第1水加热器底封头与接管部位裂纹成因及改进

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Cause of Formation of Cracks at Bottom Head of No.1 W ater Heaterand Adaptor Zone and Improvements M adeZhang Yingjie，Han Rongqin，Li Yinchang，Zuo weifeng(Shijiazhuang Zhengyuan Tower Equipment Co.，Ltd. Hebei Shijiazhuang 052165)Abstract An analysis is made of the cracks at the botom head of No.1 water heater and adaptorzone，with respect to such features as chemical components，crack trend，fracture，section shape andmuddy residues，and the cracks are determined as to pertain to stress-corrosion cracking.Based onstress-corrosion fracture mechanism and in connection with corosion causes，measures are put forwardfor relevant improvement and prevention.With the commissioning of the new equipment，it has been inoperation for over 8 years，giving excellent results。

Keywords water heater stress corrosion corrodent improvement measure某化肥企业变换系统第 1水加热器于 2003年投运，仅使用 2个月后就停运。停运 6个月后检修发现：第 1水加热器与热水接触的不锈钢部分出现了多处点蚀并伴有轻微裂纹现象，最严重的是该设备底封头与接管区域部位出现了密集裂纹，裂纹方向主要为垂直于接管焊缝，近似等间距分布，并在裂纹附近发现很多黑色泥状物，疑为容器内腐蚀性介质或腐蚀产物。为对该设备进行改进，杜绝再次出现上述问题，针对底封头与接管部位的裂纹产生原因进行了分析，并制定和实施了相应改进措施。改进后，第 1水加热器经 8年多运行，效果良好。

本文作者的联系方式：zhangyingjie1970###sina.com，87737352###163.com表 1 第 1水加热器主要设计技术参数该设备工作于3.0 MPa变换系统，较中、小氮肥企业的0.8 MPa或2.1 MPa压力等级的变换系统工况更为恶劣；底封头材质为 0Crl8Ni9，规格为 DN1 600 mm×26 mm；接管材质 0Crl8Ni9 II，规格为 260.0 mm x 26.5 mm，为循环热水进口；底封头与接管之间选用了A132奥氏体不锈钢焊条焊接，施焊前按照JB 4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准进行评定，焊接评定结2.3 与过滤机组合应用过滤机对进料浓度有-定要求，合适的进料浓度可获得良好过滤效果，也可提高过滤机产能。

应用实例：某工艺石膏浆液含有反应生成的CaSO ·2H O和 CaCO 以及粉尘飞灰等固体颗粒，浆液人口温度为 46～50℃，固体质量分数为15% ～20%，浆液密度 1 140～1 200 kg/cm ∨粒平均直径 d5o22.0 Ixm，dlo2.5 Ixm，d9090.0 Ixm，粒度细且分布广。针对脱水设备的进料要求(质量分数 >40%)，利用固体颗粒与液体之间的密度差，采用旋流器对浆液进行预浓缩，为真空脱水设备提供良好的供料条件。石膏浓缩试验数据见表2。

表2 石膏浓缩试验数据将分离后的溢流和底流进行品质分析，结果：旋流器的溢流粒级组成 d ：20.0 Ixm，大部分颗粒为未完全反应的 CaCO 及粉尘飞灰等；底流石膏品质好，杂质少。

(上接第69页)4 改进措施及效果由于第 1水加热器与热水接触的不锈钢部分出现了多处腐蚀及其他缺陷，已无修复价值，决定重新制造 1台第 1水加热器。根据应力腐蚀断裂机理并针对腐蚀原因，在设备的选材、结构、设计、制造等环节进行了改进，并提出了生产操作注意点。

(1)将设备中与循环热水接触的材料由0Crl8Ni9奥氏体不锈钢改为耐腐蚀性能更优的00Crl7Nil4Mo2超低碳奥氏体不锈钢。

(2)将设备设计成内膨胀型换热器，内膨胀部件在设备中起膨胀及隔板的双重作用，其壁厚较薄，刚性很小，从而使换热管或壳体的工作热应Ⅱ3 结语旋流器与浓缩机组合，可预先从料浆中分离出70%左右的颗粒，溢流进入浓缩机后，不仅改善了沉降性能，而且可以缩小浓缩机的直径，特别适用于需要快速分离的诚；与过滤机组合，可以提高进入过滤机的料浆浓度，为过滤创造 良好的工作环境，提高过滤机产能；与其他分离设备(如离心机、膜、浮漾等)组合，也能在实际生产中取得良好的应用效果。