尿素合成塔外层板开裂原因分析

王春茂

(山东省特种设备检验研究院　山东济南250101)



尿素合成塔外层板开裂原因分析

王春茂

(山东省特种设备检验研究院山东济南250101)

1多层包扎尿素合成塔基本情况

某尿素合成塔于2000年12月投用，容器内径1 200 mm，容积23 m3，设计压力21.56 MPa，设计温度190 ℃。主体结构为多层包扎式结构，最内层为8 mm厚X2CrNiMo18143Mod材质内衬，向外为6 mm厚Q235材质的盲板层，然后是12 mm厚16MnR材质第1层层板，再向外为单层6 mm厚15MnVRc材质的多层层板(共14层)，筒节总厚度110 mm。尿素合成塔多层结构示意见图1。

图1　尿素合成塔多层结构示意

2尿素合成塔检验方案及发现的问题

尿素合成塔属于高温、高压、强腐蚀工况，虽然内衬为超低碳奥氏体不锈钢的耐蚀性较好，但使用中不可避免地存在晶间腐蚀、冷凝腐蚀、应力腐蚀和均匀腐蚀等情况。特别是在操作过程中出现超温、断氧、硫化氢超标等情况时，钝化膜受到破坏，腐蚀速度呈数倍增加。由于外壁处于高压工况，加之氮肥企业空气、检漏蒸汽冷凝液、跑冒滴漏等多种情况都会形成应力腐蚀环境，外层板开裂也是威胁尿素合成塔安全的重大安全隐患。针对以上情况，尿素合成塔检验方案中采用内部渗透检测、超声测厚、涂层测厚为主的常规检测方式，外壁以磁粉检测为主；必要时，可采用声发射检测对埋藏缺陷等进行整体安全评估。

内衬检测时发现从下向上数第5环焊缝有整圈沟槽腐蚀，其余部位发现点蚀等缺陷约60处。外部检测时发现外表面从下向上数第3环焊缝下侧东面最外层板开裂，开裂长度超过800 mm；……