65MPa水煤漿氣化爐燒嘴修復工藝分析

1、6.5MPa水煤漿氣化爐燒嘴修復工藝分析1   概述      渭河煤化工集團有限責任公司水煤漿氣化裝置原設(shè)計壓力為6.5MPa，采用德士古氣化技術(shù)，燒嘴采用德士古三環(huán)式燒嘴，由于運行壓力較高，水煤漿的沖刷嚴重，再加上吸收消化國外技術(shù)仍有待提高，燒嘴經(jīng)常損壞。平時損壞的僅是噴頭部位，但有時由于爐內(nèi)反應(yīng)異常等各種原因，造成噴嘴部分過燒而損壞，這給修復帶來較大難度。經(jīng)過對燒嘴作全面的檢測，在作了較多試驗的基礎(chǔ)上，修復了2臺燒嘴(見圖1)。2  修復前分析檢測 2.1  宏觀檢測    &#

2、160;   檢查燒嘴各部分，燒嘴頭部(外、中噴頭)已經(jīng)明顯損壞，需要更換，盤管點蝕也非常嚴重，有些深度已達1.01.5mm，而且比較多，也需要更換。另外，檢測與噴頭相連的中心管子，發(fā)現(xiàn)其有明顯的彎曲，測量結(jié)果彎曲分別有6mm左右。頭部相連部分也有過燒的現(xiàn)象。其他的法蘭、進出口管子、三通等仍比較完好，沒有發(fā)現(xiàn)缺陷。    初步檢查結(jié)論：燒嘴外噴頭、中噴頭、盤管、外管、中管必須更換，其中中心管如圖1外管從 AA、內(nèi)管從BB以下部分開始彎曲，因此要從AA、BB處進行更換，其余部分尚待分析。 2.2  高溫拉伸  

3、60; 在圖1AA剖面右邊取料做拉伸試驗，檢驗此處材料是否變質(zhì)。按GB228試驗標準做拉伸，其結(jié)果與原始材料對比見表1(試樣68mm×11mm，計算尺寸5mm，設(shè)備型號WE-300)。    從表1得知，在AA、BB處的INCONEL材料性能與原材料基本一致，性能基本沒受破壞。 2.3  焊縫探傷檢測       見圖1，對B01至B06進行射線RT檢測，評定標準采用壓力容器JB4703標準，檢測結(jié)果表明，所有焊縫都達到級以上，說明燒嘴固定法蘭上部的焊縫仍然可靠。  

4、0; 2.4  強度試驗        把內(nèi)、中、外噴嘴全部組裝在一起，對固定法蘭的上部分進行強度和滲漏試驗。按照德士古公司進口圖紙要求，整體進行水壓試驗，試驗壓力16.6MPa，保壓30min。在試壓前要適當對幾個八角墊密封面進行修復、研磨，試壓時要緩慢升壓。經(jīng)過試驗，燒嘴在保壓時無任何泄漏，說明焊縫強度達到要求，密封面質(zhì)量是可靠的。        綜上所述，氣化爐燒嘴的固定法蘭上面仍可使用，前面提出更換頭部、盤管，以及外、中管伸出部分即可，這樣既可節(jié)省大量費用又

5、可以縮短修復的時間，而且保證修復后燒嘴的復原性。 3  修復過程 3.1  材料選擇        材料均采用進口的INCONEL600和UMCo 50材料，材料標準選用UNS600(美國)標準。UMCo 50采用日本宇部材料，INCONEL600采用山特維克，對材料進行3個方面檢測。    1)材料成分    在進口材料上取一塊方料，在進口DVS材料檢測儀上檢測，結(jié)果見表2。     從表2數(shù)據(jù)可以看出該材料成分符合標準要求

6、，因此，該材料可以用在燒嘴修復上。      2)機械性能    對INCONEL600材料分分別取132mm×170mm，142mm×140mm，105mm×160mm各4件，對 UMCo 50取140mm×36mm，118mm×180mm，64mm×175mm各4件，進行機械性能試驗，最終結(jié)果見表3。        可以看出，該材料的機械性能也符合要求。    3)管子材料

7、表面質(zhì)量    管子材料表面質(zhì)量要求材料表面無凹坑、點蝕，光潔度6.3，168mm等管子的直線度 0.5mmm，橢圓度0.5mm。經(jīng)檢查，管子達到了燒嘴制造的要求。    4)噴頭材料        對進口噴頭材料逐個進行超聲波檢測，標準為JB4730級，在圓鋼中以無超標缺陷為合格。 3.2 焊接工藝及評定        由于燒嘴涉及到的鋼材比較特殊，國內(nèi)尚無成熟焊接標準，尤其有幾個是異種鋼焊接，因此，焊接前要進行工

8、藝評定。主要有：14CrMoINCONEL600(26.7mm×2.87nun)(進出水管)，IN CONEL 600UMCo 50(168mm×11mm)(外噴頭)，INCONEL 600INCONEL 600(26.87mm× 2.87mm)(管子接縫)。對這3種異種鋼焊接采用如圖2的焊接坡口。焊接工藝如表4。      INCONEL 600UMCo 50焊接預熱50100。然后按要求對各個式樣做試驗，結(jié)果見表5。    從評定結(jié)果看，抗拉強度達到INCONEL 600材料的標準

9、，因此所做工藝比較理想。按照工藝評定的焊接工藝進行正式焊接時要注意以下幾個方面：要對稱焊，薄道焊，防止變形，確保層間溫度100；要充氬完好，確保焊縫背部不出現(xiàn)咬邊等缺陷；UMCo 50預熱溫度一定要達到規(guī)定標準，否則容易出現(xiàn)開裂；打底層焊完后，進行100PT，JB473094，級合格。    對所有對接環(huán)焊縫進行X射線探傷，評定標準用JB470394，對所有D類焊縫進行著色檢測。為了確保焊接質(zhì)量，在焊接工藝確定時，在打底焊后增加一道著色探傷，以檢測是否有裂紋。 3.3  組對工藝    兩臺燒嘴的修復主要焊接AA、BB剖面焊

10、縫和噴頭與管子的連接縫，首先要焊AA、 BB剖面縫。組對時，為了防止焊接變形制作了專門的胎具。由于噴頭與固定法蘭密封面距離比較遠，在焊接時要保證其垂直度比較困難，因此采用立車轉(zhuǎn)動焊接方法，把燒嘴夾在立車上，找正固定法蘭平面，然后組對噴頭，焊接時為防止變形，用百分表打出噴頭變形方向，焊接可采取反變形方法。組對盤管時必須做到盤管伸入噴頭時，要自由伸入角度，防止存在應(yīng)力影響角焊縫強度。 3.4  組裝        內(nèi)外燒嘴修復完成后，就開始整體組裝。組裝調(diào)節(jié)采取如下方法：內(nèi)外燒嘴的距離，在確保尺寸基本正確的前提下，調(diào)節(jié)主要靠八角

11、盤墊來調(diào)節(jié)；同心度調(diào)整時，在確保內(nèi)外噴頭各自同軸度好的情況下，靠調(diào)整內(nèi)噴頭支撐高低來調(diào)節(jié)間隙；由于內(nèi)外噴嘴唇部深度大小與環(huán)縫大小尺寸是關(guān)聯(lián)尺寸，當出現(xiàn)環(huán)隙尺寸和深度尺寸相矛盾時，要調(diào)整確保環(huán)隙尺寸。    3.5  試壓      按照德士古公司設(shè)計要求，進行如下壓力試驗。水壓試驗：分2次試驗，第1次是對盤管 9.8MPa的內(nèi)壓試驗，第2次是對16.6MPa盤管外壓試驗，試驗時管內(nèi)充壓9.8MPa，檢驗法蘭密封面及焊縫強度等。氣密性試驗：主要試驗盤管的密封性和燒嘴各焊縫的致密性，具體也分步試驗，內(nèi)容跟水壓試驗基本一致，檢驗時用肥皂水逐個檢查。 4  結(jié)語