尿素高压设备管板及列管的腐蚀和修复
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管管 口角焊缝 有皮 下 气 孔 ； 焊缝 起 弧 收 弧处 的 角 焊接质量 不 好 。 由于制 造 质 量 的 问题 ， 起管 板 引
图 １ 下管板堆焊层收孤 处细小针状物的腐蚀形态 ３ 广 州氮 肥厂 甲铵冷 凝器 的失效 分析 广 州氮肥 厂高 压 甲铵 冷凝 器 运 行 ２ ０ ｈ后 ５０ ０
６８ ３
化
工
机
械
２１ ０ ０拒
尿 素 高压 设 备 管板 及 列管 的腐 蚀 和修 复
李光植
（ 天华 化 工 机 械 及 自动 化研 究 设 计 院 ）
摘
要
通 过 对 高压 甲铵 冷 凝 器 管 板 及 管 口腐蚀 进 行 失 效 分 析 ， 对 甲 铵 冷 凝 器 的 腐 蚀 与护 防 问题 提 针
百度文库
物取样 进行 电子 显 微镜 观 察 ， 定 其腐 蚀 主 要是 确
沿 晶间进行 ， 并在 介质 冲刷作 用下 引起脱落 ， 图 如
图 ２ 上管板 部位 泄漏 的管子 管 头样 品
｝ 李 光 植 ， ，９ ２年 １ 生 ， 级 工程 师 。甘 肃 省 兰 州 市 ，３ ０ ０ 男 １７ 月 高 ７ ０６ 。
焊 层 已 明 显 低 于 周 围 ３～ ｍ （ 经 取 样 实 测 穿 ５ ｍ 后
云 天化 甲铵 冷凝 器在 一次停 车后 检查 发现 下
管板 靠外 圆处有 ５根 列 管 在 管 口附 近 穿 孔 ， 孔 穿 部位 相互对 应 ， 钢 管 板 形 成 深 度 ５ ｍｍ 左 右 贯 碳 ０ 穿 的孔 洞 。 肉眼 观察其 中的 ３ ３号列管 在堆 焊层 ９
与管 口角焊缝 常 常腐 蚀 穿 孔 泄漏 ， 碳 钢 管板 被 使
发 现上 管板 的管 口部 位泄 漏 。 管材 为 ３ ６ １ Ｌ不 锈
钢 ， 蚀 发 生 在 管 口 的 堆 焊 层 上 ， 材 料 也 是 腐 其
腐蚀成孔 洞 ， 列管腐 蚀破 裂等 。笔者对 赤天 化 、 广
州氮肥 厂及 云天化 等厂 的高压 甲铵 冷凝器管 板及 管 口腐蚀 进行 失效 分析 。
高 温高 压 甲铵 ． 素介 质有 强烈 的腐 蚀性 ， 尿 如
１所示 。这 种腐 蚀 比均 匀 腐 蚀 的损 坏 严 重 得 多 。 故在 此类设 备 的堆焊 时必 须严格 遵守焊 接工 艺条 件， 以杜绝 焊接 不 良造 成 的损害 。
果 尿素设 备制 造 时存 在 质 量 隐患 ， 者设 备 运 行 或 和维修过 程 中出现 腐 蚀 问题 ， 都有 可 能 造成 尿 素
孑 由于腐蚀 而快 速扩 展与 管头堆 焊层 问 的缝 隙连 Ｌ
蚀 。与 此 同时 ， 口内壁 在 其位 置 附近 恰有 堆焊 管 时飞溅 的焊珠 ， 介 质 作 用下 沿 焊 珠 与 管壁 结 合 在 面快速 向外壁 腐 蚀 ， 由于 内外 壁 加 攻 直 至蚀 穿 管 壁 。 因此 ， 接不 良是造 成腐 蚀损 坏 的主要原 因 ， 焊
表 面腐蚀 情 况如 图 ３ ｄ所示 。
ａ 沿 晶 的 腐蚀 形 貌 ．
ｂ 沿 枝 晶 间 腐蚀 形 貌 ．
ｃ 气 孔 形 态和 气孔 内壁 腐蚀 形 貌 ．
ｄ 堆 焊 层 表 面 的 腐蚀 形 貌 ．
图 ３ 焊 肉 气孔 附近 腐 蚀 形 貌
经综 合 分析 认 为 ， 次腐 蚀 破 坏 是 由 于焊 接 这 制 造时 留下 的皮 下气 孔 经 长 期 使用 后 ， 以选 择 性 腐 蚀为 主 的焊 缝腐 蚀 使 皮 下 气 孔暴 露 ， 甲铵 介 质 渗 人到气 孔 内， 造成 孑 内缺 氧状 态下 的腐蚀 。气 Ｌ
第３ ７卷
第 ５期
化
工
机
械
６９ ３
在 扫描 电镜下 可观察 到 在堆焊 层 与管 口的热
的腐蚀 也很 严重 （ ３ ） 气孔 及气孔 内壁 的腐蚀 图 ｂ；
情 况如 图 ３ 所示 ； 离穿孔 处 稍远一 些 的堆 焊层 ｃ 距
影 响 区穿 孔 的 周 围 发 生 了 严 重 的 沿 晶腐 蚀 （ 图 ３ ） 在堆 焊 层 与 气 孔 连 通 的 焊 肉部 位 沿 枝 晶 间 ａ；
整个 腐蚀 穿孔 的过 程如 图 ４所示 。
通， 渗入 的介质在 缺 氧条件 下 ， 管外 壁 向内壁腐 从
僭 一 一 一一
图 ４ 列 管 口腐蚀 穿孔过 程 示意 图
４ 云 天 化 甲 铵 冷 凝 器 的 失 效 分 析
流 出 ， 管 口外壁 上形 成 明显 水 迹 。穿孑 处 的堆 在 Ｌ
凝 器和 高压洗 涤器 等高 压换 热 设 备 中， 管板 和列 管腐蚀 而影 响生产 最 严 重 、 普遍 的是 高 压 甲铵 最
冷凝器 ， 主要 损 坏 原 因是 管 板 表 面耐 蚀 层在 堆 其 焊过程 中 由于热输 入过大 使列管 管 口和表面 堆焊
层 都 出现较 为严 重 的敏 化 现象 ； 管板 耐 蚀 层 与列
高 压设备 产生 泄漏 损 坏 ， 而 导致 整 个 尿 素 系统 从
或 者整套 装置停 产 ， 给企业 带来 巨大 的经济损 失 。 笔 者针对 尿素设 备腐 蚀情 况进行 探讨并 提 出了修 复方案 。
１ 高压 甲铵冷凝 器管板 及 管 口的腐 蚀情 况 在化 肥装 置尿 素 系 统 的汽 提 塔 、 高压 甲铵 冷
２ 赤 天 化 厂 甲 铵 冷 凝 器 的 失 效 分 析
３ ６ 。在腐 蚀穿 孑 处取 样 如图 ２所 示 。 １Ｌ Ｌ
赤 天化 厂 甲铵 冷凝器 在检 修时 发现下 管板堆 焊层表 面有 一块直 径约 ２ ０ ０ ｍｍ 的深色 区域 ， 肉眼 观察表 面密 布细 小 的针 状 物 ， 高约 １ ｍｍ。对 针状
出 了几 点建 议 。
关 键 词 尿 素 高压 设 备 甲胺 冷 凝 器 管板 管 口 腐 蚀 堆 焊 泄 漏 穿孔 中 图分 类 号 Ｔ ０３６ Ｑ ５ ． 文献 标 识 码 Ｂ 文章编号 ０ ５ —０ ４ ２ １ ）５０ ３ － ２４６９ （ ００ ０ －６ ８ ４ ０
图 １ 下管板堆焊层收孤 处细小针状物的腐蚀形态 ３ 广 州氮 肥厂 甲铵冷 凝器 的失效 分析 广 州氮肥 厂高 压 甲铵 冷凝 器 运 行 ２ ０ ｈ后 ５０ ０
６８ ３
化
工
机
械
２１ ０ ０拒
尿 素 高压 设 备 管板 及 列管 的腐 蚀 和修 复
李光植
（ 天华 化 工 机 械 及 自动 化研 究 设 计 院 ）
摘
要
通 过 对 高压 甲铵 冷 凝 器 管 板 及 管 口腐蚀 进 行 失 效 分 析 ， 对 甲 铵 冷 凝 器 的 腐 蚀 与护 防 问题 提 针
百度文库
物取样 进行 电子 显 微镜 观 察 ， 定 其腐 蚀 主 要是 确
沿 晶间进行 ， 并在 介质 冲刷作 用下 引起脱落 ， 图 如
图 ２ 上管板 部位 泄漏 的管子 管 头样 品
｝ 李 光 植 ， ，９ ２年 １ 生 ， 级 工程 师 。甘 肃 省 兰 州 市 ，３ ０ ０ 男 １７ 月 高 ７ ０６ 。
焊 层 已 明 显 低 于 周 围 ３～ ｍ （ 经 取 样 实 测 穿 ５ ｍ 后
云 天化 甲铵 冷凝 器在 一次停 车后 检查 发现 下
管板 靠外 圆处有 ５根 列 管 在 管 口附 近 穿 孔 ， 孔 穿 部位 相互对 应 ， 钢 管 板 形 成 深 度 ５ ｍｍ 左 右 贯 碳 ０ 穿 的孔 洞 。 肉眼 观察其 中的 ３ ３号列管 在堆 焊层 ９
与管 口角焊缝 常 常腐 蚀 穿 孔 泄漏 ， 碳 钢 管板 被 使
发 现上 管板 的管 口部 位泄 漏 。 管材 为 ３ ６ １ Ｌ不 锈
钢 ， 蚀 发 生 在 管 口 的 堆 焊 层 上 ， 材 料 也 是 腐 其
腐蚀成孔 洞 ， 列管腐 蚀破 裂等 。笔者对 赤天 化 、 广
州氮肥 厂及 云天化 等厂 的高压 甲铵 冷凝器管 板及 管 口腐蚀 进行 失效 分析 。
高 温高 压 甲铵 ． 素介 质有 强烈 的腐 蚀性 ， 尿 如
１所示 。这 种腐 蚀 比均 匀 腐 蚀 的损 坏 严 重 得 多 。 故在 此类设 备 的堆焊 时必 须严格 遵守焊 接工 艺条 件， 以杜绝 焊接 不 良造 成 的损害 。
果 尿素设 备制 造 时存 在 质 量 隐患 ， 者设 备 运 行 或 和维修过 程 中出现 腐 蚀 问题 ， 都有 可 能 造成 尿 素
孑 由于腐蚀 而快 速扩 展与 管头堆 焊层 问 的缝 隙连 Ｌ
蚀 。与 此 同时 ， 口内壁 在 其位 置 附近 恰有 堆焊 管 时飞溅 的焊珠 ， 介 质 作 用下 沿 焊 珠 与 管壁 结 合 在 面快速 向外壁 腐 蚀 ， 由于 内外 壁 加 攻 直 至蚀 穿 管 壁 。 因此 ， 接不 良是造 成腐 蚀损 坏 的主要原 因 ， 焊
表 面腐蚀 情 况如 图 ３ ｄ所示 。
ａ 沿 晶 的 腐蚀 形 貌 ．
ｂ 沿 枝 晶 间 腐蚀 形 貌 ．
ｃ 气 孔 形 态和 气孔 内壁 腐蚀 形 貌 ．
ｄ 堆 焊 层 表 面 的 腐蚀 形 貌 ．
图 ３ 焊 肉 气孔 附近 腐 蚀 形 貌
经综 合 分析 认 为 ， 次腐 蚀 破 坏 是 由 于焊 接 这 制 造时 留下 的皮 下气 孔 经 长 期 使用 后 ， 以选 择 性 腐 蚀为 主 的焊 缝腐 蚀 使 皮 下 气 孔暴 露 ， 甲铵 介 质 渗 人到气 孔 内， 造成 孑 内缺 氧状 态下 的腐蚀 。气 Ｌ
第３ ７卷
第 ５期
化
工
机
械
６９ ３
在 扫描 电镜下 可观察 到 在堆焊 层 与管 口的热
的腐蚀 也很 严重 （ ３ ） 气孔 及气孔 内壁 的腐蚀 图 ｂ；
情 况如 图 ３ 所示 ； 离穿孔 处 稍远一 些 的堆 焊层 ｃ 距
影 响 区穿 孔 的 周 围 发 生 了 严 重 的 沿 晶腐 蚀 （ 图 ３ ） 在堆 焊 层 与 气 孔 连 通 的 焊 肉部 位 沿 枝 晶 间 ａ；
整个 腐蚀 穿孔 的过 程如 图 ４所示 。
通， 渗入 的介质在 缺 氧条件 下 ， 管外 壁 向内壁腐 从
僭 一 一 一一
图 ４ 列 管 口腐蚀 穿孔过 程 示意 图
４ 云 天 化 甲 铵 冷 凝 器 的 失 效 分 析
流 出 ， 管 口外壁 上形 成 明显 水 迹 。穿孑 处 的堆 在 Ｌ
凝 器和 高压洗 涤器 等高 压换 热 设 备 中， 管板 和列 管腐蚀 而影 响生产 最 严 重 、 普遍 的是 高 压 甲铵 最
冷凝器 ， 主要 损 坏 原 因是 管 板 表 面耐 蚀 层在 堆 其 焊过程 中 由于热输 入过大 使列管 管 口和表面 堆焊
层 都 出现较 为严 重 的敏 化 现象 ； 管板 耐 蚀 层 与列
高 压设备 产生 泄漏 损 坏 ， 而 导致 整 个 尿 素 系统 从
或 者整套 装置停 产 ， 给企业 带来 巨大 的经济损 失 。 笔 者针对 尿素设 备腐 蚀情 况进行 探讨并 提 出了修 复方案 。
１ 高压 甲铵冷凝 器管板 及 管 口的腐 蚀情 况 在化 肥装 置尿 素 系 统 的汽 提 塔 、 高压 甲铵 冷
２ 赤 天 化 厂 甲 铵 冷 凝 器 的 失 效 分 析
３ ６ 。在腐 蚀穿 孑 处取 样 如图 ２所 示 。 １Ｌ Ｌ
赤 天化 厂 甲铵 冷凝器 在检 修时 发现下 管板堆 焊层表 面有 一块直 径约 ２ ０ ０ ｍｍ 的深色 区域 ， 肉眼 观察表 面密 布细 小 的针 状 物 ， 高约 １ ｍｍ。对 针状
出 了几 点建 议 。
关 键 词 尿 素 高压 设 备 甲胺 冷 凝 器 管板 管 口 腐 蚀 堆 焊 泄 漏 穿孔 中 图分 类 号 Ｔ ０３６ Ｑ ５ ． 文献 标 识 码 Ｂ 文章编号 ０ ５ —０ ４ ２ １ ）５０ ３ － ２４６９ （ ００ ０ －６ ８ ４ ０