178化工機(jī)槭2006年氣化爐內(nèi)殼體裂紋分析及修復(fù)劉曉艷*(哈爾濱氣化廠)摘要針對(duì)煤加壓氣化爐內(nèi)殼體焊縫出現(xiàn)的裂紋,分析了裂紋產(chǎn)生的原因,并從焊材的選擇、焊接坡口的形式及工藝參數(shù)的選擇等方面入手,制定了合理的焊接工藝,在修復(fù)中取得了滿(mǎn)意的效果。關(guān)鍵詞氣化爐裂紋修復(fù)措施中圈分類(lèi)號(hào)TQ054*.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)0254-6094(2006)03-0178-03哈爾濱氣化廠是亞洲最大的煤加壓氣化廠,藍(lán)黑色,中部呈紅褐色。共有5臺(tái)氣化爐(德國(guó)制造),于1993年8月相繼2.2金相組織分析投運(yùn)，至2004年5臺(tái)氣化爐內(nèi)殼體中間環(huán)焊縫HII鋼基材金相組織為鐵素體+珠光體+少B3(下數(shù)第3條)內(nèi)表面相繼出現(xiàn)裂紋,給設(shè)備的量沿晶三次滲碳體,未見(jiàn)球化及其他劣化特征。安全運(yùn)行留下了隱患。本文分析其裂紋的產(chǎn)生原基材對(duì)接焊縫金相組織為共析鐵素體+魏氏因及修復(fù)過(guò)程。組織鐵素體+針狀鐵素體+少量珠光體,組織分1氣化爐的結(jié)構(gòu)參數(shù)布保持焊后特征,未見(jiàn)明顯劣化痕跡。氣化爐為雙層筒體立式結(jié)構(gòu)，高13900mm，不銹鋼母材金相組織為奧氏體+鐵素體,鐵外徑φ4 00mm,內(nèi)徑φ3 636mm,工作壓力2.7素體占50%,已明顯分解,靠表面1.5mm厚層分MPa ,操作溫度200 ~ 900C ,內(nèi)外簡(jiǎn)體之間的工作解較嚴(yán)重,向里較輕,但與基材剝離的復(fù)合層分解介質(zhì)為冷卻水和蒸汽,爐內(nèi)介質(zhì)為煤、煤氣、蒸汽現(xiàn)象嚴(yán)重。不銹鋼復(fù)合層與HII鋼之間為爆炸和氧氣混合物。焊,熔合區(qū)有增碳和脫碳現(xiàn)象:增碳使不銹鋼側(cè)有內(nèi)殼體為復(fù)合板,壁厚32mm(復(fù)合層4mm),較大顆粒的碳化物析出;脫碳使HII 側(cè)組織為鐵基材材料為HI/DIN17155, 復(fù)合層材料為素體。X2CrNiMoN22. 5/DIN17224。復(fù)合層焊縫金相組織為奧氏體+鐵素體,底2裂紋分析層焊道鐵素體較少,表層較多且分解較嚴(yán)重,不銹在裂紋最嚴(yán)重的E爐內(nèi)殼體切割取樣鋼與碳鋼熔合區(qū)有明顯的增碳和脫碳現(xiàn)象。另( 120mm x 80mm)。外,不銹鋼焊接熱影響區(qū)及過(guò)熱區(qū)組織為嚴(yán)重分2.1 宏觀觀察解的鐵素體。裂紋集中于B3環(huán)焊縫處,裂紋主要沿復(fù)合裂紋特征為:裂紋較直,為穿晶,未見(jiàn)明顯分層焊縫上、下熔合線(xiàn)擴(kuò)展,同時(shí)在主裂紋兩側(cè)及焊枝現(xiàn)象?？p中間還有部分獨(dú)立存在著垂直于焊縫的橫向裂結(jié)合取樣的化學(xué)成分和力學(xué)性能,得出形成紋(較細(xì)、淺且短)。裂紋的主要原因是復(fù)合層長(zhǎng)期處于600%左右的裂紋斷口均垂直于表面,復(fù)合層裂透后裂紋溫度，使得不錘鋼中鐵專(zhuān)休明思分解,導(dǎo)致不銹鋼沿基材的熔合線(xiàn)擴(kuò)展,直至基材裂透,基材斷口上母材IYH中國(guó)煤化工營(yíng)成已脆化的復(fù)隱約可見(jiàn)與不銹鋼焊縫斷口底部平行的細(xì)密線(xiàn)合層CNMHG中以熱疲勞形式條。不銹鋼斷口呈藍(lán)黑色,碳鋼斷口靠外表面呈擴(kuò)展,直至裂透,從斷口和金相組織上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其*劉曉艷,女,1966年3月生,助理工程師。黑龍江省依蘭縣,154854。第33卷 第3期化工機(jī)械179他性質(zhì)的開(kāi)裂特征。表1焊接工藝參數(shù)3內(nèi)殼體裂紋修復(fù)工藝燁條規(guī)格焊接電流裂紋修復(fù)分兩步進(jìn)行:首先對(duì)基材裂紋進(jìn)行焊層φ/mm焊道層數(shù)焊道數(shù)修復(fù),待全部基層修復(fù)檢查合格后,再進(jìn)行過(guò)渡底層3.2封底100 ~ 120層和復(fù)合層堆焊,焊接采用手工電弧焊。填充層第1~2層2-3100~ 1203.1內(nèi)殼體基材裂紋的修復(fù)4.0第3~5層4-9130 ~ 150根據(jù)探傷結(jié)果,采用氣刨、砂輪打磨的方法鏟第6層10~11 130~ 150除復(fù)合層及復(fù)合層焊縫,完好復(fù)合層邊緣6~_蓋面層蓋面層12-14 130 ~ 1608mm以?xún)?nèi)禁止使用氣刨,只能用砂輪打磨,同時(shí)控制磨削力,防止過(guò)熱。內(nèi)殼體基材焊補(bǔ)完成后,打磨焊縫表面,對(duì)所采用著色和超聲波探傷的方法檢測(cè)基材,用有焊補(bǔ)部位進(jìn)行超聲波和著色探傷檢查(標(biāo)準(zhǔn)按氣刨鏟除裂紋,然后用砂輪修磨坡口,坡口形式如JB4730,I級(jí)合格),全部基材焊縫檢查合格后進(jìn)圖1所示。最后對(duì)焊接坡口表面做著色探傷檢查行內(nèi)殼體過(guò)渡層堆焊。(標(biāo)準(zhǔn)按JB4730,I級(jí)合格)。3.2內(nèi)殼體過(guò)渡層的堆焊焊前對(duì)堆焊表面及其周?chē)帽蚓凭J(rèn)真28清洗。堆焊時(shí)爐體夾套內(nèi)通水冷卻,控制層間溫度小于60。為防止復(fù)合層與基材剝離,首先堆焊復(fù)合層與基材結(jié)合處,此處合格后再焊其他部位焊道布置按圖1所示,焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表2。表2焊接工藝參數(shù)9011 品| Y 106320 )焊條焊接燁接焊擅規(guī)格電電壓電度型號(hào)mmmm/s過(guò)渡層E309MoL16 φ3.285~95 23 -252~3電源極性為直流反接,過(guò)渡層堆焊材料選擇a.裂紋裂透b.裂紋未透E309MoL-16/GBT983 ,焊條使用前烘干處理,現(xiàn)場(chǎng)困1焊接坡口形式示意 圖存放在保溫簡(jiǎn)內(nèi)。內(nèi)殼體基材焊接選用與HI/DIN17155相匹過(guò)渡層堆焊后,表面清理打磨,焊縫高度應(yīng)小配的E4315/GBT5117焊條，焊條用前進(jìn)行350 ~于2mm,用10倍的放大鏡檢查,不允許有裂紋和450C烘千3 ~4h處理,現(xiàn)場(chǎng)存放在保溫筒內(nèi),隨夾渣等缺陷。用隨取。3.3內(nèi)殼體復(fù) 合層的堆焊焊接前坡口表面預(yù)熱100 ~ 150C ,采用氣體過(guò)渡層堆焊檢查合格后進(jìn)行復(fù)合層的堆焊?；鹧婕訜帷：附舆^(guò)程中控制層間溫度100 ~堆焊焊條選用E2209-16 00Cr22Ni9Mo3N雙相不300C之間,焊接采用小規(guī)范,多層多道焊,焊道布銹鋼焊條,規(guī)格φ3.2mm,使用前進(jìn)行烘干處理，置按圖1所示,焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1。焊接一次現(xiàn)場(chǎng)使用存放在保溫筒內(nèi),焊接參數(shù)與過(guò)渡層堆連續(xù)焊完,每焊完一層應(yīng)認(rèn)真清理打磨,用風(fēng)錘錘中國(guó)煤化工擊除應(yīng)力,同時(shí)用10倍放大鏡檢查,應(yīng)無(wú)裂紋及MHCN M H Gi進(jìn)行清理和拋磨，夾渣等缺陷。焊接過(guò)程中不允許在焊縫坡口外劃焊縫表面應(yīng)平整,與不銹鋼層圓滑過(guò)渡,整個(gè)堆焊弧,焊縫高度與基材平齊。焊接過(guò)程中隨時(shí)用紅層可略高于原復(fù)合層0.8~1.0mm,對(duì)所有焊接外線(xiàn)表面溫度計(jì)檢測(cè)焊縫附近的復(fù)合層溫度,防部位進(jìn)行超聲波和著色探傷檢查(標(biāo)準(zhǔn)按誶教患源極性為直流反接。JB4730,I級(jí)為合格)。180化工機(jī)柵2006年4結(jié)束語(yǔ)次復(fù)檢,未發(fā)現(xiàn)裂紋產(chǎn)生,證明以上修復(fù)工藝是可針對(duì)在兩年之內(nèi)5臺(tái)氣化爐在相同部位相繼行的。發(fā)生裂紋,制定了相應(yīng)的修復(fù)工藝。按此工藝修(收稿8期:2005-12-03 ,修回日期2006-01-18)復(fù)氣化爐后,且修改了氣化爐的操作規(guī)程,經(jīng)過(guò)多Crack Analysis of the Shell in a Gasification Furnace and RepairLIU Xiaoyan( Harbin Gasification Plan, Yilan, 154854, Heilongjiang, China )Abstract The cause of the cracks at the weld seams of the shell in a gasification furnace was analyzed, a rea-sonable weld technology was made in the selection of materials, form of weld fusion face, and selection oftechnology parameters, and a satisfied result was obtained in repair.Keywords Gasification Funace, Crack, Repair Method技術(shù)動(dòng)態(tài)壹111++1+1+1+1+1▼錦西化工機(jī)械(集團(tuán))有限公司大型PVC聚合釜通過(guò)鑒定，2006年4月24日,遼寧錦西化工機(jī)械(集團(tuán))有限公司承擔(dān)的國(guó)家重大技術(shù)裝備研制項(xiàng)目技術(shù)咸果鑒定會(huì)在北京召開(kāi)。中國(guó)石油化工集團(tuán)組織的有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為,該產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn),制造質(zhì)量?jī)?yōu)良,節(jié)能降耗明顯,振動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小,主要指標(biāo)均達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平,可代替進(jìn)口。錦化機(jī)是國(guó)內(nèi)綜合生產(chǎn)能力最強(qiáng)的石化設(shè)備制造企業(yè)之一,在國(guó)內(nèi)最早從事攪拌反應(yīng)設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造。40多年來(lái),錦化機(jī)開(kāi)發(fā)出13.5.30、48、70m’系列PVC聚合釜,裝備了中國(guó)大多數(shù)PVC生產(chǎn)企業(yè)。同時(shí),還開(kāi)發(fā)了90m'聚乙烯聚合釜、200m2橡膠濃縮釜以及73m'聚醚反應(yīng)釜等大型攪拌反應(yīng)設(shè)備。LF135型聚氟乙烯聚合釜是國(guó)家“十五”重大技術(shù)裝備科技攻關(guān)項(xiàng)目,根據(jù)美國(guó)西方化學(xué)公司提供的工藝條件進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。LF135 型聚氯乙烯聚合釜是錦化機(jī)為齊魯石化氯堿廠400k/saPVC裝置第二條生產(chǎn)線(xiàn)研制的。該生產(chǎn)線(xiàn)共設(shè)置3臺(tái)聚合釜,2004年9月建成投產(chǎn)。經(jīng)一年多生產(chǎn)運(yùn)行考核表明,該釜可以完全替代進(jìn)口設(shè)備。它的研制成功,結(jié)束了中國(guó)大型PVC聚合釜依賴(lài)進(jìn)口的歷史,并有望出口配套。.據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，到2010年中國(guó)PVC樹(shù)脂需求量將達(dá)到11000 ~ 12000kt/a,以2005年國(guó)內(nèi)PVC樹(shù)脂產(chǎn)能6500kt計(jì)算,屆時(shí)至少需要新增3000ktPVC產(chǎn)能。中國(guó)煤化工需該類(lèi)型釜50臺(tái)。因此,錦化機(jī)大型聚合釜的研制成功,具有推廣價(jià)值和廣目前,除為齊魯石化提供3臺(tái)聚合釜以外錦化機(jī)為上海集YHCNMH G類(lèi)型聚合釜已經(jīng)完成制造,正待總裝試車(chē)和包裝發(fā)運(yùn)。另有4家200k/aPVC裝置的建設(shè),擬選用該類(lèi)型聚合釜10余臺(tái)。