特大型硫磺回收装置换热器管头焊缝现场修复技术

商良

摘 要：通过对20万吨级特大型硫磺回收装置换热设备管头焊缝埋藏缺陷现场修复技术研究，形成了特大型硫磺回收装置换热器管头焊缝现场修复技术，基本解决了在用设备现场修复难题，为国内同类装置、设备检维修提供了经验。

关键词：硫磺回收;换热器;现场修复

硫磺回收裝置已成为大型天然气净化厂、炼油厂、石油化工厂加工含硫天然气、含硫原油时不可缺少的配套装置。硫磺回收装置的重点腐蚀部位主要是换热器，一但发生泄漏就得停工进行抢修，影响生产。

本文以某天然气净化厂20万t级特大型硫回收装置换热器为研究对象，开展换热器管头角焊缝埋藏缺陷现场修复技术研究。通过对换热器角焊缝缺陷的现场修复，减少换热器因缺陷而堵管或更换的现状。

1 硫磺回收装置简介

某天然气净化厂共有20万吨级硫磺回收装置12套，每套装置均设有第一、第二、末级硫冷凝器（E-03/05/E-07）及第一、二级反应进料预热器（E-04/06）共5台大型固定管板式换热器。设备材质如下：

2 存在问题

设备运行过程中或检修试压发现管头焊缝发生泄漏，需对发生泄漏管头进行修复。

设备检修时对管头焊缝进行射线抽检，发现部分管头焊缝存在超标埋藏缺陷，需对缺陷进行消除。

3 现有维修方法的不足

针对上述问题，目前常规的做法是对泄漏部位或存在埋藏缺陷的管头角焊缝进行打磨后补焊处理或采用堵管的方法处理。

打磨后补焊处理不能彻底的清除造成泄漏的缺陷，存在再次泄漏的风险;堵管仅能解决少量管头缺陷，当泄漏管头或存在超标埋藏缺陷管头角焊缝较多时，堵管将会过多降低换热面积，影响换热效果，且堵管工艺不当，可能会造成邻近换热管发生泄漏。

4 现场维修技术

4.1 确认修复部位

确定具体缺陷部位，使用记号笔对管头角焊缝缺陷进行标注。

4.2 缺陷预处理

对标识出来的缺陷部位进行打磨。使用钢丝刷将漏点部位的浮灰、铁锈等影响观察的表面杂质清除，清除后目测，观察缺陷的形状尺寸。

目测确认后，气孔等表面缺陷使用角磨机进行打磨消除;内部缺陷使用专用定制坡口机进行焊缝切削处理。

设备构造及刀头运转示意图

4.3 漏点检测

换热管打磨去除缺陷后，对焊缝表面进行清理并100%渗透检测，按JB/T4730.5Ⅰ级合格。如探伤发现有缺陷存在，应再次对缺陷部位进行打磨后进行探伤检测，直至合格。

4.4 焊口局部消氢处理

焊接前对焊接修复管头部位进行火焰加热处理（预热温度350～450℃，加热20min，并采用测温枪测温，确保加热温度符合规范要求）。

4.5 换热管焊缝维修

对换热管管头缺陷部位进行切削处理完成，对焊缝根部进行清理洁净后进行焊作业。为了保证焊透及焊缝的硬度，焊接采用钨极氩弧焊，焊丝采用ER50-6、规格：Φ1.6mm（打底）及Φ2.4mm（盖面）;打底焊接电流：90～130A，盖面焊接电流：120～150A，焊接电压：11～16V，焊接速度50～80cm/min。

4.6 修复部位检测

对修复部位及周边进行渗透检测，并再次采用射线检测，确保维修质量，确认修复合格。

4.7 焊后消应热处理

焊接修复完成对焊缝进行检测合格后进行焊后局部消除应力热处理，热处理形式采用火焰加热进行消除应力（620℃±10）。

4.8 水压试验

修复工作完成后，对设备进行水压试验，验收合格后即可投入使用。

5 结束语

天然气净化厂应用该现场修复技术，结合装置日常运行及检修，先后完成了十余台硫磺换热器修复工作，经检测和水压试验后合格，设备投入运行后修复部位未再发生泄漏。特大型硫磺回收装置换热器管头焊缝现场修复技术的应用，基本解决了硫磺换热器现场修复效果不理想的问题。对国内同类装置硫磺回收装置换热器管头焊缝现场修复提供了经验。