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浅析硫磺装置尾气换热器内漏原因分析点击：1859 日期：[ 2014-04-20 00:59:05 ] |
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浅析硫磺装置尾气换热器内漏原因分析 首次更换尾气换热器E-302,将旧换热器拆下,发现换热器两端陶瓷套管大部分已经破损,端面密封胶泥有向外凸起迹象;打开壳程手孔,发现有大量的金属粉末和熔融物,用强光自手孔照射观察,发现材质为0Cr18Ni9不锈钢管束部分已经熔断,经设备技术人员鉴定, E-302整体报废。 通过现场检查分析,可以判断此次换热器内漏的主要原因是换热器管束在高温下熔化,导致尾气与烟气互串,在正常生产时尾气压力较高,烟囱冒黄烟;尾气换热器用空气保护时,当焚烧炉炉膛压力波动,则有烟气串入尾气换热器壳程,导致保护空气出口有间断青烟冒出。 尾气换热器在硫磺回收装置中具有特殊的地位,其工作环境恶劣,温度、进出物料组分变化很大,接触的介质含硫量高,硫化氢腐蚀、高温硫腐蚀和晶间腐蚀均较为严重。0Cr18Ni9材质的管束具有良好的耐腐蚀性和耐热性,但作为硫磺尾气换热器的换热管,高温抗蠕变性能差,在硫化氢氛围下,抗晶间腐蚀能力差。晶间腐蚀是一种有选择性的腐蚀破坏,在腐蚀介质作用下,奥氏体不锈钢都有一定的晶间腐蚀倾向。其腐蚀的基本原理如下:奥氏体不锈钢加热到600~800℃温度区发生敏化,过饱和固溶的碳向晶粒边界扩散,与晶界附近的铬结合形成铬的碳化物(CrFe)23C6并在晶界沉淀析出,由于碳比铬的扩散速度快的多,铬来不及从晶内补充到晶界附近,因而晶界区贫铬形成晶间腐蚀。硫磺尾气换热器E-302工作温度为500~650℃,正好处于奥氏体不锈钢敏化温度区范围内,很容易发生晶间腐蚀导致管束管壁变薄而被烧穿。本装置尾气换热器使用的管束规格为Ф38×3. 5 mm,管壁较薄,在高温含硫工况下极易发生管束穿孔现象。另外,即使再理想的合金钢,也会不可避免的发生湿H2S电化腐蚀,只是腐蚀速度较慢,但是,当管子由于其他原因出现裂缝或点坑时,这种腐蚀的速度就会加大,具体反应式如下: 有了这样的诱发因素,就会发生SSCC(应力腐蚀开裂)现象。可以判断E-302的第一次内漏就是在高温硫化氢氛围下发生的晶间腐蚀和应力腐蚀共同作用造成的。 2006年4月,硫磺扩能改造,E-302拆卸下来后,发现换热器两边的耐温胶泥与管束间的陶瓷管被拉裂,换热器端面耐温胶泥向外明显凸起,陶瓷套管呈断裂性界面,断裂处颜色深褐色;打开壳程手孔,发现换热器管束完好,有金属光泽,换热器管束基本完好。 通过对拆卸后换热器的现场观察和查阅相关资料,金属的热膨胀率一般为非金属(耐热浇注料)的3~10倍,当F-301非正常熄火后,炉膛温度短时间骤然下降,金属管束和相连的耐火浇注料均急剧收缩,因线性膨胀系数不同,抗拉强度不同,导致金属与非金属之间出现裂痕或断面。可以判断尾气换热器E-302第二次内漏的主要原因是管束及衬里在热膨胀状态下遇冷,短时间内温度梯度过大,导致陶瓷套管脆裂,金属管束轴向收缩,将两端的密封胶泥拉裂,造成管壳程连通而内漏。 转载请注明：哈雷换热设备有限公司 http://www.hrale.net/news/20111022171039.html |
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