气化炉内壳体裂纹焊接修复

气化炉内壳体裂纹焊接修复气化炉内壳体裂纹焊接修复 某厂一台气化炉为Ⅲ MR 夹套容器。该容器高 13900mm，外径4000mm，容积 78m3，内外壳体间距 150 mm。设计压力为 3.0 MPa。夹套内工作压力为 2.8Mpa，工作温度为 270℃，介质为水和蒸汽。内壳体内工作压力为 2.7MPa，按不同区段工作温度在 400~1000℃之间，介质为煤、水、蒸汽、CO、CO2、H2、CH4、H2S。内壳体内径3636 mm，材质为复合板，基材材质为 HⅡ，厚为 28mm，复合层材质为 X2CrNiMoN22.5 双相不锈钢，厚为 4mm。该气化炉设计时内壳体内有砖衬，后拆除，复合层直接与火焰接触。该容器于 1994 年 8 月投入运行，2025 年 4 月发现内壳体开裂。 一、经裂纹产生原因分析：气化炉内壳体裂纹应为热疲劳裂纹 不锈钢复合层中铁素体分解导至不锈钢脆化是产生热疲劳裂纹的主要原因。不锈钢复合层中铁素体发生严重分解导至不锈钢脆化的主要原因是未按原设计在气化炉内壳体内加砖衬，使不锈钢复合层表面长期与火焰直接接触，表层温度过高（可能在 600℃以上）使得不锈钢复合层特别是表层中铁素体明显分解，导至不锈钢复合层母材和焊缝脆化。其次，不锈钢复合层焊接时，当焊接热影响区和焊道重热区最高温度在 1300~1100℃（过热区）范围内时，将使不锈钢复合层中铁素体含量增加（含量可达 90%），温度在600~900℃范围内时将使铁素体发生分解。焊接修复时由于金属多次重复受热进一步加速了铁素体分解。铁素体含量越高，分解越严重，脆化也越严重。这也是裂纹主要产生在复合层焊缝熔合线和焊缝焊道搭接线的主要原因。气化炉内壳体产生热疲劳裂纹的原因是气化炉运行中存在急起急停（急冷急热）现象。内壳体内外工作压力基本相等，由压力引起的工作应力很小，起停（冷热）引起的热应力是内壳体承受的主要应力。由于不锈钢热膨胀系数大且与碳钢热膨胀系数相差较大，急起急停必定在内壳体内外壁之间产生过大的交变附加应力，其最大值出现在复合层表面。脆化最严重的焊趾部位和焊缝重复返修部位是裂纹优先形成部位。 从金相组织和机械性能上看，明显劣化现象仅发生于不锈钢复合层表面，碳钢基材未见脆化倾向。不锈钢复合层尚有足够的韧性，经焊接修复后弯曲性能可满足工作要求。考虑到内壳的工作条件（低工作应力），可以认为：开裂部位可通过焊接方法修复。 二、焊接修复 1.需焊接修复部位 气化炉内壳体探伤发现存在裂纹部位、复合层剥离部位、取样开窗口部位均需焊接修复...