苯酐冷凝器应力腐蚀原因讨论顾明球*1,2 忻建华1 叶 春1(1上海交通大学机械与动力工程学院 2无锡焦化有限公司) 摘 要 描述了苯酐冷凝器应力腐蚀失效的现状,详细讨论分析了产生应力腐蚀的拉伸应力、腐蚀环境、材质影响等三大原因,并针对这些原因提出了消除残余应力、降低温差应力、改善冷却水质、优化操作工艺、选用对应力腐蚀不敏感的材料等优化和改进措施。 关键词 苯酐冷凝器 应力腐蚀 原因分析 热应力 改进1 苯酐冷凝器的现状111 概述苯酐是重要的基础有机化工原料,广泛用于合成塑料、涂料、染料、橡胶、油墨、油漆等工业。随着技术的进步和普及,我国苯酐装置国产化率越来越高。但由于过程介质腐蚀性强、温度和压力变化大等特点,使得设备使用工况恶劣、故障多,目前难以保证长周期连续生产的要求,泄漏失效则是苯酐冷凝器中最典型的设备故障。讨论分析该问题产生的深层原因,进而改进完善是一个重要的行业课题。112 苯酐冷凝器的结构苯酐冷凝器是苯酐精制生产最重要的换热设备之一,为单管程、带膨胀节、立式、管板兼作法兰的固定管板式换热器。其作用是将来自精馏塔塔顶冷凝器的苯酐蒸汽全部冷凝为液体苯酐(故又称苯酐全凝器)。其相关苯酐冷凝器设计技术参数如表1所示,苯酐冷凝器的内部结构简图如图1所示。图1中a段为应力腐蚀引起开裂的部位、b段为集中冷凝段、c段为苯酐蒸汽冷却段。苯酐蒸汽进入冷凝器先冷却降温变成饱和蒸汽,后进一步冷却产生相变凝聚为液体,进入a段则全部为液体苯酐。113 苯酐冷凝器生产过程中存在的主要问题苯酐冷凝器生产过程中存在的主要问题是换热器换热管与管板连接焊缝易泄漏失效。通过统计图1 苯酐冷凝器的内部结构表明,最近五年时间里,某苯酐冷凝器共发生8次此类泄漏故障,泄漏后须封管,且封管后连续正常生产时间明显缩短。国内不少苯酐生产厂家冷凝器都出现过此类问题,可以说这是个行业普遍存在的难题,目前尚无彻底解决的良策。苯酐冷凝器泄漏失效后,检修施工难度大、费用高,消除造成的后遗症工作量较大,对产品产量和质量也带来严重影响。据统计,最近五年里,平均每年因苯酐冷凝器泄漏造成的损失在50万元左右,给企业造成了较大的经济损失。*顾明球,男,1972年6月生,硕士。上海市,202540。50苯酐冷凝器应力腐蚀原因讨论 表1 苯酐冷凝器设计技术参数参数名称壳程管程工作压力/MPa015-0109工作温度(进/出)/e20/152205/165介质水及水蒸气苯酐蒸汽及液体外径@壁厚/mmÁ716@8Á19@2主要受压元件材料Q235-B(...
