无损检测技术在尿素合成塔定期检验中的应用

第 3 8卷 增刊 2 0 0 9年 8月 石油化工设备 PE TR CHEMI CAL EQUI P MENT Vo1 3 8 Su ppl e me nt Aug 2 O O9 文章编号 1 O O O 一 7 4 6 6 2 0 0 9 增刊一 O O 3 7 一 O 2 无损检测技术在尿素合成塔 定 期检 验 中的应 用 史红兵 安徽省特种设 备检测院 安徽 合 肥2 3 0 0 5 1 摘 要 尿 素成塔 是化 肥 生产 企业 的 关键 设 备 根 据 尿 素合成 塔 的材 质 结构 制造 方 法 工作介 质和 失效模 式 预 计 可 能产 生的缺 陷种类 形状 部 位和 方 向 采 用合 适 的无 损检 测 方 法 尽 可 能检 出缺 陷 保 证设备 的安全 运行 关键词 尿素合成塔 无损检测 缺陷 定期检验 应用 中图 分类 号 TE 9 6 2 文 献标 志码 B NO I l d e s t r u c t i V e I n s p e c t i o n Te c h no l O g y i n Ur e a Co n V e r t e r Pe r i O di c I n s p e c t i 0 n Ap p l i c a t i O n SHI H0 n bi ng An h u i S p e c i a l Eq u i p me n t I n s p e c t i o n I n s t i t u t e He f e i 2 3 0 O 5 1 Ch i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e u r e a c o n v e r t e r t h e ma t e r i a l q u a l i t y t h e s t r u c t u r e t h e ma n u f a c t u r e m e t ho d t he a c t u a t i ng m e di u m a nd t h e f a i l u r e mo de t he f l a w t y p e t he s h a pe t h e s p ot a n d t he di r e c t i o n we r e e s t i m a t e d po s s i b l y t o oc c u r The a pp r o p r i a t e n on d e s t r u c t i v e i n s p e c t i o n me t h od wa s u s e d t o f i n d o u t t h e f l a w a s f a r a s p o s s i b l e a n d t o a s s u r e e q u i p me n t i n s a f e o p e r a t i o n Ke y wO r d s u r e a c o n v e r t e r n o n d e s t r u c t i v e i n s p e c t i o n f l a w p e r i o d i c i n s p e c t i o n a p p l i c a t i o n 尿素合成塔是 化肥生产企业 的关键设 备之一 在高压 高温 强腐蚀 工况下运行 其简体开裂 泄 漏 爆炸等事故在国内外时有发生 既造成重大的经 济损失 也严重威胁着生命安全 为了保证设备 的 安全运行 设计 制造 安装 检验 使用以及维修等 单位都应当予以高度重视 笔者根据多年从事化工 企 业压 力容 器检 验 检测 的经验 就 无损 检测 技术 在 尿素合成塔定期检验的应用提 出几点建议 供进一 步探讨 1 尿素合成塔简介 尿素合 塔工作压力不大于 2 2 MP a 工作温度 不大于 2 O O 工作介质为液氨 二氧化碳 甲胺液 等 是在高压 高温 强腐蚀介质工况下工作 尿素合成塔外 壁分为多层包扎低碳合金钢结构 和整体包扎低碳合金钢结构两种 现役设备多采用 多层包扎低碳合金钢结构 在 内筒加耐腐蚀衬里 以不锈 钢 衬里 居多 2检验 中常见缺 陷 2 1 制造缺陷 因制造单位制造工艺低劣引起的或在制造过程 中检验漏检等原因造成的缺陷主要包括 以下几种 1 结构不合理 形状尺寸不连续 2 焊接接头内部的裂纹 未熔合 未焊透 夹渣 和气 孔 3 焊接接头外部的裂纹 未熔合及咬边 4 堆焊层与母材的未结合缺陷 5 堆焊层层下的再热裂纹 收稿 日期 2 0 0 9 一 O 3 一 O 3 作者简介 史红兵 1 9 6 6 一 男 安徽 合肥人 学 士 从事特种设备检 验工作 石油化工设备 2 0 0 9年第 3 8卷 2 2 使用 缺陷 在使用过程中 尿素合成塔 内部介质 外部环境 介质 检漏介质与压力载荷 温度载荷等因素引起的 缺 陷主要包 括 以下 几种 1 尿素甲胺液引起的衬里及其焊缝腐蚀减薄 晶间腐蚀 选择性腐蚀 应力腐蚀 冲刷腐蚀 缝隙腐 蚀 孔蚀及可能与上述腐蚀伴生的裂纹 2 尿素甲胺液引起 的层板及其焊缝 的腐蚀与 开 裂 3 外部环境介质 检漏介质引起的层板及其焊 缝应 力腐蚀 开裂 4 制造缺陷引起的开裂及紧固件裂纹 应力 集 中导致形 状尺寸 不连续 处产 生的裂 纹 3 具体应 用 3 1 渗透检测 渗透检测按 J B T 4 7 3 0 2 O O 5 承压设 备无损 检测 中I级验收 r 且不允许表面气孑 L 存在 主要 检测部位和要求如下 1 衬 里层焊 接接头表 面 1 O 0 渗透 检测 2 环 向焊接 接头 盖板 角 接 接 头表 面 及 接 管盖 板角接接头表面 1 O 0 9 6 渗透检测 3 接管与堆焊层 接管与衬里层 护板与衬里 层 内件 与衬 里层角 接接头 表面 1 O 0 渗 透检测 4 接管与封头 接管与筒体 接管与接管接接 头表 面 1 O 0 渗 透检测 5 堆焊层与衬里层进行渗透检测抽查 重点检 测内外观检查有怀疑部位 3 2 磁粉检测 磁粉检测按文献 1 中 工级验收 主要检测部 位和要求 如下 1 筒 节 与上 下 封 头环 向焊 接 接头 外表 面 1 O 0 磁 粉检测 2 筒节的纵 向焊接接头外表面 筒节与筒节环 向焊接接 头外表 面不小 于 5 0 磁粉检 测 3 层 板母材 磁粉检 测抽查 重 点检测 内外 观检 查 有怀疑 部位 4 逐个清洗 主螺栓 检查其损伤和裂纹情况 必要时进行无损检测 螺纹及过渡部位有环向裂纹 的螺栓应 予更换 3 3 超声检测 对堆 焊层进行 不小 于 5 O 超声 检 测 检测 方 法 及评级按文献 1 进行 按制造条件验收 对深环焊缝进行超声检测前要磨平焊缝 可以 采用 不 同焦 距 的直探 头 和 K 斜探 头 在磨 平 的焊 缝 上 扫查 3 4 射线检测 当对深环焊缝超声检测有怀疑或检验人员认为 有必要时可对深环缝进行射线检测时 射线检测按 文献 1 中 级验收 3 5声发射检测 经检验单位 和使用单位协商 可对尿素合成塔 进行声发射检测 声发射检测按检验单位和使用单 位事 先确定 的标 准验 收 4其他配合检测方法 1 主要受 压元件 材质 的种类 和牌号 必须查 明 对材 质不 明或者 检 验人 员 对 材质 有 所 怀 疑时 可 以 采用硬度测定 化学成分分析 以及光谱分析方法予 以确定 2 怀疑衬里 衬里焊缝 堆焊层有 晶间腐蚀倾 向的 无损 检测发 现有 表面裂 纹 的 可用金 相检查 予 以确 定 3 宏观检查怀疑层板 层板焊缝有应力腐蚀倾 向的 无损检测发现有表面裂纹 的 可用硬度测定 金相检查予以确定 4 可对不锈钢焊接接头 堆焊层表面进行铁素 体含量测定 任何一点的铁素体量不得大于 o 6 5 对衬里进行测厚 对宏观检查有所怀疑的部 位应重点密集测厚 对厚度减薄部位应进行表面检 测抽查 5 结语 通过有针对性地应用无损检测技术 笔者在化 工系统在用尿素合成塔定期检验中多次发现事故隐 患 如某化肥厂 1台尿素合成塔外层板开裂 层