裂解炉文丘里管与集合管焊缝裂纹修复

裂解炉文丘里管与集合管焊缝裂纹修复

杜亮1，杨永磊2，马腾飞1

1独山子石化新疆炼化建设集团有限公司

2青海油田格尔木炼油厂

摘要：结合2023年5月某企业裂解炉停工检修，对裂解炉文丘里管与集合管焊缝裂进行了检测，发现多处裂纹。通过焊前进行焊接性分析和在焊接工艺评定的基础上，制定合理的焊接修复方案。本文总结了对旧炉管焊接所采取的措施，提出了旧炉管的焊接工艺方案。实现了长周期运行后的炉管一次性修复成功，保证了炉管的焊接质量，为以后类似炉管修复提供了参考。

关键词：裂纹；修复；焊接。

1 引言

在乙烯装置中裂解炉炉管所用材料为离心铸造高温镍基合金。炉管长期在高温渗碳环境中运行，必将产生损伤和失效，渗碳和渗碳开裂造成的炉管损坏占损坏数量的一半[1]。2023年5月，某企业裂解6号炉停工检修中，着色检测发现，拱顶处西面第一根，进料集合管与文丘里焊缝，融合区延文丘里处存在裂纹。见图1

图1 裂纹

2 裂纹分析

裂解6号炉为1997年增建，2014年改建，集合管与文丘里，在2014年改建中没有更换，利旧继续使用，使用年限达26年，集合管与文丘里材质为TP347H，集合管规格为219.2mm，厚度为12.7mm，文丘里规格为48.3mm，厚度为3.68mm，接头形式为对交接（2FG），此焊缝前后管线用钢丝配重调整，使用中，前后管线存在上下浮动，焊缝承受切应力，造成焊缝延文丘里处熔合线撕裂。

3 裂纹清除

采用角向砂轮机延裂纹方向进行打磨，裂纹由外向内开裂，经过渗透检测未发现穿透性裂纹，裂纹深度约2.5mm，长约30mm。因裂纹未贯穿根部，打磨过程尽量不要挖穿，减少背面充氩保护环节。清除干净后，应进行着色检测，确认裂纹被彻底清除后进行补焊。见图2

图2 图3

4 裂纹修复焊接

4.1 焊前应彻底清楚坡口两侧30-40mm范围内的水、油污、渗碳层等，使之露出金属光泽。然后进行着色探伤检查，确认表面没有裂纹后方可进行焊接。

4.2. 使用手工钨极氩弧焊打底时，钨极直径为φ2.5 mm,氩气流量为12～14 L/min,因没有裂透，无需冲氩气保护。

4.3 打底层应采用小电流快速焊，防止背面烧穿和氧化。

4.4 层间、盖面焊接，为防止层间温度过高，应用红外线测温仪器对焊缝进行测量，确保层间温度不超过150℃，为防止产生热裂纹应减少熔池过热采用小的线能量，并把层间温度控制在150℃以下。

4.5 焊后对焊接接头行外观宏观检查，再进行表面着色检查。本次经第三方渗透探伤检测，最终确认焊口合格。见图3

4.6 焊接工艺参数见表1

5.结语

焊接工艺和技术的好坏直接影响焊接修复效果。焊接服役炉管时焊缝部位易产生的焊接缺陷将直接诱发焊接裂纹，临近焊缝处的损伤是产生裂纹的潜在因素焊接拘束应力是裂纹产生的外在因素[2]。通过合理的焊接工艺及实际施焊证明该工艺切实可行，未出现新裂纹等缺陷，目前该裂解炉已投入运行，并生产出合格的产品。

参考文献：

［1］ 王富岗∙裂解炉管渗碳层自动检测装置的研制［J］∙石油化工 设备技术199213（2）：19-21∙

［2］ 张礼敬,涂善东,戴敏丰.乙烯裂解炉服役炉管修复裂纹研究[J].石油化工设备,2003(06):10-13.