大氛能Oct.201 1第34卷第S期Large SScaleNitrogernous.Fertilizer IndustryVol.34 No.5氣化爐失效爐體修理方案.劉漢勇,李東,尹高磊(山東華魯恒升化工股份有限公司,山東德州253024)摘要:氣化爐因工藝操作失誤造成爐體意外高溫蠕變破裂及變形,變形后筒體及鍛件材料劣化程度及部位尚屬可控狀況，分析不確定因素及修復(fù)難度后,確定采取現(xiàn)場(chǎng)挖補(bǔ)方式進(jìn)行修復(fù),歷經(jīng)35d(事故發(fā)生至修復(fù)點(diǎn)爐)完成了計(jì)劃6~7個(gè)月的檢修項(xiàng)目。關(guān)鍵詞:氣化爐現(xiàn)場(chǎng)挖補(bǔ) 修理方案 高溫 蟎變1問題提出觀察到有突變情況，但由于環(huán)鍛剛性較大而未使氣化爐因工藝操作失誤造成爐體材料發(fā)生高環(huán)鍛產(chǎn)生較明顯的變形。環(huán)鍛錐形托架上部襯有溫蠕變破裂及變形，設(shè)備已無(wú)法繼續(xù)安全使用。如耐火襯里,襯里重新施工將會(huì)延長(zhǎng)設(shè)備修復(fù)周期,果更新設(shè)備,制造周期需9~10個(gè)月左右;如果設(shè)為此要求保留錐形托架,僅對(duì)急冷室鼓包、開裂部備拆除運(yùn)回制造廠家修理,現(xiàn)場(chǎng)吊裝難度相當(dāng)大,分進(jìn)行局部挖補(bǔ)更換;所更換的部位約需筒體弧且僅進(jìn)口整體環(huán)形鍛件就需要4個(gè)月，再加上爐長(zhǎng)的-一半,高度約1 130mm,由于施工空間狹小、體筒節(jié)的卷制及現(xiàn)場(chǎng)組焊，整個(gè)工期需要6~7個(gè)作業(yè)難度相當(dāng)大(見圖2)。月,造成的經(jīng)濟(jì)損失將是相當(dāng)巨大的。為此,采取現(xiàn)場(chǎng)挖補(bǔ)方式進(jìn)行修理,本著“本質(zhì)安全、符合使用"原則,實(shí)現(xiàn)短期修復(fù)、短期使用、監(jiān)控使用,同時(shí)進(jìn)行整體筒節(jié)更換方案的操作。挖補(bǔ)方案是否可行取決于受損爐體材料的劣化程度，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣、檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)等材料失效分析結(jié)果顯示,該設(shè)備材料劣化程度及部位尚屬可控狀況(見圖2內(nèi) 部狹小的空間圖1),最終決定采取挖補(bǔ)方式進(jìn)行修理,其原則是2)因超溫溫度達(dá)1000,且在此溫度下維持保證施工過(guò)程中的質(zhì)量控制、投用后的安全和可近1h,材料晶粒組織均會(huì)發(fā)生不同程度的變化,留控期間內(nèi)的低負(fù)荷運(yùn)行。用的簡(jiǎn)體和環(huán)鍛材質(zhì)是否仍符合相關(guān)材料要求、焊接性能是否降低、環(huán)鍛超溫后是否可經(jīng)正火+回火處理后能恢復(fù)性能等情況，均因無(wú)法取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)而不能確定。3)因局部變形留用的環(huán)鍛會(huì)有不規(guī)則的變形量,會(huì)造成更換上去的鋼板各部位曲率的不--致，組對(duì)后焊縫錯(cuò)邊量難以控制。圖1氣化爐高溫蠕變開裂部位4)“Y'中國(guó)煤化工架會(huì)造成靠近收稿日期HCNMH G2不確定因素及修復(fù)難度作者簡(jiǎn)介:劉漢勇,男,高級(jí)T程師,1994年畢業(yè)于菜附農(nóng)學(xué)1)根據(jù)提供的現(xiàn)場(chǎng)照片及實(shí)地觀察情況,超溫院機(jī)械制造專業(yè)，現(xiàn)為山東華魯恒升化1:股份有限公司設(shè)備動(dòng)力變形部位靠近倒"Y”型環(huán)鍛,且在環(huán)鍛邊緣筒體也處處長(zhǎng)。聯(lián)系電話;13396276056;E-mai:lihango6666@ 163.com第5期劉漢勇等.氣化爐失效爐體修理方案325托架部位的上部修復(fù)焊縫內(nèi)側(cè)難以施焊，并影響100mm和留下的余量部位預(yù)熱至200心，在設(shè)備.焊后局部熱處理加熱塊在設(shè)備內(nèi)部的安置，從而上安裝好磁性小車式氧一乙炔切割機(jī)，按切割線影響現(xiàn)場(chǎng)局部熱處理效果。切割出坡口,坡口形式為:下部環(huán)向焊縫采用雙面5)因設(shè)備長(zhǎng)期在高硫高氫環(huán)境下運(yùn)行,材料等厚度“V”型坡口,上部采用單邊“V"型坡口,切割內(nèi)滲氫、滲硫情況不詳,若不采取消氫、脫硫措施后需進(jìn)行350、保溫6h的消氫處理(經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)取樣將嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)施焊的焊接質(zhì)量。材料消氫處理及焊接試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)無(wú)明顯滲硫現(xiàn)6)在焊接基層時(shí)靠近托架的內(nèi)部焊縫無(wú)法施象)。需切割尺寸及形狀如圖3所示。焊，只能采用外側(cè)單邊坡口氬弧焊打底后電弧焊假件與簡(jiǎn)體下焊道多層焊接工藝，使得焊接應(yīng)力在厚度方向均施加4500在外側(cè)，易使焊縫產(chǎn)生內(nèi)凹變形。R2007)現(xiàn)場(chǎng)焊接長(zhǎng)度達(dá)12m、厚度達(dá)86mm的圖3需切割尺 寸及形狀SA387材質(zhì)焊縫,施焊周期較長(zhǎng),焊接過(guò)程中焊縫4)對(duì)坡口打磨處理后進(jìn)行磁粉探傷檢測(cè)(MT)兩側(cè)不少于260mm的寬度范圍內(nèi)始終要保持約或滲透(無(wú)損)檢測(cè)(PT),如有缺陷進(jìn)行打磨處理,150~200C的溫度，同時(shí)要求加熱設(shè)施不能影響施對(duì)于深度不超過(guò)5mm,且在焊道邊緣10mm以內(nèi)焊人員的作業(yè)。的環(huán)向裂紋，打磨后經(jīng)確認(rèn)裂紋已消除的可先不8)因局部更換,且更換面積較大,焊后消除應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊,待焊縫焊接時(shí)其缺口再堆焊,但對(duì)深度力需采用整圈加熱方法，但由于設(shè)備處于立式安較深的需另行按焊接工藝進(jìn)行補(bǔ)焊和焊后中間熱裝位置,上段自重較大,在高溫下加熱段材料屈服處理。強(qiáng)度較低,有可能發(fā)生二次變形。5)對(duì)新鋼板進(jìn)行帶級(jí)電渣堆焊,堆焊材料為9)較厚的簡(jiǎn)體焊縫只能采用r源檢測(cè),較長(zhǎng)316L,厚度(4+4) mm,堆焊后進(jìn)行消氫處理,用機(jī)的曝光時(shí)間是否影響整體進(jìn)度及現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)條件能械方法對(duì)鋼板四周加工坡口后卷弧，對(duì)卷弧后的否滿足要求均不得知;以及“Y"型鍛件夾角處的環(huán)鋼板上、下邊用加強(qiáng)弧形板定形(如圖4所示,板縫無(wú)法貼探傷底片等問題均影響最后的施工質(zhì)厚需32mm),再在鋼板相應(yīng)部位開孔進(jìn)行接管焊量。接,焊后整體進(jìn)爐進(jìn)行消應(yīng)力處理。3修理方案的確定及施工過(guò)程針對(duì)上述難點(diǎn)問題逐一進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)核實(shí),多方技術(shù)交流,排查問題，制定對(duì)策,謹(jǐn)慎、科學(xué)地編制3277加固弧形托架施工工藝，并充分考慮各項(xiàng)不確定因素制定了預(yù)案,使氣化爐現(xiàn)場(chǎng)修理方案更加科學(xué)、規(guī)范、高效。圖4 加強(qiáng)弧形板形貌最終修復(fù)方案及工藝步驟、方法確定如下。6)在設(shè)備外周組焊上厚度80mm、環(huán)寬200 mm、1)對(duì)鍛件及簡(jiǎn)體受損傷部位進(jìn)行材料的失效圓環(huán)內(nèi)徑比設(shè)備外徑大40 mm的組對(duì)胎具一套,分析,以確定留用部分材料是否滿足使用要求。在此胎具用于鋼板焊縫組對(duì)時(shí)在筒體與環(huán)間打人鍥需割除的簡(jiǎn)體鋼板邊緣及在靠近“Y”型鍛件已發(fā)鐵以使焊縫組對(duì)錯(cuò)邊量得到控制。如圖5所示。生變形的鋼板處取樣進(jìn)行金相和力學(xué)性能試驗(yàn),鍥鐵并對(duì)“Y”型鍛件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)金相觀察和分析,以確定需更換鋼板組對(duì)定位環(huán)留用材料符合相應(yīng)要求。原設(shè)備2)在設(shè)備上劃出切割線,對(duì)留用部分需與新板對(duì)接的部位進(jìn)行曲率和變形情況測(cè)量，并用黃中國(guó)煤化工板紙裁出相應(yīng)弧線與實(shí)物進(jìn)行比對(duì)和修剪，以備TYHCNMHG新板卷弧和弧度調(diào)整之用。7)檢查作業(yè)環(huán)境,對(duì)有礙作業(yè)的平臺(tái)進(jìn)行部3)在待修復(fù)的設(shè)備上按所畫的切割線留10mm分切割,切割時(shí)需盡量確保復(fù)位時(shí)尚可利用。對(duì)設(shè)的切割余量，切割下?lián)p傷部位鋼板，對(duì)切割線外備所在鋼結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行負(fù)載校核，起重梁及框架大氛肥2011年第34 卷負(fù)載強(qiáng)度薄弱處進(jìn)行加固。4施工質(zhì)量的控制8)在“Y”型環(huán)鍛坡口的邊緣襯焊上一圈基材1)因設(shè)備簡(jiǎn)體壁厚較厚(88mm)而現(xiàn)場(chǎng)不具為14Cr1MoR、厚度為4mm,且在背面堆焊有316L備使用r源進(jìn)行焊縫檢測(cè)條件,經(jīng)與國(guó)家級(jí)科研機(jī)不銹鋼焊接襯墊，襯墊在焊縫處需加工成利于焊構(gòu)合作采用時(shí)差術(shù)射法超聲波檢測(cè)方法(TOFD)透的焊接槽(如圖6所示),新的簡(jiǎn)體鋼板吊裝到替代常規(guī)射線檢測(cè),其對(duì)缺陷檢出靈敏度更高。位后,先行組對(duì)環(huán)鍛處的焊縫,再對(duì)其他部位進(jìn)行2)控制工序質(zhì)量,如坡口修磨后MT、PT檢測(cè)、組對(duì)。內(nèi)襯層PT檢測(cè)、焊縫超聲波檢測(cè)等無(wú)- -漏項(xiàng)。3)焊縫的消氫處理及焊后熱處理,采用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫槍定時(shí)測(cè)溫,嚴(yán)格按照熱處理T.藝進(jìn)行。4)設(shè)備修復(fù)完畢后需進(jìn)行耐壓試驗(yàn),但考慮到充滿水后的總重達(dá)260t,存在鋼結(jié)構(gòu)框架強(qiáng)度安全隱患,故依據(jù)TSGR0004--2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中4.7.8條款要求,采取,第一次焊飾層焊接一基層焊道氣液組合壓力試驗(yàn)嚴(yán)格進(jìn)行。14CrMo襯墊寺5)為確保試驗(yàn)過(guò)程中舊簡(jiǎn)體的塑性變形狀況新板-和試壓過(guò)程安全、可靠進(jìn)行,委托山東大學(xué)對(duì)試壓圖6簡(jiǎn)體組對(duì)坡口尺寸全過(guò)程進(jìn)行應(yīng)力變測(cè)試，以確定過(guò)程中的變形量9)焊接前對(duì)焊縫兩側(cè)各260mm范圍內(nèi)預(yù)熱至及確保試壓過(guò)程中的安全操作。180~250C,對(duì)環(huán)鍛與鋼板之間的焊接墊進(jìn)行焊接焊縫打底焊至約10mm厚后，再對(duì)2條縱縫及下5結(jié)論部I道環(huán)焊縫進(jìn)行約10mm厚焊層的焊接，然后歷經(jīng)35d(事故發(fā)生至修復(fù)點(diǎn)爐)完成了計(jì)劃再焊接上部環(huán)縫約30mm后對(duì)其進(jìn)行中間熱處6~7個(gè)月的檢修項(xiàng)目,在確保設(shè)備安全、可靠運(yùn)行理,同時(shí)焊接另3道焊縫基層近一半厚度后,用熱的前提下,避免了給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、磁粉對(duì)內(nèi)側(cè)進(jìn)行檢測(cè)后,在內(nèi)部將堆焊層焊上,再修復(fù)后的氣化爐投運(yùn)后, T.藝操作穩(wěn)定、設(shè)備按先焊上部環(huán)縫后焊另3道焊縫的順序?qū)⒒鶎尤\(yùn)行良好,至2011年8月利用大修期間對(duì)挖補(bǔ)部部焊完。,分按規(guī)范要求進(jìn)行整體筒節(jié)更換，徹底消除不安10)堆焊層焊完后在焊基層的同時(shí)在內(nèi)側(cè)上部全隱患。從修復(fù)運(yùn)行到再次進(jìn)行簡(jiǎn)節(jié)整體更換,期至“Y”型環(huán)鍛處、下部超出焊縫250mm的高度范間采取聲發(fā)射在線檢測(cè)技術(shù)多次采集設(shè)備運(yùn)行中圍整圈安裝上履帶式加熱器，外側(cè)加熱器包裹要信號(hào),反應(yīng)良好。每次計(jì)劃停爐小修時(shí)均對(duì)修理部求是:包括更換部位及上、下各250 mm高度范圍位進(jìn)行磁粉檢測(cè)(MT)、超聲波檢測(cè)(UT)未發(fā)現(xiàn)異內(nèi)的簡(jiǎn)節(jié)整圈,焊后立即進(jìn)行消應(yīng)力處理。常,修復(fù)方案相當(dāng)成功。REPAIR APPROACHES FOR FAILED FURNACE OF GASIFIERLiu Hanyong, Li Dong, Yin Gaolei(Shandong Hualu Hengsheng Co., Ltd. , Dezhou 253024)A bstract : Operational errors on gasifier cause a creep rupture and deformation of furnace due to unex-pected high temperature, fortunately, the deterioration of extent and location of deformed barrel and material .of forgings are still controllable , after the uncertainties and difficulties in repair are analyzed it is decided loemploy a site patch approach and all the scheduled repair items ne中國(guó)煤化Icomplished onlyin 35 days (from the accident occurrence till to furmace ignition).YHCNMH GKey words :gasifer;site patch;repair scheme ;high temperature creep