1、 綜合塔群裂紋產(chǎn)生原因及對策    一、概述     綜合塔是中氮肥生產(chǎn)關鍵設備之一，其設備狀態(tài)的好壞直接影響到生產(chǎn)的平安運行，近年來，某化肥廠綜合塔從中部環(huán)形塔壁段相繼發(fā)覺由內(nèi)向外的穿透性裂紋。數(shù)量從個別進展到十幾個，嚴峻影響生產(chǎn)的正常進行。利用系統(tǒng)停車機會，通過對該塔產(chǎn)生裂紋的緣由分析，對其進行了一系列處理，使用一年，效果良好，至今未見有新裂紋的產(chǎn)生。本文就綜合塔產(chǎn)生群裂紋的緣由予以分析，并提出相應的解決方法。    綜合塔由上下兩段組成，中間部分為一個大的升氣帽，升氣帽下部為付塔段，升氣帽以上塔體為回收清洗段

2、，主要用從塔頂自上而下通過均布條形塔盤的軟水汲取自下而上的氣體中的氨氣，形成稀氨水（6-7%），稀氨水在升帽盤上形成肯定的液位，然后從液封板旁塔壁上89×4的接管排出到綜合塔附屬設備液封槽。該塔在投用五年多時間以后在升氣帽外塔壁環(huán)形區(qū)域開頭產(chǎn)生穿透性裂紋，這些裂紋大多數(shù)聚集在液封板等內(nèi)件與塔壁相焊的母材上及環(huán)逢的T型焊結(jié)接頭及縱、環(huán)縫上。從打磨裂紋的過程中，發(fā)覺這些裂紋均為自內(nèi)向外的穿透性裂紋，且呈樹枝狀分叉，為典型的應力腐蝕裂紋。    應力腐蝕開裂是化工工廠最常見的一種腐蝕方式，它的特點是有肯定的滯后性，一般是在設備投用一段時間后開頭發(fā)生。目前討論認

3、為，應力腐蝕開裂是敏感金屬，合金在肯定應力（外力及制造過程中的殘余應力）和肯定腐蝕介質(zhì)環(huán)境（有時甚至是水中）共同作用下產(chǎn)生的一種特別的斷裂方式，雖然目前對其進展的機理有各種說法，沒有準確的結(jié)論，但現(xiàn)實使用中已證明，應力腐蝕的主要特征一般先從容器內(nèi)壁產(chǎn)生裂紋源，然后擴展到容器外壁，即為由內(nèi)而外的穿透性裂紋，且發(fā)生位置主要集中在內(nèi)件與塔壁的焊結(jié)接頭。簡體的縱、環(huán)縫，T型接頭以及筒體與封頭焊縫及其熱影響區(qū)。這些事實更進一步證明綜合塔群裂紋就是應力腐蝕引起的。    應力腐蝕產(chǎn)生的三大要素為應力、介質(zhì)、材質(zhì)。那么，在整個塔體中，為什么裂紋只集中在升氣帽形帶上，這與應力腐蝕

4、產(chǎn)生的機理有什么關系？從以下幾個方面予以分析。    二、緣由分析    1、材質(zhì)與介質(zhì)    綜合塔材質(zhì)為16MnR，厚度為16mm，大量的試驗及事實表明，肯定的材質(zhì)在肯定的介質(zhì)中會產(chǎn)生應力腐蝕，如，奧氏體不繡鋼在含CI-的水中，當CI-濃度大于25MG/L時，就會發(fā)生應力腐蝕的傾向，16MnR材質(zhì)濃氨水中，硝酸鹽溶液，發(fā)生應力腐蝕傾向更大。    該段介質(zhì)為上升的碳化氣體被下降過程中的軟水所汲取，形成稀氨氣溶液（67%）和碳化氣尾氣，介質(zhì)本身的腐蝕性不強，但是，碳水氣尾中

5、含有肯定量的H2S氣體（75-100mg/L）也被汲取，形成濕H2S環(huán)境，大量試驗及事實已證明，在濕H2S環(huán)境下，即使其含量很低，對于有應力集中可能的實際結(jié)構的壓力容器，特殊是在制造、安裝時，遺留下許多微小冷裂紋或再生熱裂紋，有應力梯度的容器，只要不斷補充H2S，經(jīng)過足夠長的時間，一般為（36年），即可發(fā)生應力腐蝕，所以該塔其裂紋的產(chǎn)生主要是由濕H2S引起的應力腐蝕開裂。    2、應力    制造應力：該容器制造時間為元2月份，正值冬季，16MnR材質(zhì)為缺口敏感性材質(zhì)，施焊過程中，特殊在隆冬季節(jié)，16MnR焊接時由于有淬硬傾向及冷卻

6、速度快而產(chǎn)生冷裂紋，一般焊接時，均實行焊前預熱，焊中掌握層間溫度及焊后熱處理來保證其焊接質(zhì)量。綜合塔直徑為3000，塔高17000mm，如此巨大的設備在冬季很難達到施焊的環(huán)境溫度要求，也很難確保以上施焊措施的到位。從設備檔案中查出，該塔當時從宏觀看，焊接質(zhì)量較差，主要反映在焊縫成型差，返修率高，返修處達40多處，級片有6張，而升氣帽環(huán)形區(qū)域又是該塔內(nèi)件結(jié)構最簡單的地方。焊接點多，地方狹小，施焊條件差，也是焊接質(zhì)量最難保證的地方，從上述狀況可以看出，該塔在制造時，由于焊接質(zhì)量差，造成焊結(jié)應力大，內(nèi)件拘束力大等因素，為以后產(chǎn)生應力腐蝕埋下了隱患。    結(jié)構應力：從結(jié)構上來看，該段塔體由下自上上升的氣體必需經(jīng)過升氣帽中心管950，然后經(jīng)罩帽轉(zhuǎn)變方向向下沖向塔盤液面，與自上而下的軟水形成稀氨水，在這個過程中，自上而下的氣體由原來的3000直徑均布上升經(jīng)氣帽以后變成經(jīng)過1400/950的狹窄環(huán)形通道沖向塔盤，使得塔盤液位上形成一個環(huán)形的局部沖擊力，從而惡化了塔盤的受力狀況，沖擊也對塔壁造成了很大的沖刷力，從而使該