糙。从塔内球头堆焊层的整体腐蚀情况来看,高钾冷下部腐蚀情况较上部严重一些,下部球头堆焊层表面呈乌黑色，大面积出现腐坑且直径较大、较深。还有2处腐坑已腐蚀至碳钢层。焊缝的焊肉大部分高于母材,部分与母材齐平,局部稍有内凹,焊缝的边沿与母材结合处有一定的刀状腐蚀。11（图3）下球头堆焊层表1?塔下封头实测壁厚及腐蚀情况道数南侧厚度(mm)西侧厚度(mm)北侧厚度(mm)东侧厚度(mm)封头与筒体过渡

5、区6.05.59.910.516.55.16.66.824.94.44.84.334.24.34.43.744.54.44.94.054.47.54.94.164.85.05.34.474.94.45.04.585.34.95.86.795.95.86.16.0106.05.26.75.9116.75.57.37.0125.26.67.16.6135.45.65.36.5145.15.96.76.5155.36.25.76.5164.45.65.55.2人孔过渡区9.08.510.28.93换热管的腐蚀生产过程中1

6、1高压甲铵冷凝器列管上部壳程气液交界面的氯离子富集区，产生应力腐蚀裂纹，该设备换热管列管共1618根，生产中多次因列管及管头焊缝泄漏导致停车，后取管发现腐蚀部位位于管板厚度320mm内这段列管，表面出现格状裂纹及腐蚀穿透。2012年8月份对该设备进行涡流探伤检测发现存在缺陷的换热列管共375根，大部分列管腐蚀轻微，部分列管存在一定的明显减薄区域（0～0.20mm），但位置不固定；个别列管由于存在腐蚀缺陷影响壁厚相对较薄。涡流壁厚检测结果最大壁厚：2.50mm最小壁厚：1.20mm平均壁厚：2.43mm。根据检测情况

7、结合大修，分批对存在缺陷的换热列管进行了换管。（图4）换热列管（设计壁厚2.5mm）4密封面和出液分布器的腐蚀密封面衬环内圆腐蚀速率较大，表面呈灰色出现大块脱落，焊缝有较深针孔和腐坑。分流板冲刷比较严重，焊缝腐蚀失效。11（图5）设备密封衬环（图6）出液分布器（图7）出液分布器焊缝5局部腐蚀局部腐蚀的形式很多主要集中在金属表面较小的区域，这种腐蚀很难发现主要以针孔、气孔、容深缺陷、焊缝缩孔、裂纹等形态出现，分布和深度都不均匀。这种腐蚀可能导致设备在完好的生产状态下，发生局部穿孔和破裂引起严重事故，所以危害性很大。（

8、图8）焊缝裂纹（图9）焊缝缩孔11（图10）堆焊层刀口腐蚀（图11）密封面坑蚀6腐蚀原因从以上设备腐蚀部位所涵盖的腐蚀类别来看，除内衬均应腐蚀外，还有其他的多种腐蚀形式存在：顶、底封头环带堆焊层部位出现针孔腐蚀；衬里焊缝边沿处由于在制作焊接时母材受温度影响，导致局部贫铬，设备运行随着腐蚀出现刀状腐蚀；上下封头、人孔存在垢下腐蚀，由于保温不严也有会发生冷凝腐蚀