循环甲醇冷却器接管锥壳裂纹分析及防范措施

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1、循环甲醇冷却器接管锥壳裂纹分析及防范措施张庆生（开封东京空分集团有限公司，河南省开封市北关街8号475001）摘要：简述了循环甲醇冷却器使用一段时间后，其接管锥壳出现了三个裂纹，一个纵向裂纹；二个横向裂纹，本文从材料化学成份、制作内应力方面进行了分析，找出其出现裂纹的原因，并采取了防范措施。关键词：循环甲醇冷却器；裂纹；应力CirculatingmethylalcoholwatercoolerconnectorawlhullcrackanalysisandguardagainstmeasureZhangQingshen

2、g(KaifengDongjingAirSeparationGroupCo.,Ltd.,8BeiguanStreet,Kaifeng475001,Henan,P.R.China)Abstract:AfterChiensaidthecirculatingmethylalcoholwatercoolerusageaperiodoftime,itsconnectorawlhullappearedthreecracks,alengthwayscrack;Twohorizontalcracks,thistextcarriedon

3、analysisfromthematerialchemistrycomposition,themanufactureinternalhelpdint,findingoutthereasonthatitappearscrack,andadopttoguardagainstmeasure.Keywords:Circulatingmethylalcoholwatercooler；Crack；Shoulddint——————1概述　开封东京空分集团有限公司生产制造的E-2206循环甲醇冷却器（如图1所示），其通道有一个壳程，二

4、个管程，介质为：甲醇，冷却器选用材料为：S30408，脱碳段中段甲醇的工作温度为-43，技术特性（见表1）表1技术特性表工作压力（MPa）设计压力（MPa）工作温度（℃物料名称气压试验压力（MPa）腐蚀裕量（mm）计算厚度（mm）气密性试验压力（MPa）壳程0.411-53.1/37循环甲醇1.150筒体6.591管程Ⅰ5.316.5-18/-43脱碳段上段甲醇7.480锥管12.356.5管程Ⅱ5.296.44-25.8/-437.410锥管13.376.44脱碳段中段甲醇循环甲醇冷却器的传热面积为1650㎡，换热管

5、规格：Ф15×1，管子与管板连接：贴胀+强度焊，表面处理：奥氏体不锈钢外表面酸洗钝化处理，设计、制造、验收规范：GB151-1999、HG20584-1998、HG20585-2008，安全监察执行：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程。在使用一段时间后，管程Ⅱ脱碳段中段甲醇的接管部Ⅲ中的接管锥壳（如图2所示）出现了三个裂纹，一个纵向裂纹；二个横向裂纹，采取的措施：停机，首先进行裂纹分析，用氮气置换管程Ⅱ中的介质甲醇，当温度升至常温时，（1）从接管锥壳材料方面取样：用钻头钻孔取样，对材料重新进行化学

6、成份分析（见表2），符合材料标准GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》的要求，表2化学成份分析数据CSiMnPSNiCrNS30408标准数据%0.080.752.000.0350.0208.00～10.5018.00～20.000.10S30408试验数据%0.0790.731.950.0340.02010.219.30.09（2）再分析其它原因，因为裂纹位置都发生在接管锥壳上下过渡部分（如图2所示），是典型的不锈钢受外力后由应力引起，并且长期在低温下使用的收缩应变，超过了材料本身的塑性储备的奥氏体不

7、锈钢延迟裂纹现象。2奥氏体不锈钢接管锥壳裂纹产生原因分析奥氏体不锈钢制作中易冷作硬化，应严格按设计图纸要求制作工件，工件平面度及圆度符合规范要求，防止偏心制件。分析原因一这就要从奥氏体不锈钢接管锥壳的制作工艺过程进行分析，奥氏体不锈钢接管锥壳在制作前，下坯料为奥氏体不锈钢板材，先预弯，卷外径为Ф405.5mm圆，一端扩管到外径为Ф538mm，并压出直边段50mm及过渡部分，另一端缩管至外径为Ф273mm，并压出直边段30mm及过渡部分，接管锥壳压制成形后，锥壳纵鏠进行100%X射线检测，Ⅱ级合格［3］P23，在接管锥壳

8、的整个成形过程中，奥氏体不锈钢板材受到了外力作用（拉伸和压缩），奥氏体不锈钢接管锥壳在制作中冷作硬化，奥氏体不锈钢钢板内部产生了很大的内应力，内应力是裂纹产生的主要原因，有些奥氏体不锈钢的应力裂纹是立即发生的，有些是在延续一段时间才产生，即延迟裂纹，甚至在使用过程中，在一定的外界条件下诱发后才发生，此奥氏体不锈钢接管锥壳就是在使用