二甲苯加热炉炉管失效分析.pdf

工业炉
石油化工设备技术,2012,33(2)?18?
Petro-chemical Equipment Technology
二甲苯加热炉炉管失效分析
高丽岩
中国石油化工股份有限公司天津分公司装备研究院,天津300271)
摘要:二甲苯加热炉对流段1根遮蔽管发生泄漏着火。对该炉管进行全面检测和分析,判断出其失效
原因是炉管存在原层烟灰沉积物,在炉子停工期间吹灰器蒸汽管滴水,造成管外壁发生垢下腐蚀
关键词:炉管失效垢下酸腐做
某公司二甲苯加热炉炉管自2000年投产连试样管段内壁均未见腐蚀且表面平整,从图4剖
续运行,2008年9月至2009年3月有5个多月面上可见,腐蚀从外壁向内壁扩展,腐蚀深度不
停工,停工期间炉内保持一定温度防冻。从2009
严重处出现管壁穿孔
年4月运行到2010年5月,发生炉管着火现象。
经停炉检査,发现对流段遮蔽管第2排北数第
6根炉管存在泄漏
该加热炉烧油。炉上部为对流室,下部为辐
射室。对流室炉管为水平安装,规格小168mm
8.0mm;辐射室炉管为垂直安装,规格小219mm
X10.0mm。该炉炉管材质均为20号。炉管内
部介质为二甲苯混合物,炉管入口温度265℃,出
(a)泄漏炉管
口温度304C;炉管入口压力1.1MPa,出口压力
0.87MP'
1检验检测
1宏观检验
对炉管进行宏观检验,仅发现这一根炉管有
泄漏着火痕迹,其他炉管未见异常。泄漏的炉管
也未见变形,外表面的烟灰沉积物很厚,呈山脉状
覆盖。该炉管位于对流段遮蔽管第2排,北数第
6根,紧靠炉墙,泄漏部位位于炉管中段靠近炉墙
(b)泄漏部位附近外壁
一侧。泄漏炉管上方有一根吹灰器蒸汽管,该吹
图1泄漏炉管的管段表面状态
灰器蒸汽管区域炉墙局部破损。
对该炉管进行取样检査分析,发现炉管靠炉
2力学性能检测
墙一侧外壁泄漏孔附近轴向335mm,周向200
对送检炉管C下段及远离泄漏部位的炉管
mm,范围内存在较多的沉积物,沉积物分布不规分别进行力学性能检测,结果见表1。检测结果
则,类似嫆岩状呈脆性;管壁外表面有明显局部腐其力学性能符合GB3087-1990标准要求
蚀,存在管壁不均匀减薄,其他管段内外表面平
整,未见异常现象。泄漏管段表面状态见图
收稿日期:2011-09-05。
作者简介:高丽岩,女,1995年毕业于东北大学流体传动及
对送检的炉管沿安装位置12点到6点母线
控制专业,主要从事炼油化工装备的技术质量工作,现任天
进行轴向抛开,见图2、3,发生泄漏侧面标记为C
津石化装备研究院技术质量部主任,高级工程师
上,其对面标记为C下。可见泄漏孔,观察炉管
Email:wangyanli022@yahoo.cn
第33卷第2期
高丽岩.二甲苯加热炉炉管失效分析
19
表1送检炉管力学性能
抗拉强度/屈服强度/延伸率,
项目
世点了つ
Mpa
Mpa
C下段炉管
425
260
远离泄漏部位的炉管430
265
GB3087标准要求410~55024520
1.3化学成分分析
图2从内壁观察泄漏点
对送检炉管C下段及远离泄漏部位的炉管
分别进行化学成分分析,结果见表2。送检炉管
腐蚀从外壁
材质为20号。检测结果符合GB3087-1999标
向内壁扩展
准要求。
1.4金相检验
对送检腐蚀炉管管段及与之焊接的另一段炉
管进行覆膜金相检验,见图4、5。金相组织均为
铁素体十珠光体,4级球化。未见裂纹及过烧的
图3泄漏部位附近内壁
魏氏组织。
表2送检炉管的化学成分分析
项
Si
S
C下段炉管
0.17
0.45
0.20
0.0008
0.0007
远离泄漏部位的炉管
0.41
0.0008
0.0008
GB3087标准要求
0.17~0.24
0.35~0.65
0.17~0.37
0.035
≤0.035
1.5管壁沉积物分析
对送检炉管外壁的沉积物取4个位置进行能
谱分析,分析结果见图6及表3。从4个位置的
能谱分析结果可见,沉积物中存在较多的碳、氧元
素,且含有硫、氯等腐蚀性元素,还有Na、Al、Si、
Fe等元素,具体可参见燃烧同种燃料加热炉的炉
灰成分,分析结果见表4
1.6燃料油灰分分析
图4腐蚀段炉管金相组织
表4和表5分别为燃料油灰分分析结果。
1.7烟气分析
表6为对流室出口烟气分析数据。
2炉管泄漏原因讨论
力学性能检测、化学成分分析结果符合GB
3087-1999标准要求。
炉管内壁未见腐蚀且表面平整,剖面可见腐
蚀从外壁向内壁扩展,说明穿孔是由外壁原因
图5另一段炉管金相组织
导致