氫氣緩沖罐裂紋修復

潘月勇 蘇振鋒 尤貝(天津煉達集團有限公司， 天津 300280)

1 緩沖罐設備情況

某石化公司新建一套連續重整裝置，剛投入生產半年時間，裝置內一臺氫氣壓縮機的一級出口氫氣緩沖罐發生泄漏，泄漏部位是罐底排液口(DN25)附近的筒體上，為穿透性裂紋，罐外側裂紋長220mm左右，罐內側裂紋長170mm左右。

緩沖罐為臥式儲氣罐，安裝于壓縮機一級氣缸下側。屬Ⅱ類壓力容器，規格為 Φ1200×3200×12，主體材質Q345R，容器重1797kg，設計壓力1.48MPa，設計溫度150℃，運行介質為氫氣。

圖1

2 緩沖罐泄漏修復處理

因緩沖罐在壓縮機的下方且罐入口直接與壓縮機一級出口相連，若將罐體移出至地面進行修理，需拆除壓縮機一級氣缸及與附屬的水、油管線及監測儀表，工作量非常大。為方便修理，保證施工質量將罐體沿徑向旋轉90度，使漏點由底部變成側位。

因裂紋較長，呈彎曲狀，且裂紋與筒體上的焊縫有交叉，不可采取直接打磨裂紋進行焊接修復。應采取挖補法，即挖除掉含裂紋的這部分筒體，進行更換。先在筒體上以裂紋中點(筋板外側底部端點)為中心，120mm長為半徑劃圓，沿圓線切割，在筒體的切割面打磨出坡口，并對坡口進行滲透檢測，看是否存有隱性延伸裂紋。制作一塊與切割下來的圓板的材質、尺寸、厚度及弧度相同的鋼板，打磨好坡口，并在中心部位開孔(Φ58)安裝排凝接管，注意接管上端部與鋼板內側平齊，并將內側焊縫余高打磨掉，保證任一截面不能超過罐體內表面，以使罐內存液能無阻流出。圓板與罐體間焊縫組對時，應保證焊縫間隙及錯邊量符合規范要求，因緩沖罐沒有人孔，無法在罐內側施焊，焊接采用單面焊雙面成形的焊接工藝。焊接時均采用氬弧焊打底，焊條電弧焊填充、蓋面。焊后進行100%磁粉或超聲波檢測。為增加罐體強度，將圓板與罐體間對接焊縫外表面余高磨掉后，安裝一塊直徑400mm與罐體等厚、相同材質的補強板。因罐內介質為氫氣，為避免出現應力腐蝕，對焊縫進行焊后消除應力熱處理。罐體修理部位剖面圖及焊縫熱處理曲線圖如圖2、圖3所示。

圖2 緩沖罐修理部位剖面圖

圖3 焊縫熱處理曲線

3 焊接措施

因罐內無法進入，筒體對接焊縫及筒體與接管的對接焊縫應采用單面焊雙面成型的焊接工藝；焊接均采用氬弧焊打底、焊條電弧焊填充、蓋面的焊接方法；焊接電壓、電流及坡口角度、組對間隙要符合焊接工藝規程要求；焊前將罐體內外側的坡口邊緣15mm左右打磨干凈；焊條采用低氫型焊條，并采取烘干、保溫措施。

4 結語

通過挖補法對罐體進行修理，采取合理的焊接方法、焊接工藝及質量保證措施，使緩沖罐修理取得良好效果，修理后去掉了排液管上的筋板，避免因壓縮機震動使筋板與罐體及法蘭間形成周期變化應力造成焊縫處產生疲勞裂紋。緩沖罐重新投用近一年來未出現任何質量問題，達到了預期目的。