液化石油气球罐裂纹的分析及处理.pdf

PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAI. PROTECTION TECHNOLOGY2015年第31卷第3期
液化石油气球罐裂纹的分析及处理
乔额
(中国石化扬子石油化エ股份有限公司,江苏南京210048)
摘要:介绍了扬子石化芳烃厂储运车间2台液化石油气球罐的运行状况,在装置停车
大检修检验过程中发现裂纹,分析了裂纹产生的原因,指出裂纹的产生是加工高硫原油后液
化气中I2S含量高,在湿H2S环境下的应力腐蚀引起。重点介绍了球罐消氯热处理方案,裂
纹的修复过程,述了防止液化气球罐产生裂纹的对策及防范措施。并提出对原料进行脱硫
处理,对关键设备和管道等进行材质升级改造,以保证在役液化气球罐的安全使用。
关键词:液化石油气球罐裂纹应力腐蚀防范措施
极中板
运行状况
极侧板
上极
中国石化扬子石油化工股份有限公司(以下
极边板
简称扬子)芳烃厂储运车间液化石油气球罐(V
3002A/B),容积1000m3,介质为液化石油气
本体材质16MnR,壁厚44~46mm,接收由于
950号单元不正常生产而产生的液化气和炼油厂
生产的液化气,再经管廓“C”点返回950号单
下极
元重新脱硫处理或者作为2100号単元的燃料。
图1液化气球罐结构
1988年投人运行,同批2台,属三类压力容器。
2008年4月芳烃厂委托南京市锅检院对其进行内测发现1条浅表面裂纹,长10m、深1mm,经
外部检验,发现2个球罐出现裂纹。球罐的主要市锅检院检测人员打磨、复检后确认消除。4月6
技术参数见表1,结构形式见图1。
日V-3002A/B球罐内部开始打黁检测,检测过程
表1液化气球罐主要特性参数
中发现罐体内表面存在浅表裂纹,随后市锅检院
扩大了检测范围,对部分母材也进行了检测,共
设计压カ/MPa「1.8「工作压力/MPa』1.3
发现57条表面裂纹,V-3002A罐16处,V-3002B
设计温度/℃
10~50工作湿度/℃
10~50
罐6处,裂纹最长达30mm
介质
液化气
容积/a
1000
其中,检验V-3002A球罐发现
腐蚀裕度/m「2.3公称直径/m:1ュ510
1)下极板拼缝区域存在4处裂纹,长10
材质
16MAR
壁厚/um
44~-46
mmn
2)下温带环焊缝区域及附近母材存在14处
2球罐裂纹的基本情况
2.1无损检测结果
收稿日期:2014-12-24。
芳烃厂储运车间在2008年4月1日将V-
作者简介:乔桢遴,毕业于中国石油大学(华东)安全
3002A/B球罐工艺处理合格后,交给南京市锅检
工程专业,主要从事应急体系及安全技术管理工作
院检测。对V-3002A/B球罐外表面进行打磨并做
发表论文多篇,国家注册安全工程师,工程师。E-mail
MT磁粉检測。4月3日V-3002B外表面下温带检
giaozhl01.yzsh(@sinopec.com
2015年第31卷第3期
★乔桢,液化石油气球罐裂纹的分析及处理★
裂纹,长10~30mm
存在
3)赤道带纵焊缝区域存在2处裂纹,长10
2314
29/缺陷部位
15mm。
2316
v-3002B球罐经检验发现
下极板
环焊缝231
)下极板拼缝区域存在4处裂纹,长8
25mm:
2)赤道带纵焊缝区域存在2处裂纹,长10
20mm。
4月12日决定先由江杭建设工程公司对V
下温带
环焊缝
8
とZ236
3002A/B球罐所有裂纹进行打磨处理,然后再对
图3V-3002B球罐缺陷部位示意
V-3002A/B球罐进行复检。结果仍然査出有次生
裂纹,其中V3002A罐下温带西北方向焊缝、母
3)球罐消氢热处理完毕后,进行复查检测
材上共发现32处,V-3002B罐焊缝上发现3处,打磨。
经过会诊分析确定球罐存在延迟裂纹。
2.4球罐热处理电加热方法
2.2具体消氢部位
1)现场使用临时电源接功率为150kW配电
1)V-3002A球罐下极板环焊缝、下温带环焊箱,到V-300AMB球罐之间的部位。
缝、Z4-1→Z4-20焊缝及Z4-7→Z48母材。A罐
2)加热使用温控柜有9个回路,三相电源每
共16个缺陷位置,具体位置如图2所示。
相3个回路,保证各相负载平衡。
23-6-13小7
3)每一回路可接6块加热板,每块加热板规
235
239y18
Z4-
下极板
格为600mm×250mm,功率为5KW,2块串联
环焊缝
使用
23/13
20
存在
4)为保证温度均匀,每1个回路应设1个测
2H映部位温点。测温用热电偶应固定牢固,接触良好。热
233
23-2
电偶与测温仪表之间采用补偿导线连接,且极性
不得接错。
23
下温带
?:
5)加热板按环缝的1/4对称均布,0~90℃
环焊缝
180~270℃第一次加热;90~180℃、270~0℃
37.
母材存在
第二次加热。
缺陷部位
阳2V-3002A球罐缺陷部位示意
6)为确保恒温温度的均匀性及热透性,在被
加热焊缝的背面(罐内)进行保温,保温厚度不小
2)V-3002B球罐下极板环焊缝、下温带环焊于100mm
缝、Z4-1-7420焊缝。B罐共6个缺陷位置,具3球罐热处理后检验结果
体位置如图3所示。
2.3球罐热处理技术方案
2008年5月2日V-3002A/B球罐热处理打磨
完毕,表面浅裂纹彻底修复,本次热处理后磁粉
1)对V300A/B球罐热处理采用履带式电加检测合格。5月4日由南京市锅检院进罐做荧光
热器方法。
磁粉复査,确认合格。
加热温度测量釆用热电偶传热。加热必须均
匀,加热的宽度应为焊缝中心线两侧各取3倍板4球罐缺陷返修后金相分析
厚,且不少于150mm。后热温度测量应距焊缝中
经过南京工业大学失效分析与预防研究中心
心线50m处,每条焊缝测量点不少于3对。
对V-3002A球罐焊缝一处、母材一处做金相处理
2)球罐消氢热处理温度为300℃,恒温4h,分析;对V-3002B球罐焊缝二处做金相处理分
用保温棉保温,恒温后自然空冷。
析,结果显示:球罐母材和焊鏠材料的金相组织