尿素合成塔衬里外壁开裂原因分析.pdf

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1、HotWorkingTechnology2013，Vo1．42，No．18尿素合成塔衬里外壁开裂原因分析徐晓丹，，谢毅，张洪建，葛建平3，李海f1．江苏特检院，江苏南京210003；2．江苏特检院扬州分院，江苏扬州225003；3．江苏特检院徐州分院，江苏徐州221000；4．常州大学，江苏常州213164)摘要：采用光学显微金相、x射线衍射、扫描电镜及能谱等方法，分析了某厂尿素塔衬里外壁开裂原因。实验表明。由于衬里外壁在氨气检漏过程中形成特定腐蚀环境，使得316L钢固溶处理后残留的粗大Fe-Cr-Ni-Mo相和铁素体相发生点

2、蚀形成应力集中源．焊接过程中造成热影响区局部盯相析出、脆化以及残余拉应力状态，三者共同作用下导致尿素合成塔外壁在长期服役过程中发生应力腐蚀开裂。关键词：尿素塔；衬里；应力腐蚀开裂；析出脆化中图分类号：TG157文献标识码：A文章编号：1001-3814(2013)18-0200-03AnalysisonCrackingReasonforLinerMaterialofSomeUreaSyntheticTowerXUXiaodan，xIEYi，ZHANGHongjian，GEJianping3，LIHaif1．SpecialEqu

3、ipmentSafetySupervisionInspectionInstituteofJiangsuProvince，Nanjing210003，China；2．JiangsuProvinceSpecialEquipmentSafetySupervisionInspectionInstituteYangzhouBranch，Yangzhou225003，China；3．JiangsuProvinceSpecialEquipmentSafetySupervisionInspectionInstituteXuzhouBranch

4、，Xuzhou221000，China；4．ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China)Abstract：Thecrackingreasonsforthelinermaterialofsomeureasynthetictowerwereanalyzedusingopticalmicroscopy，XRD，SEMandEDS．Theresultsshowthatthecorrosiveenvironmentformsbetweenlinermaterialandveneersheetdur

5、ingtheammonialeakdetectionprocessandresultsinthepi~ingofFe-Cr-Ni-·Mophaseandferritephasewhichremainedinthe316Lstainlesssteelaftersolutiontreatment．ThecombinedefectofprecirIitationembrittlementof仃phaseandresidualtensilestresswerecausedbyweldingprocess，andstressconcen

6、trationatthepi~ingcausesstresscorrosioncrackingoftheureasynthetictower．Keywords：ureasynthetictower；linermaterial；stresscorrosioncracking；precipitationembrittlement尿素合成塔是制备尿素的关键设备。由于尿素钢，化学成分(质量分数，％)为：0．02C，17．6Cr，13．4Ni，合成塔工作处于高温、高压和强腐蚀性介质等恶劣1．6Mn，2．5Mo。余量为Fe。首先对裂纹形貌

7、进行宏观环境中，如果制造、使用和维护不当，则可能造成材观察，确定开裂的位置特点；然后截取开裂位置制备料严重腐蚀、开裂，甚至爆炸等问题，不仅直接影响金相试样．在OlympusCK40M光学显微镜上观察裂合成塔的使用寿命，甚至危及人身安全，从而造成重纹萌生和扩展特点；采用D／max2500pc型X射线衍大损失【”。射仪分析材料组成相；采用JSM．6510型扫描电镜我院在对某氮肥厂尿素合成塔进行定期安全检(附INCApentaFETx3型能谱仪)观察和分析腐蚀萌测时，发现衬里外壁出现严重开裂．对此部位进行更生和第二相粒子成分特点。换

8、之后，采用光学金相、扫描电镜、能谱及X射线等2实验结果方法．分析裂纹形成原因，为以后预防此类裂纹发生提供参考依据。2．1裂纹宏观分析图1为衬里裂纹宏观照片，上为外壁俯视图，下1实验方法为横截面图。可以看出，裂纹出现在衬里外壁位置，发生开裂的尿素合成塔衬里材料为316L不锈而内