转化炉混合原料气盘管与集气总管连接焊缝裂纹成因分析与对策

宗宁生，陈 江，李相鹏

（1.中国石油宁夏石化公司，宁夏 银川 750026；2.浙江工业大学，浙江 杭州 310014）

转化炉是大型合成氨装置的关键核心设备之一，混合原料气预热盘管（简称预热盘管）与集气总管是转化炉必不可少的重要组成部分，担负混合原料气的预热和转化炉烟道气热能回收的工艺作用。由于预热盘管内主要介质是易燃易爆的天然气，因此，其运行的安全性关系到装置长周期运行和企业安全生产。某大型合成氨装置转化炉预热盘管与集气总管连接焊缝屡次出现穿透性裂纹，导致原料气外泄，并起火燃烧，严重影响企业安全生产。

一、转化炉预热盘管相关管系配管与用材基本情况

二、预热盘管连接焊缝裂纹成因分析

1.预热盘管连接焊缝裂纹出现状况

尽管通过技术改造彻底解决了混合原料气盘管超温问题，但自从1997年10月混合原料气盘管的1#、2#盘管在焊缝的焊接热影响区首次发现裂纹（裂纹沿焊缝热影响区周向分布长约60mm）以来，又在其他盘管再次出现穿透性裂纹。现场观察发现，集气管三个支座均已离地，12根预热盘管，除1#、4#和9#管堵管外，其他预热盘管与集气管N9管座的异种钢焊接接口处都发现了穿透性裂纹，现场仅在接管处做了局部堵漏处理，严重影响装置的安全运行。由于预热盘管与集气管焊接处的应力状态受混合原料气进气总管、预热盘管、集气管及猪尾管上集气管等相连管系，以及对流段烟道气流流场与温度分布的影响，应力关系十分复杂，在没有经过系统应力分析的情况下，1997年、1998年和1999年三次针对预热盘管焊口裂纹问题的技术改造并未彻底解决问题。……