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加熱器泄漏原因的分析

一段分解加熱器(以下簡(jiǎn)稱一分加熱器)是尿素生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。來自尿素合成塔的尿液混合物經(jīng)預(yù)蒸餾塔進(jìn)入一分加熱器，在蒸汽作用下，尿液混合物中的氨基甲酸銨(NH4COONH2)分解，經(jīng)節(jié)流環(huán)后排出。某化工廠1臺(tái)一分加熱器投入運(yùn)行1個(gè)月后，發(fā)覺蒸汽側(cè)氨、氮含量較高，懷疑一分加熱器泄漏。本文對(duì)一分加熱器的泄漏緣由進(jìn)行分析。

1檢查方法

一分加熱器換熱管與管板連接處結(jié)構(gòu)見圖1。管板、換熱管、節(jié)流環(huán)的材質(zhì)均為不銹鋼(00Crl7M14Mo2)。焊接工藝為氬弧焊，焊絲材質(zhì)與管板相同。全部材料的化學(xué)成分均符合標(biāo)準(zhǔn)。

①外觀檢查

氣液混合物側(cè)的管板、節(jié)流環(huán)表面已呈黑色，節(jié)流環(huán)端部已有很多點(diǎn)蝕坑。換熱管與管板的焊縫消失腐蝕坑，有的已很深。

圖1一分加熱器換熱管與管板連接處結(jié)構(gòu)

②取樣檢查

由于蒸汽側(cè)氨、氮含量較高，因此懷疑氨基甲酸銨分解后的氣液混合物泄漏至蒸汽側(cè)，分析泄漏緣由一是換熱管腐蝕穿透，二是換熱管與管板焊縫裂穿。因此，在檢查換熱管有無腐蝕穿透之后，我們采集10組換熱管與管板焊縫的試樣，進(jìn)行金相分析、掃描電鏡分析。

2檢查結(jié)果

檢查中未發(fā)覺換熱管腐蝕穿透。金相檢查中發(fā)覺換熱管與管板的焊縫內(nèi)部存在裂紋(見圖2、3)。金相檢查還發(fā)覺不少換熱管與管板的焊縫表面有裂口。有裂口的焊縫占被檢查焊縫的57．9%。此外，多道焊縫存在熔深小及坡口底部未熔透的現(xiàn)象。

圖2柱狀晶間的裂紋

圖3柱狀晶交匯處的裂紋

3結(jié)果分析

一分加熱器的泄漏緣由為換熱管與管板焊縫的裂穿。換熱管與管板焊縫的缺陷有2種形態(tài)：焊縫中的裂紋和焊縫表面的裂口。為確定焊縫的裂穿緣由，我們對(duì)裂紋和裂口進(jìn)行了掃描電鏡檢查，掃描電鏡圖見圖4、5。

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