尿素合成塔衬里修复过程的监督检验
尿素合成塔钛衬里的更换修理

分及力学性能见表 2 , ) 相当于我 国的 T 1 A 。塔 自
下 往 上共 有 1 衬里 筒节 , 层衬 里筒 节环 缝 均 4层 每 采用 盖板 搭 接角 焊 的形 式 。塔 内径 210mm, 7 高
钛衬里的撑紧贴合和焊接。为保证基层强度 , 同 时考 虑到 旧钛 衬某些 部位 多次鼓包 变形 后塑 性严 重下降, 无法再承受大的变形 , 故决定重新采用新 钛板制作该段衬里 , 并严格控制间隙 , 以保证钛衬 里 能有足 够 的塑 性来 满足其 工况条 件 。 为确保尿素合成塔能在最短时间内重新投入
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20 年第 1 08 期
・ 化 川
9
尿 素 合 成 塔 钛 衬 里 的更 换 修 理
永 建 工 公 傅 华 鑫 设 程 司
摘 要 介绍 了尿素合成塔钛衬里更换 修理 的方 法及 过程 , 重点 阐述 了施 工中对钛衬 里切除 、 基层
沟槽 , 己影 响 到塔 的强 度 和设备 的安 全运行 。
表 2 K -0的化学成分及 力学性 能 S5
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l 0
川 化
20 0 8年第 1期
() 侧 腐 蚀缺 陷 a北
() 侧 腐 蚀 缺 陷 b南
图 1 基 层 腐 蚀缺 陷 示 意
一
尿素装置的尿 素合 成塔 B由 1本神户制钢所制 3 造( A B两台尿素合成塔 , 有 、 结构相 同) 为钛衬 , 里的多层包扎高温高压反应容器 , 其筒体设计参 数 如下 : 设计 压 力 2 .0 a最 大工作 压力 2 . 5 56MP , 4
合成塔的腐蚀与检验分析

合成塔的腐蚀与检验分析摘要:本文结合合成塔生产工艺的特点,介绍了合成塔的主要腐蚀形式和腐蚀机理,详细论述了合成塔的检测检修方法,加强腐蚀监测、检测。
关键词:合成塔腐蚀检查合成塔是尿素生产的关键设备之一,是供二氧化碳、液氨在高温高压下反应合成尿素的主体设备。
尿素合成塔长期处于高温、高压和强腐蚀介质工况中,会产生多种腐蚀缺陷,缺陷严重时危及生产和安全,造成不必要的经济损失,因此对尿素合成塔进行定期腐蚀检查和维护检修至关重要。
合成尿素的原料nh3 和co2,及成品尿素单独存在对不锈钢没有明显的腐蚀,但尿素合成反应中尿液的腐蚀性却很强,腐蚀类型主要为电化学腐蚀。
首先反应的中间物氨基甲酸胺具有强腐蚀性。
其次在高温高压下,尿素及其同分异构体氰氧酸铵具有互变反应,氰氧酸铵在水中离解产生强还原性的氰氧酸根 (cno-),这种产物对不锈钢表面的钝化膜具有极强的破坏性,腐蚀性很强。
不锈钢在不通氧情况下,在尿液中属于活化腐蚀,但在通氧的条件下,表面生成一层钝化膜,把母材和介质隔离,变为钝化腐蚀。
而 cno-离子破坏钝化膜,将钝化腐蚀变为活化腐蚀,腐蚀速度成倍上升,加快了衬里的腐蚀。
尿素合成塔衬里的腐蚀基本遵循上述腐蚀机理[1]。
一、材料腐蚀尿素生产中的介质有液氨、氨水、二氧化碳、尿素溶液、水、蒸汽、碳酸铵溶液、氨基甲酸铵溶液和尿素甲铵溶液。
其中腐蚀性最强的介质是高温高(中)压下的甲铵液和尿素甲铵液[2]。
它们对材料的腐蚀有以下几种:1.面腐蚀表现为整个金属表面失去金属光泽,变的粗糙而均匀减薄。
尿素甲铵液是造成全面腐蚀的根本原因。
金属材料在尿素甲铵液中的腐蚀速率,与材料表面形成的钝化膜的质量和溶液中的溶解氧含量有着密切的关系。
在正常情况下尿素合成塔内衬、内件的腐蚀过程是材料表面钝化膜不断腐蚀消耗及在溶液中溶解氧的作用下新鲜金属表面形成新的钝化膜的过程,这个过程的结果是内衬、内件厚度的全面减薄。
2.晶间腐蚀尿素甲铵溶液对不锈钢具有很强的晶间腐蚀能力。
在用尿素合成塔内外部缺陷原因分析及修理

中又作 用 ,导 致 裂 纹 扩 展 ,部 分 穿
透 了外 层层板 。
外 部 缺 陷 主 要 表 现 在 外 层 层
5 缺 陷修 理 情 况
20 63 06 5
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界 临 近 材 质 中铬 含 量 降 到 2 以 较 大 的 环 向应 力 的 长 期 作 用 下 , % 下 。不 能 满 足钝 化 所 需 的极 限含 逐步 产生 裂纹并 扩展 。 量 ,在 强腐蚀 介 质 ( 基 甲酸胺 ) 氨 的作用 下产生 晶间腐蚀 。 () 局部 坑 状 腐 蚀 :这 类 腐 2
氨和 尿素 生产 技 术 开 发 和 管理 工作 。
界 析 出 铬 的碳 化 物 。 ( 因铬 的扩 散 速 度 低 于 碳 ) 当沿 晶界 析 出铬
3 检 验 中发 现 的主 要 缺 陷
3 1 内部 缺 陷 .
的碳 化 物 时 ,碳 很 快 补充 上 而铬
却 不 能 及 时 扩 散 到 晶界 , 引起 晶
其 内外 部 缺 陷 的 形 成 原 因并 正 确 备简 体 为多 层 包 扎 ,壁 厚 16 m, 4 缺 陷 原 因分 析 m 1 修 理 ,对 其 安 全稳 定 运 行 有 着 重 层 板 材 质 1 Mn 1 Mn R,除 第 6 R+ 5 V
大 的意义 。 三层 1m 2 m层 板 为 1 Mn # 。其 它 6 R[ "
意 的 问题 。
【 关键词 】尿塔
素合 成 塔 是 尿 素生 产 的关 键 安 全 监 察 规 程 》 等 要 求 ,每 年 均
上 下 封 头 带 极 堆 焊 层 有 腐 蚀
设 备 ,工 作 条 件 为 高 温 ( 8 — 在 大修 期 内进行 常 规 检查 和处 理 。 16 。深 度 20 10 . mm左 右 ;塔 盘 支 3处 10 ) 高 压 ( 50 2 .MP ) 为 贯 彻 国质 检 特 函 【0 5 8 号 耳 角 焊 缝 有 针 孑 3 ,深 度 大 于 9℃ 、 1. ~ 2 0 a, L处 2 o]69 内部 工况介 质 具有 强烈 的腐 蚀性 。 文 件 精 神 。20 年 底 利 用 年 度 大 2 m:支 耳 与 衬 里 层 焊 缝 咬 边 1 m 05 操 作 中 如超 温 、超 压 、氨 碳 比及 修 机 会 对 该 尿 塔 进 行 了全 面 检验 处 :液 氨 接管 内壁 裂纹4 ,长 度 条
尿素合成塔的腐蚀及检修

下 封头 为球 缺封 头 ,厚度 5 0 mm。承压 壳体 的材
料 牌号 为 AS TM A7 3 7 GR C;上 、下 封 头及 简
体 的 内表 面衬有 牌号 为 3 1 6 L( mo d ) 、厚 度 5 mm 的尿素 级 不锈钢 衬 里 。为 防止物料 返混 ,塔 内设
要 :针 对 尿 素 合 成塔 衬 里 腐 蚀 、减 薄 和 泄 漏 的 现 象 ,分 析 其 原 因 ,提 出装 置 定 期 检 修 或 合 成 塔 发
生 泄 漏 时 应 进 行 全 面腐 蚀 检 测 ,并 介 绍 合 成 塔 腐 蚀 处 理 方 法 及 保 证 其 正 常 运 行 的 安 全 措 施 。 关 键 词 :尿 素 合 成 塔 ;腐 蚀 ;检测 ;修 复 ;安 全 措 施
BA I W — b i n
( I nne r M on go l i a Ti an ye Ch e mi c a l Co.o f Chi n a Bl ue Che mi c a l Co. , Lt d. ,
Ho h h o t I n n e r Mo n g o l i a 0 1 0 0 7 0, Ch i n a )
2 0世 纪 9 O年代 引进 的意大 利 S n a mp r o g e t t i 氨 汽
伤 亡事 故 ,将 给 企 业 带 来 巨大 的经 济 损 失 ,因 此 ,尿 素合成 塔衬 里 的腐蚀 检测 、维 修 以及 日常
运 行维 护是 一项非 常 重要 的工作 。
提 工 艺 ,1 9 9 6年 1 2月 1 7 日投 产 , 日产 尿 素 1 7 6 0 t 。尿 素 合 成 塔 ( R 一 1 0 1 )是 A TB - C AL —
尿素合成塔损伤及焊接修复技术

tn t t ils te n n f h r a s n h ssc n et r e i u r c i ge i n w l n o a p r n e i san e s s l i i g o e u e y t e i o v r ,s r sc a k n xs o e d a d lc l a e t e e l t e o t
关键词: 素合 成塔 ; 尿 腐蚀及 裂纹 ; 复 修
中 图分 类 号 :Q 5 , T 035 文献 标 识 码 : B 文章 编 号 :0 1 4 3 (0 0 1 05 o 10 — 87 2 1 )0— 0 6一 4
dit.9 9ji n 10 — 87 2 1.0 00 o :O 3 6 / . பைடு நூலகம் . 0 1 4 3 . 0 0 1 . 1 s
me a n mi d i g—u p rs c in o h o r wo k n n 8 X 1 h. Da g d twe a e n r p ie t li d ln p e e to ft e t We r i g i 0 ma e o r h d b e e ar d
=
某 厂尿 素 合 成 塔 (34 0 m 以下 简 称 尿 1 0 m, 1
塔) 累计运 行约 8万 h 约 1 ( 1年 ) 检 查发 现 , , 其不 锈钢 衬里存 在大 范 围严 重裂纹 。该厂 和哈尔 滨焊
接研 究 所 合 作 , 讨 裂 纹 性 质 和 成 因 , 决 了探 探 解 伤、 补焊过程 中开 裂 、 大面积堆 焊 区抗 腐蚀性 能等 技术难 题 , 用补焊 完成 了该 台尿塔 的修复 。 采 该 尿塔 为多 层包 扎 结 构 , 格 D, 0 m × 规 1 0m 4
φ1400mm尿素合成塔检验、缺陷修理及安全评定

川 化
20 0 8年 第 2期
1 0 m 尿 素 合 成 塔 检 验 、 陷 修 理 及 安 全 评 定 0m 4 缺
设备管理 部
合 肥 通用 机械 研 究 所
夏德权
胡 明 东
李
坤
摘
要
川 化 股 份 有 限公 司在 对 中1 0 0mm尿 素 合 成 塔 的定 期 检 验 中 , 用 磁粉 探 伤 、 线 探 伤 、 4 运 射
材厚度 25m 衬板厚度 8m 4 m; m。上封头碗形基 材最小 厚度 20mm, 料 为 2 M M ; 里厚 度 8 5 材 0 n o衬
ln 材料 为 X CNM l— m d T , l l 2 rio81 o 。下 封 头 球 壳基 2 材 厚 度 15 m 材 料 为 1M 6 堆 焊 层 厚 度 8 1 m, 9 n; nn 材 料 为 2 M6 。该 尿素 合 成 塔 其 他 相 关 的 l, l R 9 技 术参数 如下 : 容 器类别 三类 ;
( )上述 大量 未 熔 合 、 渣 缺 陷从 片 子 上判 4 夹 断 , 陷深 度 均 在 6 厚 度 以外 , 性 质 上 判 缺 0mm 从 断 , 为制 造时 的原始 缺 陷 。原 设计 图纸 要求 6 均 0
m 厚度 10 射 线 探 伤 ,0 Im 厚 度 以 外 仅 作 m 0% 6 l T
超声检测 、 发射检测等无损检测手段 , 声 特别是采用对在用压力容器定期检验 中很少采用的 c 射线检 o 测和声发射检测技 术 , 对大量的埋藏缺陷进行 了四定 ( 定高 、 定深 、 定长 、 定性 ) 的确定 , 并对其产生的原 因进行 了深入 、 细致 的分析 , 对可修复缺陷制定出切实可行 的修理 方案, 并按照 相关 的标准 、 规范对超标 缺陷进行 相关 的校核计算 , 然后进行安全状况等级 的评定 , 为尿 素合成塔 的安全 、 稳定 、 长周期运行提供 了可靠 的理论依据。 关键词 尿素合成塔 ; 定期检验 ; 缺陷 ; 修理 ; 安全评定
尿素合成塔的修理及衬里改造

按 照 日本 东洋 工 程公 司提供 的改造 方案 ,尿 素工 艺 流 程 将 从 全 循 环 改 良 C 法 改 为 A E C S工
( )切除上封头 ( 1 主要是为了便于衬里 的更 换和保证更换衬里时的施工质量) ; ( )旧衬里剥除 ; 2
( )改造 检漏 系统 ; 3
材 的焊 接容 易得 多 ,无需 进行 焊前 预 热及 焊后 热 处 理 ,这样 就 避免 了在敏 化 区 的停 留 ,从 而保证 了焊缝 的抗 晶间腐蚀 性 能 。
2 2 方 案 的 确 定 .
运行过程 中,曾经发生过原料 c 2 o 带氢 的事故 ,
造成底部衬里吸氢 ,严重脆化 。20 年 A塔底 01 部衬里出现开裂 ,无法进行修复 ,严重影响了系 统的正常生产。为彻底消除隐患 ,结合尿素系统 的改造 ,公 司决 定 对其衬 里 进行彻 底 的改 造 。另
材料一致 的 2 C 2N2 。为 保证堆 焊层 的质 5 r2 i Mo 量 ,先在 内壁 堆焊 一层 2mm 的过 渡层 。
素合成塔衬里改造检验规程》进行检验 。
, ,
一
检漏孑 L
潘 聪 ,任永 祥
600 ) 13 1 ( 川化股份有 限公司 ,四川 成都
[ 中图分类号]TO 4 .1 [ 4 14 文献标识 码]B [ 文章编号 ]10 —9 22 0 )40 0 80 0 49 3 (0 6 0 —0 5 —3
1 概
述
( )良好的抗腐蚀性能 1
2 -22材 料 的抗 腐 蚀 性 能 虽 不 及 钛 材 ,但 52 .
计压力 2 a 6MP ,设计温度 2 0℃。经过长期使 1 用 ,A塔的钛衬里减薄严重 ,最薄处不到 2m l i。 l
尿素合成塔衬里缺陷处理及温度和压力控制

般合 成塔 压力控制在 1— 0 a 9 2 MP ,该压力高于合成塔顶
物料 的平衡压 ,压力过高会使温度升高 ,同时引起设备腐蚀 加 剧, 动力消耗增加 ; 压力过低会使平衡压下 降, O 转化率下降 。 C: 生产 中使合成塔压力失控 的因素有 ,导压管堵及变送器和
1 . 衬里贴补 仪表失灵 , 阀阀杆断及 阀头和阀座脱落 , 调节 调节阀膜片损坏 , () 1贴衬前处理。将腐蚀缺陷和原焊缝打磨, 比母材齐平线 仪表空气断流 、 液氨泵和钾 氨泵打量不好 、O 纯度 低。其他 如 C: 略低 05 . mm。 在母材对应检漏孔附近开设连通孔 , 以便对贴条泄 倒泵不及时 、改单机等 , 都会引起尿素合成塔压力产生较大波 漏情况进行监测。
19 6 k ,衬 里材 料 CNMo 8 MC L 22 1g r i l 一 O ,塔 板 厚 度 6 m,材 料
1 M n c。 5 Vg
二、 尿素合成塔 内衬里缺 陷处理
针对合成塔衬里 出现 的腐蚀现象 , 设备及工艺技术人员就 其产生的原因进行仔细分析 , 并查 阅了大量的技术资料 。 尿素合 成塔在实际工作中的压力和温度控制 ,直接影响到简体 衬里 的 腐蚀速率 , 对尿素合成塔的安全运行有着十分重要 的意义 , 重新
1 m0
镜进行检查 , 并进行探伤着色检查 。
三、 正常生产 中尿素合成 塔压 力和温度控制的分析
合 成 塔 内径 10 m 4 0 m,球 形封 头材 料 1 M 5 9 n ,塔体 外 径 1 1m 6 6 m,球 形 封 头厚 度 9 mm,公 称 容积 4 m ,设 备 总 重 8 1s
动。 因此 , 自动调节阀 自控 时, 在 应经常注意阀的开度变 化 , 出现
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村 里保 留 村里保留
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壳 体 内壁 打 磨 、 补 焊 及 堆 焊 隔 离 层 ;在 碳 钢 内壁 上 加 工 检 漏 槽 并 疏 通 检 漏 系 统 ; 组 装 、 焊接 新 衬 里 ,
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院化 工机 械专业 ,高级 工程 师。现 任盘锦市特种 设备监督检验 所 容 器 室 主 任 ,长 期 从 事 压 力 容器 、 压 力 管道 的检 验 工 作 。
第4 期
付文 尿 素合 成塔衬里修复过程 的监督检 验
一 5一 s
由于 本 次 尿 素 合 成 塔 衬 里 更 换 修 复 属 于 特 种 设 备重 大修 理 改造 , 因 此 监 督 检 验 项 目的设 置 和 质 量控 制 要 点 ,均 与 钢 制 压 力 容 器 的 制 造 监 督 检
一
5 4
石 油 与 化 工 设 备 2 1 年 第 1 卷 0] 4
尿素合成塔衬里修复过程的监督检验
付 文
( 锦 市特 种 设 备 监 督 检 验 所 , 辽 宁 盘 锦 ] 4 0 ) 盘 2 0 0
[ 摘 要] 尿素合成塔是尿 素生产 的关键设备 ,在 高温 高压 、强腐蚀介质环境 下工作 ,塔衬 里极 易腐蚀 ,从 而造成事故发 生。本文论 述 了尿素合成塔衬里更换修复过程的监督检验 。
I
外 观 检 查 合格 后 进 行P 、 T
图l
F 检 测 ;回装 塔 盘 ;对 上封 头 进 行 复位 焊 接 ,焊 T 缝 外 观检 查 合格 后进 行R 检测 及uT T 复查 ,最 后进 行 整体 水压 试验和 衬 里焊缝 氨渗 漏检 验 。
3监督检验工作要点
作者简 介 :付文 (9 7 16 一),男,19 年毕业于天津轻T,学 0 9 J k
2主要 施 工 工 序
主 要 施 工 工 序 是 :在 塔 顶 适 当位 置 安 装 一 个 施
lj
材里保留
工 平 台 ,塔 顶 上 方 安 装 电 动 葫 芦 和 运 行 轨 道 ,采 用 火 焰 切 割 ,切 开 上 封 头 与 简 体 的主 环 焊 缝 ,取 下 上 封 头 ;拆 除 塔 盘 、 溢 流 管 等 塔 内件 ;在 塔 内安 装 可 升 降 的 施 工 平 台 , 白上 而 下 切 除 旧衬 里 , 对 保 留的
[ 键 词 ]尿 素合 成塔 ;衬 里 ;监 督 检 验 关
20 年 3 1 0 5 月2 日, 山东 省济 南市 平 阴鲁 西化 工 第 三 化肥 厂 有 限公 司 1 台尿 素 合成 塔 发生 爆炸 ,造
成 4 死 ,1 重 伤 的重 大 事故 。为 此 , 国家质 人 人 量 技 术 监 督 检 验检 疫 总局 下 发 “ 于 进 一 步 加 强 关 尿 素 合 成 塔 生产 使 用 检 验 工 作 的通 知 ” ( 国质 检 特 函 『0 56 9 ),要 求 各地 质 量 技术 监 督 部 门 2 0 ]8 号 结合 本 地 实 际 情 况 ,进 一 步 加 强 对 化 肥 生产 企业
的安全 监督工 作 。
但威 胁 尿 素 合 成 塔 安 今 运 行 的严 重 隐患Байду номын сангаас未 得 到 彻 底 消 除 。辽 通 公 依 据 检验 结果 并按 照 国家 质检 总局 文件 要求 ,决定 在2 0 年 9 0 9 月人修 期 问 ,将尿
素合 成 塔 的其余 简节 的衬 里 ( 0 7 前 剩 余 的原 2 0年 衬 里 ,不 包 括 上 封 头衬 里 )全 部 进 行 更 换 。本 次 尿 素 合 成 塔 更 换 衬里 的重 大 修 理 改 造 工程 , 由大 连 某 检 修 工 程 有 限 公 司 负责 实 施 ,盘 锦 市特 种 设 备 监督 检验 所进行 监 督检验 。
1 备 简 况 设 按 照 围 家 质 检 总 局 文 件 要 求 , 我 所 配 合 中 国特 种 设备 检 测 研 究 院 ,于 2 0 年 l 月对 华 锦 通 06 1
达化 工股 份有 限公 司 ( 以下 简 称 辽 通 公 司 )在 用的尿素合成塔 (0 . 2 1D)进 行 了全 面 检 验 。该 塔 1 7 年 由 日本 神 户 制 钢 所 设 计 制 造 ,设 计 压 6 9 力 1 .MP ;最 高 ] 作 压 力 1 . a 57 a 二 37 MP ;简 体 内径 2 0 mm;简体 段 高度3 m, 由7 筒节组 成 ,层 80 0 个 板材 料为K— E 2 T N6 M,厚度 1 . 20 mm×7 ;上 、 下封 头 为球 形 , 由瓜 片 拼 接 而成 ,单 层 结 构 ,材 料 为 JSS 4 S I B 9 R; 内表 面衬 8 mm的3 衬 里 。经过3 . 0 L 1 6 0 年 的运 行 ,衬 里 腐 蚀 减 薄严 莺 , 曾发 生 过 泄 漏 , 在 1 9 年 1 月 停 车 检修 过 程 中 , 曾分别 对 上 封 头 97 0 衬里和 部分 筒体 衬里 进行过 更 换 。 全 面 检 验 过 程 中 发 现 其 内 表 面 不 锈 钢 衬 里 腐 蚀 严 重 。不 锈 钢 衬 里在 高温 高压 状 态 下 受 尿 素 熔 融 物 腐 蚀 后表 面粗 糙 ,存 在 大 面 积 非 敏 化态 晶 问 腐 蚀 , 腐 蚀 缺 陷 外 观 形 态 主 要 表 现 为 : 点 状 腐 蚀 和 大 面 积 均 匀 腐蚀 。 由于 当 时工 期 和 条 件 限 制 ,2 0 年 9 仅 对 塔 上 数 第 l 节 的第 2 圈衬 07 月 筒 小 里 、第2 节 的第3 圈衬里 和第3 节 的第 1 筒 小 筒 小 圈衬 里 进 行 了更 换 。更 换 的新 衬 里 材 料 为 7 5 N 2L ( 52 . ) ,厚 度 80 2 —2 2 .mm。对 原衬 里 表 面 的 点状 腐 蚀 缺 陷采 用 手 工 电弧 氩 弧 焊 进 行 了补 焊 处 理 ,