尿素合成塔衬里修复过程的监督检验

一 5 4 石油与化工设备 2 0 1 年第 1 4 卷 尿素合成塔衬里修复过程的监督检验 付文 盘锦市特种设备监督检验所 辽宁 盘锦 2 4 0 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 关键词 尿 素合 成塔 衬 里 监督检验 2 0 0 5 年3 月2 1 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 人死 1 人重伤 的重大事故 为此 国家质 量技术监督检验检 疫总局下发 关于进一步加强 尿素合成塔生产使用检验工作 的通知 国质检 特函 2 0 0 5 6 8 9 号 要求各地质量技术监督部门 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 1 设备简况 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 0 6 年 l 1 月对华锦通 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 2 0 1 D 进 行了全 面检验 该 塔 1 9 7 6 年 由 日本神 户制钢 所设 计制造 设 计压 力1 5 7 MP a 最高 二 作压力 1 3 7 MP a 简体 内径 2 8 0 0 mm 简体段高度3 0 m 由7 个筒节组成 层 板材料为K T E N6 2 M 厚度 1 2 0 mm 7 上 下封 头为球形 由瓜片拼接而成 单层结构 材料为 J I S S B 4 9 S R 内表面衬8 0 mm的3 1 6 L 衬里 经过3 0 年的运行 衬里腐蚀减薄严莺 曾发生过泄漏 在1 9 9 7 年 1 0 月停车检修过程 中 曾分别对上封头 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 0 7 年9 月仅对塔上数第 l 筒节 的第2 小圈衬 里 第2 筒节 的第3 小 圈衬里 和第3 筒节 的第 1 小 圈衬里进行 了更换 更换的新衬里材料为7 2 5 L N 2 5 2 2 2 厚度8 0 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 但威胁尿素合成塔安今运行的严重 隐患未得到彻 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 0 9 年9 月人修期问 将尿 素合成塔 的其余 简节 的衬里 2 0 0 7 年前剩余的原 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 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 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 衬 里 进 行 防 护 对 承 压 的 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 外观检查合格后进行P T l j 材里保留 j 村 里保 留 村 里 保 留 j l I I I I l I 图l F T 检测 回装塔盘 对上封头进行复位焊接 焊 缝外观检查合格后进行R T 检测及uT 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 1 9 6 7 一 男 1 9 9 0 年毕业于天津轻T J k 学 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 s 5一 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 验有很大区别 本次监 督检验 工作 内容 主要有 以下4 个方 面 开工 资料 审查 拟 更换 内衬板 材料和焊接材 料 的质量确认 施工 过程 的质量监 督 竣工资料 审 查 3 1开工资料审 查 施工单位 应具备三类 压力容 器修理改造资格 开工前应办理特种设备安装 改造维修告知 并经特种设备安全监察机构受 理 施工方案 和 焊接工艺规程 应符合 现行规范 技术标准 的规定 质量保障措施应 符合施工现场 的实 际情况 衬 里更 换 修 复前 按 照 压 力 容器 安 全 技术 监 察 规程 的要 求 施 工 单 位 的 施 工 方 案 和 焊接 工艺规程 已取得 国内有相应设计经验 的 三类压 力容 器设计 资格 单位 的审查认可 焊工应 具有 手工 电弧 焊低 合金钢 厚壁横焊位置 手工 电 弧焊不锈钢堆焊横焊和 立焊位 置资格 才允许现 场施焊 3 2拟更 换 内衬板材 料和焊接 材料 的质 量确认 内衬 板 和 焊 材 均 应 有 产 品质 量 证 明 书 和 合 格 证 内衬 板采 用瑞 典 的7 2 5 L N 2 5 2 2 2 焊 条分别采用R 2 5 2 2 2 L Mn 和OK 3 1 0 Mo L 使用 前 已委 托 有 资 质 单 位 进 行 了 各 项 性 能 指 标 的 复验 包 括 原材 料力 学 性 能试 验 腐 蚀 试验 化学 成 分分 析检 测 金相 检 验 复验 合 格后 内 衬 板 及 焊 材 应 在 专 用 场 地 存 放 与 碳 钢 等 原 材 料 严格 隔 离 下料 时采 用 等离 子切 割 和不 锈 钢 专 用砂 轮打 磨 方法进 行 内衬板 在 压 头和 滚 圆时 要对压头胎和轧辊进行检查 打磨和清 理 并采用铝板进行隔离 以防铁离子污染 衬 里 滚 圆后进 行酸 洗 钝 化 处理 存 放 时用 木 板与地面进行隔离 并对衬里筒节进行遮盖 图2 吊装时要采用特制 的 吊梁 防止钢板变形 3 3 施工过程的质量监督检验 1 上封头切割 切割上封头前 需分别在 上封 头和 筒体上做 出方位标记 组对 时按标记复 位 由于此 次施工不更换上封头衬里 要求切割 线位置 必须 准确 做到切割一次完成 不给原衬 里造成损伤 如果损伤要进行堆焊处理 2 塔 内件拆除及 旧衬里的割除 塔盘 支 撑环板及溢流 管等塔 内件 拆除前 应逐层编号并 做好方位标记 原衬里的割除必须确保不造成基 层损伤和污染 割 除旧衬板 时应 加强防护 避免 伤及基层及堵塞检漏孔 3 疏通 完善检漏系统 4 新衬里的组对 焊接 先进行下封头 内 衬里 的焊接 然后按 图1 的排版顺序利用活动平台 白下而上依次组对 焊接简体新衬里 衬里纵焊 缝及每个 筒节小 圈衬里之 问的环焊缝背面 安装衬 垫板 结构参数见 图2 新衬里纵焊缝的方位要与 塔盘支 耳的方位错开一定 的角度 筒节 与筒节 之 间的衬 里环焊缝直接焊在 隔离槽 的堆焊层上 结 构参数 见 图3 衬里 点固后 纵 环焊 缝错边 量要严格控制在 l mm 范围内 为保证贴合度 焊 前用工装撑 紧 衬 里的局部未贴和间隙不得超过 l mm 应严格按照 焊接 工艺规程 进行施焊 焊接完成经外观检 查合 格后 对新衬里焊缝进行 1 0 0 P T 并 口 F T 检 钡 0 5 上 封头 复位 切割下 来 的上封头应 先 对封头切 口处进行堆焊 修补 机加 工坡 口 上封 头复位的难 点是简体与上封 头连接 的主环焊缝焊 接 对上 封 头 按原 方 位进 行 复位 焊 缝 的结 构 参数 见 图4 先确 定 焊接 流程 组 对 一预热 1 5 0 一点固焊一塔外焊接一塔 内清焊根一塔内 焊接一消氢 一R T 检验一uT 复检一过渡层和耐蚀层 焊接一P T F T 检测 图3 图4 一 5 6 故障诊断 石 油 与 化 工 设 备 2 0 1 1 年 第1 4 卷 简体与上封头连接的主环焊 缝焊接要求一 次 完成 分段对称 多人 同时焊接 焊后进行 消氢处 理 1 5 0 2 5 0 保温缓冷2 h 消氢后进行 外观和几何尺寸检查 合格后进行R T 检测 并进 行UT 外侧 复查 合格后按 焊接工艺规程 的要求焊接简体与上封头连接 的主环焊缝 内侧过 渡层和 耐蚀层 焊接完成并经检验合格后进行 内 表面P T H F T 检测 6 所有焊接工作完成并经检验合格后 应 对耐蚀层焊缝表面进行酸洗钝化处理 清理干净 塔 内杂物 回装塔 盘等 内件 并预 留塔盘检修通 道 7 整体水压试验 以上施工过程经监检合 格后 按照 压力容器 安全技术监察规程 的要 求进行整体水压试 验 试验用水 的氯离子含 量不 得超过2 5 p p m 温度不得低于 1 5 当尿素塔壁 温与试验用水温度接近 时缓慢升压至试验压力l 7 2 MP a 保压3 0 分钟 然后降至规定试验压力的8 0 即最高工作压力 l 3 7 MP a 保压足够 时问进行检 查 无渗漏 无可见变形 无异常响声为合格 合格后对衬里焊缝表面进行1 0 0 P T 复查 并回装 预留检修通道的塔盘 8 氨 渗 漏检 验 水 压 试 验 合 格后 按 HG2 0 5 8 4 9 8 附录A的要求 对检漏孔进行检漏 合格后出具氨渗漏试验报告 9 竣 丁资料审查 施工单位应及 时提 交竣 工资料 经 甲方确认并经监检合格出具监督检验 报告后交 甲方存档 竣工资料应真实 完整 4结束语 辽通公司用 此方法修复后 的尿素合成塔 经 过1 年多的使用 运行 良好 由于该塔 已使用3 0 多 年 更换衬里后的使用过程 中 应严格控制操作 工艺参数 严格按工艺要 求进行操作 禁止超温 超压运行或温度压力的频繁波 动 应加强对入塔 介质指标 的控制 做好操作记录 加强仪表 设 备的维护 并做好事故应急预案 目前 在 尚不具备对超期服役尿素合成塔彻 底更换 的条件下 该方法是一种 比较经济可行 的 修复方案 对国 内众 多存在安全 隐患的超 期服役 尿素合成塔的安全运行有一定的借鉴作用 上接5 3 页 视 控制 操作为主 作业区以监视 调度 生 产管理为主 采油厂 以生产管理 优化分析 智 能决策为主 实现增压点 联 合站等各类站场对 单井 的 日常管理 作业区对井 组 油藏 的重点管 理 厂对油藏 油田的综合管理 两提 升 提升工艺过程 的监控水平 提升生 产管理过程智能化水平 提升 工 艺过程 的监控 水平 借鉴 苏 里格气 田数 字化管理系统 的成功经验 借助数据采集系 统和 电子巡井系统对工艺过程进行2 4 d 时实时监 控 对照历史数据和经验数据进行预警 报警 保证工艺过程运行在最佳状态 提升 生产管理过程智能化水平 利用数据分 析 数据整合 数据共享技术 结合各种数学模 型 经验数据 专家系统 对生产管理过程进行 智能化指导 包 括智 能诊断油井机泵工况 智能 生成生产参数优化建议 智能生成油气 田开发措