氫氣緩沖罐裂紋修復(fù)

潘月勇 蘇振鋒 尤貝(天津煉達(dá)集團(tuán)有限公司， 天津 300280)

1 緩沖罐設(shè)備情況

某石化公司新建一套連續(xù)重整裝置，剛投入生產(chǎn)半年時(shí)間，裝置內(nèi)一臺(tái)氫氣壓縮機(jī)的一級(jí)出口氫氣緩沖罐發(fā)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(cè)裂紋長(zhǎng)220mm左右，罐內(nèi)側(cè)裂紋長(zhǎng)170mm左右。

緩沖罐為臥式儲(chǔ)氣罐，安裝于壓縮機(jī)一級(jí)氣缸下側(cè)。屬Ⅱ類壓力容器，規(guī)格為 Φ1200×3200×12，主體材質(zhì)Q345R，容器重1797kg，設(shè)計(jì)壓力1.48MPa，設(shè)計(jì)溫度150℃，運(yùn)行介質(zhì)為氫氣。

圖1

2 緩沖罐泄漏修復(fù)處理

因緩沖罐在壓縮機(jī)的下方且罐入口直接與壓縮機(jī)一級(jí)出口相連，若將罐體移出至地面進(jìn)行修理，需拆除壓縮機(jī)一級(jí)氣缸及與附屬的水、油管線及監(jiān)測(cè)儀表，工作量非常大。為方便修理，保證施工質(zhì)量將罐體沿徑向旋轉(zhuǎn)90度，使漏點(diǎn)由底部變成側(cè)位。

因裂紋較長(zhǎng)，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(jìn)行焊接修復(fù)。應(yīng)采取挖補(bǔ)法，即挖除掉含裂紋的這部分筒體，進(jìn)行更換。先在筒體上以裂紋中點(diǎn)(筋板外側(cè)底部端點(diǎn))為中心，120mm長(zhǎng)為半徑劃圓，沿圓線切割，在筒體的切割面打磨出坡口，并對(duì)坡口進(jìn)行滲透檢測(cè)，看是否存有隱性延伸裂紋。制作一塊與切割下來(lái)的圓板的材質(zhì)、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(nèi)側(cè)平齊，并將內(nèi)側(cè)焊縫余高打磨掉，保證任一截面不能超過(guò)罐體內(nèi)表面，以使罐內(nèi)存液能無(wú)阻流出。圓板與罐體間焊縫組對(duì)時(shí)，應(yīng)保證焊縫間隙及錯(cuò)邊量符合規(guī)范要求，因緩沖罐沒(méi)有人孔，無(wú)法在罐內(nèi)側(cè)施焊，焊接采用單面焊雙面成形的焊接工藝。焊接時(shí)均采用氬弧焊打底，焊條電弧焊填充、蓋面。焊后進(jìn)行100%磁粉或超聲波檢測(cè)。為增加罐體強(qiáng)度，將圓板與罐體間對(duì)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(zhì)的補(bǔ)強(qiáng)板。因罐內(nèi)介質(zhì)為氫氣，為避免出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，對(duì)焊縫進(jìn)行焊后消除應(yīng)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(nèi)無(wú)法進(jìn)入，筒體對(duì)接焊縫及筒體與接管的對(duì)接焊縫應(yīng)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(duì)間隙要符合焊接工藝規(guī)程要求；焊前將罐體內(nèi)外側(cè)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(jié)語(yǔ)

通過(guò)挖補(bǔ)法對(duì)罐體進(jìn)行修理，采取合理的焊接方法、焊接工藝及質(zhì)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(jī)震動(dòng)使筋板與罐體及法蘭間形成周期變化應(yīng)力造成焊縫處產(chǎn)生疲勞裂紋。緩沖罐重新投用近一年來(lái)未出現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題，達(dá)到了預(yù)期目的。