合成氨二段轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐失效研究.pdf

1、該文研究合成氨二段轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐管板-管子連接部位的裂紋穿透失效及其影響因素,為廢熱鍋爐的運行、檢修、更新提供依據(jù).論文首先對合成氨二段轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐失效特征、原因進行了分析,發(fā)現(xiàn)失效的直接原因是水質(zhì)、列管溫度和水的局部循環(huán)狀態(tài)共同作用下產(chǎn)生的大面積結(jié)垢和嚴重腐蝕穿孔;而列管更換中焊接質(zhì)量差亦是造成廢熱鍋爐多次泄漏的重要原因.其次,對管板及其與管子連接處角焊縫焊接應(yīng)力進行了有限元模擬計算;根據(jù)疲勞裂紋擴展判據(jù)和列管-管板角焊縫焊接應(yīng)力形成原

2、理,用斷裂力學(xué)方法計算了焊接接頭裂紋尺寸、臨界裂紋尺寸和疲勞壽命,進一步說明疲勞裂紋擴展速度,表明氣側(cè)焊縫區(qū)與近焊縫區(qū)存在很高的焊接殘余應(yīng)力;在交變載荷作用下,高應(yīng)力區(qū)易發(fā)生疲勞裂紋擴展,導(dǎo)致廢熱鍋爐多次泄漏.同時還對廢熱鍋爐進行了熱力計算與分析,發(fā)現(xiàn)廢熱鍋爐的熱負荷設(shè)計是保守的,未超過臨界負荷,水循環(huán)平均特性合理,但局部水循環(huán)不盡合理,導(dǎo)致局部結(jié)垢、升溫和腐蝕.根據(jù)所分析的廢熱鍋爐失效原因,提出了防止廢熱鍋爐失效的措施.在運行時,確保

3、水質(zhì)指標(biāo),控制開車、停車速度,保持裝置運行穩(wěn)定;在列管出現(xiàn)大量泄漏后需要更換列管時,注意取管和列管焊接順序,保證焊接質(zhì)量,焊后熱處理時,防止出現(xiàn)加熱板斷電現(xiàn)象,造成管板上存在巨大焊接應(yīng)力;在管板上出現(xiàn)少量泄漏時,采用金相、著色、磁粉、測厚、氣密性試驗、水壓試驗等方法進行查漏,消除裂紋后補焊,并進行焊后熱處理;在結(jié)構(gòu)上,建議調(diào)整下降管位置,增加中間隔板,改善局部水循環(huán);在管口保護上,保護套管長度增長;在管箱保護上,將剛玉質(zhì)澆注料改為剛玉磚