小氮肥第３９卷第９期２０１１年９月 ２１ 废热锅炉裂纹修复工艺 赵月刚 高玉林王广柱 （陕西未来能源化工有限公司 榆林７１９０００） 裂纹贯穿；Ｅ处裂纹（已漏）长约５０ ｍｍ，气刨深度 ０ 前言 山东兖矿鲁南化肥厂于２００８年新建１套 ２４０ ｋｔ／ａ合成氨系统，气体净化变换系统第１中变 废热锅炉、第２中变废热锅炉、低变废热锅炉、低 压废热锅炉于２００６年６月制造。设备安装后，在 系统进行升温过程中，发现第１中变废热锅炉外 保温有漏水情况。拆除保温检查后发现：该设备 １５ＣｒＭｏ１１管板外表面裂纹漏水。随后对第１中 变废热锅炉、第２中变废热锅炉、低变废热锅炉、 低压废热锅炉进行外表面及内表面管板环焊缝进 行着色探伤（ｅｒ）检查，并对４台设备壳程进行工 作压力试漏试验，发现设备管板内外壁出现裂纹 及换热管出现内漏。为确保系统运行，对４台设 备的缺陷都进行了处理。 １ 废热锅炉裂纹缺陷 （１）低变废热锅炉。管箱内部管板试漏时发 现：管板列管管头焊接处有漏水现象，有共２３根 Ｕ形列管泄漏。 （２）低压废热锅炉。管板外壁有３处出现裂 纹（图１），其中Ａ处裂纹长约１０ ｍｍ，Ｂ和Ｃ处裂 纹长度达３～４ ｍｍ。 西 图１ 低压废热锅炉管板外壁裂纹示意 （３）第１中变废热锅炉。①管板外壁有３处 出现裂纹（图２），其中Ａ处裂纹长约６０ ｍｍ，Ｂ和 ｃ处裂纹（已漏）长约８ ｍｍ。②管箱内部管板边 缘有６处出现裂纹（图２），其中Ｄ处裂纹（已漏） 长约６０ ｍｍ，经气刨后发现：与外壁的Ｂ和Ｃ处 约４０ ｍｍ后，裂纹未消除；Ｆ处裂纹共计４条，长 度为３～５ ｍｍ。③管箱内部管板在试漏实验后发 现：管板列管管头焊接处有漏水现象；试漏后发 现：有６根Ｕ形列管泄漏。 图２第１中变废热锅炉裂纹示意 （４）第２中变废热锅炉。①管箱内部管板边 缘有２处出现裂纹（图３），其中Ａ处裂纹（已漏） 长约８０ ｍｍ，从筒体堆焊裂至第８根列管管头处； Ｂ处裂纹（已漏）长约５０ ｍｍ，从简体堆焊裂至最 近列管管头处。②管箱内部管板在试漏实验后发 现：管板列管管头焊接处有漏水现象；试漏后发 现：有６根Ｕ形列管泄漏。 南 下 图３第２中变废热锅炉裂纹示意 ３ 废热锅炉裂纹产生原因 （１）管板质量不合格，管板锻件在制造过程 中没有严格按照Ⅲ级锻件要求制造和检验，内部 存在缺陷。 （２）管板与换热管焊接侧为堆焊层，由于堆 焊时热处理方法不当，很容易产生应力集中。出 现裂纹的原因是堆焊时热处理方法不当，管板上 有很严重的应力集中情况，最终管板被拉裂。 ２２ 小氮肥第３９卷第９期２０１１年９月 欢迎订阅２０ｉ２年《小氮肥》 《小氮肥》杂志是经原国家科委、原化工部批准，由上海化工研究院编辑出版的全国性刊物。主要发 行对象定位占全国氮肥一半以上产能的传统流程大、中、小规模的氮肥企业和兼顾向新型煤气化转型的企 业。主要报道内容有：氮肥企业的技术改造、节能减排经验；氮肥生产中新技术、新设备、新材料的应用；化肥 科研成果、生产管理以及氮肥企业发展煤化工产业链经验和开展多种经营的信息等。本刊内容可供全国从 事氮肥、煤化工行业的工厂、设计、科研、高等院校及各省市主管部门的工程技术人员和管理人员参考。 《小氮肥》为月刊，大ｌ６开，２８页，封面彩印，国内外公开发行，每期定价３．００元，全年定价３６．００元。 全国各地邮政局已于２０１１年９月开始办理２０１２年《小氮肥》期刊征订工作，邮发代号４－２３３，请广大读者 前往当地就近邮政局办理订阅手续，也可以直接向本刊编辑部订阅。 地址：上海市云岭东路３４５号邮码：２０００６２电话：（０２１）５２８００３７２ ５２５００９６２（兼传真） 《小氮肥》编辑部 （３）换热管泄漏说明换热管质量不达标，为 非正规厂家生产，金相分析后发现材质不符要求。 污；③采用氧、乙炔火焰对焊接部位两侧ｌ０ｏ ｍｍ范 围加热至１５０ ｏＣ左右，使内外壁温度均匀。 ４ 修复措施 （１）清理干净管板端部和外圆表面。 （２）进行全面的表面渗透检查，查出全部的 裂纹情况。 （８）焊接：①在试块上进行电流、电压的参数 调试，直至达到要求的数值；②引弧必须在焊接处 进行，不得在工件上随意引弧、打火，收弧处应填 满，以保证质量；③多道焊时，每道之间应交错 ５０％左右，每焊好一道后立即进行锤击消除应力， 但是第１层和盖面层不得进行锤击；每层焊接完 成后，应将熔渣清除干净，不得进入下一层；④每 一（３）用碳弧气刨、角向磨光机和电动铣头等 工具清除缺陷，直至渗透检查无裂纹为止。 （４）采用手工电弧焊焊接方法：将标记好的 焊接处必须一次完成，中间不得中断；⑤焊接完 有裂纹的管板、列管经着色确定位置及形状尺寸， 成至金属冷却后，进行外观清理，去除熔渣、焊瘤 和飞溅，可适当进行打磨以达到要求。 （９）无损检验：对所有１５ ＣｒＭｏⅢ焊接部位进 行１０００７０磁粉检查，应符合ＪＢ／Ｔ ４７３０－－２００５中 打磨破口与管板成４５。；对出现内漏换热管，采取 用锥堵堵死后焊接，堵头材质为００Ｃｒｌ Ｎｉｌ４Ｍｏ２。 （５）焊接材料：１５ＣｒＭｏ １１１（Ｒ３０７型， ４．０ ｍｍ， ３．２ ｎｌｌＹ１）和不锈钢部分（Ａ１３２型，Ａ３０２型， ３．２ ｒａｉｎ）。 Ｉ级指标；不锈钢部分进行１００％渗透检查，应符 合ＪＢ／Ｔ４７３０－－２００５中Ｉ级指标。 （６）焊接参数见表１。 表１焊接参数 （１０）焊后热处理：对１５ＣｒＭｏ１１Ｉ管板的焊接部 位，为消除焊接残余应力，应进行焊后局部热处 理。方法：采用电加热板将工件加热，升温速率 ２００℃／ｈ，加热至（６８０±２０）℃后，保温３ ｈ，然后 用石棉包裹冷却至常温，降温速率≤１２０￣Ｃ／ｈ。 （１１）再次无损检验：按上述无损检验方法再 （７）焊前准备工作：①采用角向磨光机或电动 铣头将需要焊接的部分以及焊缝两侧３０ ｍｍ范围 次进行无损检验，无裂纹为合格。 ４台废热锅炉修复后，系统运行稳定。 （收到修改稿日期２０１１－０８－０２） 打磨出金属光泽；②用丙酮清洗焊接部位，去除油