废热锅炉旁 路蝶阀损坏原因分析及处理

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1、万方数据2001年大氮肥bI萨ScaleNitrogenousFertilizerIndustry第24卷第4期废热锅炉旁路蝶阀损坏原因分析及处理高建国汪文娟张鹏洲(河南省中原大化集团公司，河南濮阳。457004)1简介河南省中原大化集团公司合成氨装置中二段炉下游第一废热锅炉系卧式火管锅炉，在安全运行5年后，中心管旁路蝶阀阀颈(见图1)焊缝区域开始出现裂纹，最后发展到从裂纹处断裂，导致蝶阀整体脱落，造成设备损坏和全厂事故停车。本文对裂纹的产生原因进行分析，并介绍采取的措施。中心火布器栓图1蝶阀与中心管连接结构简图2裂纹原因分析蝶阀的材质为Incoloy800H

2、，属铁—镍基高温合金，设置在废热锅炉的出口管箱中，用于调节出废热锅炉的工艺气温度。裂纹的产生部位在蝶阀的高颈法兰与中心管之间的焊缝区域，呈无序状向两侧发展。2．1晶间腐蚀Incoloy800H钢在593～816℃之间受热将出现晶间腐蚀倾向，其最敏感的温度在650。C左右，影响这种倾向的主要因素是合金中的碳含量、Ti／C比值、固溶处理的温度和晶粒尺寸等，其实质是晶界上出现贫铬、富镍区。废热锅炉出口管箱的工艺气温度是588℃。正常生产中蝶阀保持一定的开度，未经换热的工艺气从此经过，因此蝶阀的环境温度在600．700。C之间，正好在晶间腐蚀的最敏感温度区域。2．2应

3、力腐蚀Incoloy800H钢种具有良好的抗应力腐蚀性能，但其性能的优劣要受合金成分、热处理条件、冷变形和受力条件等的影响。旁路蝶阀系现场安装，没有进行热处理，残存的应力无法消除。蝶阀本身处于换热前后温差较大的两种气流之间，存在较大的温度梯度和热应力，再者，蝶阀没有设计支撑，其重量均集中在蝶阀与中心管的焊接部位，即裂纹部位，使其受到额外应力的作用。综合这些因素来考虑，蝶阀与中心管焊接部位存在较大的应力腐蚀倾向。2．3金相组织观察对断裂处试样进行金相组织观察，发现在其组织晶界中有黑白相问的条带征状，而且裂纹也起源于这些条带上，经能谱分析发现，这种条带特征实际上是

4、晶界上出现了贫铬、富镍，并伴有部分渗氧后的成分偏聚。这种缺陷再伴以因自重而产生的额外应力和振动，这些条带的前沿在尖端应力场的作用下，形成微小裂纹，并逐步扩展，最终形成贯穿性裂纹。3故障及处理情况在装置正常生产的情况下，废热锅炉出口管箱测温点出现温度飞升，操作人员准确判断是该蝶阀故障，而非误报，为保证设备和下游高变催化剂的安全，果断停车，拆开此处人孔后看到，中心旁路蝶阀从高颈法兰焊缝处断裂，蝶阀及鼠笼落在管箱内，导致生产中大量高温转化气直接吹向此处测温点。在缺乏备件的情况下，为了尽快恢复生产，根据此处上下游的热量分配关系，结合实际运行情收稿日期：2001—02—

5、25。作者简介：高建国，男，1972年生，1992年7月5日于河南省化工学校毕业，助理工程师。联系电话：(0393)4414731-6064。万方数据第4期高建国等．废热锅炉旁路蝶阀损坏原因分析及处理况，经过精心计算，设计、制作了一套盲头限流器，以代替原蝶阀，图2是其轴侧图。图2盲头限流器轴侧图盲头圆板用两层3mm厚的Ineoloy800H板材加工而成，盲头的人口限流孔直径为88ram，长度为1000mm，在后端500ram区域内开孔，分布孔数较原鼠笼的减少一半。安装时，将盲头一端插人中心管内500ram，将另一端用3条拉筋将其固定到废热锅炉壳体上。装置开车运

6、行后，一切正常，上下游各点温度正常，说明设计的盲头限流器及其安装是成功的。由于盲头限流器中心孔在设计时富裕量较大，给工艺操作增加了一定的难度，所以在一次停车检修过程中将中心孔直径缩小为60mm，基本满足了工艺操作的要求。(上接第282页)通过改进解决了调速定位器气缸串风问题。自1999年实施以来，先后对空气压缩机、原料气压缩机、合成气压缩机、高压蒸汽轮机、合成气压缩机、中压蒸汽轮机的调速器定位器进行了改进，解决了振荡等问题，为化肥厂合成氨装置的安全生产及大负荷生产奠定了坚实基础，也保证了大压缩机的长周期稳定运行。昌华10万吨喷浆复肥装置投产青岛昌华集团公司10

7、万吨化学喷浆法硫酸钾复合肥项目一次开车成功，正式投入生产。该项目是胶东地区同类装置中技术最先进、规模最大的。青岛昌华集团依靠技术进步，加大资金投入，不断扩大复合肥生产规模、开发新品种，并形成系列化生产。推出的系列产品可满足不同作物种类、不同土壤结构对化肥的需要。目前，企业已形成年生产尿基、硫基等各类复合肥印万吨的生产规模，成为胶东地区最大的复合肥生产厂家之一，该公司生产“金浪”复合肥被评为山东省名牌产品。以化学喷浆法生产的硫酸钾复合肥系选用国内外优质原料精心加工而成，可广泛施用于玉米、水稻、小麦、棉花、花生、果树和蔬菜等多种农作物，既可作基肥，又可用作追肥和种

8、肥，能明显提高作物产量和改善土壤结构。