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1、塔底柴油蒸汽发生器管束裂纹分析及防范措施（最新版）Security technology is an industry that uses security technology to provide security servicesto society. Systematic design, service and management.（安全管理）单位：姓名：日期：编号：AQ-SN-0013化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全塔底柴油蒸汽发生器管束裂纹分析及防范措施(最新版)说明：安全技术防范就是利用安全防范技术为社会公众提供一种安全服务的产
2、业。既然是一种产业，就要有产品的研制与开发，就要有系统的设计、工程的 施工、服务和管理。可以下载修改后或直接打印使用。1.E-204 简介：1. 1.E-204 简介E-204是柴油加氢装置塔底柴油蒸汽发生器，属于U形管式换热器。壳程串联蒸汽发汽包(D-501),介质为除氧水与蒸汽；管程介质为240C左右精制柴油。1.2. 损坏经过E-204于2011年H月投用，2012年6月发生内漏。更换新管束运行至2013年1月17日，再次泄漏。2.检修情况1.检修概述2012年检修，翻开后在二、三、四管程的管板孔桥、管板与换化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全
3、热管焊肉、胀接处均发现肉眼可见的裂纹，对管板进行了着色渗透 探伤，在一管程发现大量细微裂纹，到达报废标准，于是更换新管 束运行。运行至2013年1月17日再次泄漏，翻开后情况与2012年 情况相似。四管程有一处较大的砂眼。2. 2.宏观检验E-204管板外表和管子内部无明显腐蚀减薄痕迹，管板与管子的 焊缝处既有径向裂纹，又有周向裂纹，将管子刨开检查，未见胀接 痕迹。从宏观检验可以看出，径向裂纹是热疲劳形成的，周向裂纹是 焊接和应力共同作用的结果。2. 3.金相检验从已报废管板上取样，经打磨、抛光及浸蚀后进行金相检验， 其中管板上选取点1处的金相组织为：铁素体+珠光体，有严重偏析 现象，管子上选
4、取点2处的金相组织为：铁素体+珠光体，焊缝上选 取3处的金相组织为：先共析铁素体+珠光体+针状铁素体，是应力 过大产生裂纹的原因。化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全从检验可以看出管板金相组织不正常，有严重的偏析现象，周 向裂纹是沿晶热裂纹，是由于焊接金属产生偏析和剩余应力作用形 成的；径向裂纹是穿晶裂纹，是应力过大和热疲劳共同作用形成的。2. 4.硬度检验E-204管板的硬度值为127-139BHLD,管子的硬度为：103-139HBLD,经检测管板与管子的硬度值均正常。3. 5.化学分析E-204的管子材质是10；管板材质为：16MnR。经光谱分
5、析，所 测元素化学成分符合相关要求，管板材质是合格的。3.原因分析：3. 1.温差应力E-204的壳程入温度为80-100,设计温度为158,两个温度 最大相差了 78,管程入口温度为230-235,介质温差较大，造 成管板、换热管各局部热变形不一致，产生较高的温差载荷。3. 2.制造原因换热管与管板胀焊时，处于水平放置位置，无法保证换热管与化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全管板间隙均匀，换热管与管板胀焊完成后，会造成局部过度变形， 产生冷加工硬化；加之过胀，造成胀接处存在较高剩余应力。加之 换热器工作时的拉伸应力，为换热管的应力腐蚀创造了必要条件
6、。3. 3.管束振动壳程介质属汽液混相，两相流体横向流过管束，相变会激起管束振动，管束的剧烈振动诱使力学性能较差的缺陷处发生疲劳失效。3. 4.结论管束泄露的主要原因3. 4.1.在管板和管子制作过程中未进行胀接或者胀接不到位。4. 4. 2.焊接不均匀，焊缝发生了成分偏析。4.2. 3.工艺操作参数波动，引起热疲劳。4.防范措施：4. 1.运行工况调整4. 1.1.从工艺操作保持平稳运行，防止管束急冷急热，造成管 束出现较大的温差应力。4. 2.改进加工工艺化工安全技术 I Chemical Safety Technology 化工安全4. 2. 1.焊接要求4. 2.1.1.换热器的焊接严
7、格遵守焊接工艺及焊后热处理。4. 2. 1. 2.所有焊接接头外观检查合格。5. 2. 2.胀接要求胀贴完毕后，对于胀度缺乏者，应进行补胀；对于胀度超过规 定范围者；应更换换热管后重新进行焊接和贴胀。近年来国内新建炼厂的工艺包也大都采用国外的先进设计理 念，但对于蒸汽发生器并不仅是靠提高材质等级防止泄漏，优化操 作参数、严格控制换热器的制造质量和采用合理的制造工艺也尤为 重要。目前我车间正在积极准备改造工艺流程，确保运行参数在设 计范围内，同时对新管束的制作工艺也进行了进一步的优化，加强 了制造过程的严格监督检验，这些都将为蒸汽发生器的长周期运行 奠定坚实的基础。XXX图文设计本文档文字均可以自由修改