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聚乙烯裝置中配资公司洩漏原因分析

http://www.lvlin168.com 發布日期:[ 2018年11月23日 ] 共閱[ 345 ]次

某廠氯乙烯裝置急冷塔氣配资公司洩漏,造成設備腐蝕,裝置停車。通過對配资公司管束進行宏觀檢查、冷卻水水質分析等方法,對其洩漏原因進行分析并提出針對性的防範措施,有效保證了裝置安全穩定生産。

1、急冷塔氣配资公司基本情況

急冷塔氣配资公司結構形式为固定管闆式換熱器,規格參數为覫1300mm×19mm×10197mm,換熱面積772.6m2,殼程和管程的材質皆为碳鋼。具體運行參數見表1。2017年9月22日發現20TT402A循環水側pH值在線分析儀數值急劇下降,之後幾小時内循環水側溫度明顯上升,判斷設備洩漏,對配资公司堵管試壓消漏,監控運行。10月12日發現20TT402B循環水pH值急劇下降,緊急停車,由于洩漏較多,更換備用換熱器。

表1 急冷塔氣配资公司運行參數

2急冷塔氣配资公司腐蝕情況分析

2.1介質造成的腐蝕

配资公司工藝介質含有無水HCl,通過比較,各工藝专利商在此設備的選擇上均選擇了碳鋼材質。通過對配资公司管闆和被腐蝕掉的換熱管内壁檢查,并無明顯的腐蝕,由于換熱管内介質的流动性好,微量水分在管内淤積的可能性很小,從換熱管内部向換熱管外腐蝕的可能性很小。将已经失效換熱管切開觀察其内壁形貌,可以基本排除管程側工藝介質腐蝕的可能。

設備殼程側为循環水,切開20TT402B北端筒體後發現,設備頂部的換熱管雖然未有大量酸浸泡産生的腐蝕至穿孔,但設備的表面金屬光澤已经基本看不見,有兩種可能:一是該換熱器的殼程全部遭受過酸的侵蝕;二是循環水中有可能存在對碳鋼快速腐蝕的介質。查閱循環水污垢沉積率、碳鋼挂片腐蝕率統計數據,指标均小于循環水控制指标。并且循環水系統为新建裝置,運行周期不到一年,除水中含有泥沙外,其他指标及填料、旁濾等運行情況良好,可見循環水水質不是導致洩漏的直接原因。

換熱器折流闆采用雙弓形水平切口,換熱器循環水出口端底部最後一塊折流闆與管闆之間存在一個死區,在此區域,換熱器底部大約12層換熱管被淤泥所覆蓋,此部分換熱管已经大量腐蝕。通過查看腐蝕點的情況,可以判斷是由于外表面腐蝕造成的表面腐蝕直至最終穿孔。該部分換熱管大量腐蝕的原因可能是在中部的換熱管腐蝕穿透後,工藝側介質洩漏到循環水中,由于死區及淤泥的存在,工藝側洩漏的HCl不能被循環水或後期沖洗水帶走,大量腐蝕性鹽酸殘存在淤泥中,碳鋼材質的換熱管浸泡在含鹽酸淤泥内造成嚴重的次生腐蝕。

2.2配资公司管束振动問題

在介質有相變或流體的介質擾动頻率與配资公司管束固有頻率接近或周期頻差時,換熱器管束振动導致的換熱管損壞。有兩種可能:一是由于設計時換熱管未支撐距離過長;二是換熱管與折流闆的配合間隙過大致使該部位支承不起作用,其結果同未支撐距離太長一致。

換熱管的高頻振动,在換熱管與折流闆配合接觸部位或者管闆與換熱管配合接觸部位,發生磨蝕或不斷高頻碰擦使金屬材料硬化加劇,最終會導致材料脆性斷裂,通常會先産生一個徑向的凹槽,後逐漸減薄,最終局部穿孔或斷裂。換熱器的設計除了遵循GB/T151-2014《熱交換器》标準規定無支撐距離最大限值和管闆與換熱管及折流闆的配合公差外,還有換熱器設計专用軟件,對不合理布置,若有振动會預警提示設計人員作相應的調整,直至确保換熱器的管束不出現振动,設計條件已经避開振动布置,設計圖紙也是符合GB151-1999《管殼式換熱器》(之前舊版标準)有關規定,所以基本排除設計先天不足因素。

設計圖紙上的尺寸和制造公差本身沒問題,但制造的實物控制也是很重要的質量管控環節。當換熱管與折流闆配合間隙過大,尤其是靠近兩側管闆的第一、二兩組折流闆在制造的過程中,某個管孔的正偏差過大,導致換熱管未能獲得很好的支撐,則換熱管有可能産生劇烈振动導致損壞。表現出特征是個别換熱管的失效。通過對配资公司的結構分析:在配资公司循環水出口端,有可能因这個問題造成損壞的換熱管位于13~43層(由下往上),損壞位置为靠近北端的位置,距離管闆約1.3m處。配资公司循環水進口端,最有可能因振动造成損壞的位置是換熱管0~11層(由下往上),靠近南端管闆或距離管闆約1.2m處。这是因为該兩部位部分換熱管無支承距離最大,若還因換熱管與折流闆配合間隙過大存在的話,無疑加大無支撐跨距。在已失效兩台配资公司来看,在位于循環水出口端管闆第一和第二折流闆區域内的中部或中上部腐蝕的個别換熱管失效導致洩漏。

2.3設備本體材料或制造缺陷的影響

觀察了20TT402B的管闆,并無明顯的焊接、制造缺陷。轉动該設備的換熱管,大部分比較緊實,說明折流闆的開孔多數應該能滿足要求,但無法排除個别開孔偏差過大或換熱管的幾何尺寸偏差過大的可能。也發現折流闆上下應有的排氣和排污口實物沒有加工(圖紙有設計),这可能會導致換熱器不凝氣排放不徹底,折流闆間無法正常排污,影響換熱器換熱效率,同時配资公司位于框架三層平台處,循環水進裝置末端,循環水流速較低,易引起循環水側污垢沉積,并造成換熱死區的進一步加劇。

觀察被腐蝕掉的換熱管,除了表面的點蝕外,還出現了经向的溝槽狀腐蝕,并且換熱管金屬組織出現碳化現象(金屬中的碳以石墨形式析出),該換熱管的材料本身存在一定缺陷,金屬組分不均勻或有夾雜物。

3配资公司洩漏防範措施

3.1工藝指标監控

工藝介質中含有HCl,應注意工藝側的手动取樣及在線水分分析儀表的數據。當水分含量达到20×10-6以上時,就會對碳鋼設備産生腐蝕,所以時刻控制系統内物料的水分含量。

對于工藝介質側壓力高于公用物料側的換熱器来說,應注意公用物料側的手动取樣及在線分析儀表的數據。循環水側設置有pH值在線分析儀和手动取樣分析點。因循環水中不可能存在VCM,故而可以通過定期手动取樣分析循環水中的VCM含量来判斷是否有洩漏。在剛開始出現洩漏的時候,因有大量循環水在殼側流动,pH值在線分析并不能馬上表現出pH值急劇下降,但通過仔細觀察pH值分析儀的趨勢,可以判斷出洩漏情況,在确認pH值儀完好情況下,當pH值有逐步連續下降的趨勢,表明已经存在工藝介質竄到循環水系統,換熱器已洩漏,而當pH值急劇下降,則表明換熱器有的換熱管已经嚴重破裂或斷管。兩種方式相結合,可以早期預判輕微洩漏,從而避免洩漏和腐蝕的大面積擴散,造成更大次生腐蝕失效,防止設備的嚴重損壞,亦可減少對系統的沖擊。

3.2循環水管理

該項目中,配资公司殼程側走循環水,并且設計为固定管闆式換熱器,無法進行機械清洗,化学清洗并不能达到很好的效果,为延長換熱器的使用壽命,首先應注意循環水水質的控制,對進入界區的循環水水質進行定期的分析;其次,應注意設備殼側底部的排污,建議采用脈沖式排污,即定期開啟排污閥進行排污,以減少雜質在換熱器底部的淤積;加強記錄和觀察換熱器循環水進出口溫度,分析換熱器的換熱效率,即使無法徹底清洗污垢,也做到有計劃預防性維護。最後,循環水首次系統使用清洗預膜質量很重要;在有條件的情況下,建議對換熱器進行換熱管外防腐處理,以延長使用壽命。

3.3備用設備的監造

應加強對新定制備用設備的監造。注重換熱器的材料,尤其是管闆、換熱管及其的焊接材料;管闆和折流闆上換熱管孔的機加工、尺寸精度和換熱管本身的精度;換熱管組配避免強力組配;管闆與換熱管焊接質量,包括幾何尺寸控制、坡口附近和貼脹區域表面質量、焊接工藝、焊接手段、焊縫檢查等;機械性表面損傷等。

4結語

針對急冷塔氣配资公司20TT402A/B發生換熱管束洩漏,通過對配资公司管束進行宏觀檢查、冷卻水水質分析等方法,并從介質、管束振动問題以及設備本身制造缺陷方面進行逐一分析,判定是振动造成損壞及熱管的材料本身存在缺陷引起洩漏。同時管束内鹽酸洩漏至循環水中,殘存在聚結淤泥中,加劇管壁、管闆等洩漏部位的腐蝕速率,造成嚴重的次生腐蝕。

为應對管束洩漏提出了幾點防範措施,加強配资公司出口處循環水取樣及在線分析,循環水水質的監控,定期脈沖式排污以及加強對備用設備的監造等防範措施,确保裝置長周期安全穩定運行。

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