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化工设备讲座设备失效事例及分析,ppt,讲座,课件
b.宏观和微观腐蚀形态分析 腐蚀较为严重的换热管其部位大多集中于换热器的下部,且多位于管板的边缘部位 泄漏的管束 换热器堵管部位 换热管腐蚀形态 换热管与折流板接合部换热管被磨损 管束外表面发生大面积溃疡状腐蚀凹坑 微观腐蚀形态 1. 换热管外表面布满腐蚀产物,整个管束外表面可以分为 黑色区(污染区)和黄褐色区(腐蚀区)两种区域 2. 对黑色区域(污染区)的能谱成分分析结果表明,该区 域垢层组成主要以泄漏污染物(碳元素)为主 c. 微观组织分析及力学性能检测 换热管腐蚀部位剖面金相显微组织观察结果表明,换热管外表面的腐蚀形式属于局部腐蚀类型,可以看出换热管外表面垢下基体金属表面先形成微小蚀坑,然后不断向深处和四周发展,最终导致换热管外表面垢下形成较大的蚀坑并发生穿孔失效 d. 水质分析 1) 水中溶解氧含量远高于国家水质标准 2) 水样中的COD值(有机物含量)过高 3) 水样中尤其是排污口处的总铁含量过高 4) 水样中的Cl- 值过高 2. 失效原因 1)在操作工况下该蒸汽发生器发生管束可能发生振动破坏。然后管程急冷油进入壳程形成污垢. 2)失效主要原因是水中的溶解氧与铁发生氧的去极化腐蚀反应。 3)水质中有机物、总铁以及Cl-含量过高,在发生氧腐蚀的同时,会加速腐蚀过程的进行以及发生其它形式的腐蚀反应。 3. 蒸汽发生器改造方案 1)为防止工艺水中有害离子的浓缩,加强壳程下部浓缩污水的排放,增加一个排污口 3. 蒸汽发生器改造方案 2)管束改造,主要改进为: a.由于换热管失效的主要部位集中于设备下部且位于工艺水进口附近,因此改造中提高了该处的抗振能力,主要措施:增大防冲挡板尺寸;增加折流板厚度,同时缩短折流板之间的距离,折流板数量增加4块。 b.为加强壳程污水的排放,建议加大折流板底部缺口尺寸。 c.将换热管由原φ25×2.5mm的10#钢光管改为同直径及材质的螺旋槽管。 4. 改造前后比较 改造后的新管束于2006年下半年投入使用,同时工厂也根据失效分析和水质分析的结果对工艺操作进行了调整,目前该设备经过近三年的现场使用,设备运行良好,换热效果得到了较大的提高,基本证明了本项目提出的设备延寿及扩容技术的效果。 谢 谢! 化工设备讲座——设备失效事例及分析 一. 概述 当前石油化工发展的特点: 大型化 高参数:高温、高压、强腐蚀 实例1: 烟囱 总高:80000 mm 二. 实例分析 圆柱部分:35000 mm 圆锥部分:45000 mm 直径: 圆柱:?2150 mm 圆锥:?2150/?4000 mm 材料: 壳体:低碳钢 内部:耐火材料 振动特点: 1.和风向有关 2.和风速有关 3.间歇性的 卡曼漩涡及涡街 卡曼漩涡及涡街的数值模拟 卡曼涡街形成的条件: 对于在流体中的圆柱体 雷诺数R(47Re107) 当5≤ Re< 40时, 圆柱体后面出现一对稳定的旋涡; 当Re47时, 圆柱体后的旋涡交替脱落,形成 卡曼涡街。 当圆柱两侧交替产生旋涡时,两侧交替地产生 垂直于流体流动方向的推力PL的作用 共振的预防 0.85 fn1 fv 1.3 fn1 fv — 激振力即旋涡陨落的频率 fn1 — 结构的第一自振频率(基频率) 防振措施: 增大结构的自振频率 增加结构的阻尼 采用扰流结构 现场照片: (a)改造前 (b)改造后 设备简况: 管束长: 4500 mm 设备内径:?1250 mm 实例2:双壳程U型管换热器 — 高温高压锅炉给水预热器 管程 壳层 设计压力 MPa 3.5 11.0 设计温度 ℃ 450 350 介质 工艺气 锅炉给水 换热管 直径:?32×3.5 mm 材质:0Cr18Ni9 管板 厚度:273 mm 材质:20MnMo 管程侧堆焊: 8mm 材质:0Cr18Ni9 管子-管板 连接 隔板以上部分: 强度焊+贴胀 隔板以下部分: 强度焊 未胀接 设备简图 换热器损坏情况 换热管端部 1. 损坏特点及分析: 分层隔板上部管口焊缝断裂 管子伸出管板外100~150 mm 共312根换热管,焊缝开裂且管子伸出的管口 共87个,占27.8% 隔板槽以下部分,管口完好无损 2. 原因分
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