近年来,一些煤炭资源产地纷纷建设煤化工项目。伴随着煤化工装置的大型化,设备的直径也越来越大、压力越来越高、壁厚越来越厚。而煤化工设备壁厚的增加,对用材、设计、制造、检验、安装等都提出了新的要求。目前用材大都选用复合钢板,需要同时做热处理与晶间腐蚀检验,这就提高了设备制造、检验难度。
如分离器和换热器,在年产20万吨甲醇生产装置中,壁厚均小于30毫米,由于不需做设备整体消除应力热处理,设备焊接处较易通过晶间腐蚀敏感性检验。而装置大型化后,设备壁厚均超过了30毫米,焊接试验通过晶间腐蚀检验的难度大大提高。
据记者了解,由于没有统一标准规定,在设备制造中做焊接评定试验时,制造企业热处理累积时间有的10小时、有的12小时、有的16小时。上海焦化有限公司高工宋文轩介绍,这个时间是由设计院和制造厂提出,时间要求各不相同。化学工业设备质量监督检验中心总工程师周小琴表示,有的制造厂在技术合同中规定模拟焊后热处理累积时间为12小时,但是做到10小时才勉强满足规定值。在时间问题上,设计院和业主会出现争执,制造过程中的热处理时间短,影响设备质量,装置运行后存在安全隐患。
据了解,去年某煤化工企业的粉煤气化炉投产运行不到半年,变换装置管道焊接部位便出现裂纹,发生煤气泄漏着火事故,主要是由于设备制造时焊缝未按要求做晶间腐蚀检验所致。另一国内大型煤化工企业的变换炉曾在正常运行中发生中间爆裂,主要是因为设备制造时焊缝未按要求做热处理所致。
业内人士介绍,由于晶间腐蚀有一定隐蔽性,不易检查与发现,会在毫无征兆的情况下突然发生泄漏,危害性很大。而据了解,国内不少压力容器制造企业做焊接评定试验,都存在降低热处理累积时间的问题。同时,对于水煤浆气化炉水冷却激冷室以及水洗塔,很多设计院未提出晶间腐蚀检验要求,而有的企业装置在运行中,焊接部位出现裂纹而导致出现煤气泄漏事故,已证明原料气中酸性气体会导致不锈钢晶间腐蚀发生。
河南永煤集团中新化工有限责任公司副总经理王永胜说,设备与管道之间的腐蚀很复杂,目前业主对晶间腐蚀这样的隐蔽性腐蚀难以发现,而出现问题后,设计院又把问题推向业主。
宋文轩表示,对于热处理累计最长时间,国内工程公司设计院、压力容器制造厂和材料供货商在技术要求中没有明确。她建议国内有关机构重视此标准的统一要求,应当统一标准规定,钢板和锻件供货商的模拟焊后热处理时间,必须长于需方所要求时间,设备制造厂试板模拟焊后热处理时间,也必须大于本厂制作工艺焊后热处理累计最长时间,这样才能真正保证设备最终出厂的性能。
河南龙字煤化工有限公司主管设备的工程师郜俊念认为,煤化工装置生产过程中,一定要对各种管件和管道的折流及变径处进行定期壁厚检测,对各个管道和重要管件建立详细的腐蚀技术档案,以便及时准确地掌握管道和管件的腐蚀状况,杜绝管道泄漏事故的发生。
其实,煤化工装备制造中存在的潜在隐患,不仅对安全生产带来威胁,也影响到装置的长周期稳定运行。像甲醇合成装置中压力容器,由于大都是用碳钢材料,而碳钢材料和合成气接触会生成羰基铁,致使合成触媒中毒,影响生产稳定。业内人士介绍,关于羰基铁生成机理以及如何选材方面的研究目前还没有引起企业关注。