焦炭塔裙座角焊缝裂纹分析及处理

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焦炭塔裙座角焊缝裂纹分析及处理

作者：赵丽

来源：《品牌与标准化》2014年第12期

【摘 要】 焦炭塔裙座角焊缝裂纹分析原因及处理方法，防止产生裂纹的措施 【关键词】 焦炭塔 裂纹

延迟焦化是一种加工重油，特别是减压渣油的炼油工艺。而焦炭塔是原料油进行裂解和缩合一系列焦化反应的重要设备。焦炭塔裙座角焊缝产生裂纹及塔体变形是定期检验中经常遇到的问题，抚顺某炼油厂6台焦炭塔每次定期检验时裙座角焊缝都会发现不同程度的裂纹，有的是贯穿性裂纹，最严重的情况由于角焊缝产生贯穿性裂纹引起的塔体产生倾斜。如果发生失效将导致非常严重的后果。

焦炭塔的设计压力不高，但长期在450℃以上高温运行，且介质为油气焦炭、硫化氢等，由于除焦和充焦的交替作用，塔体要不断经受冷热疲劳，轴向和纵向温差引起局部塑性变形。 塔体的变形与材料有关，焦炭塔在长期的运转过程中，其塔体材料的力学性能发生了一定变化，由于焦炭塔自身结构，自重及不同部位受热的情况不同，塔体材料不同部位的变化是不一样的。通过对塔体不同部位的材质取样分析和金相组织也证明了这一点。塔体母材强度有变化，上部母材的强度有所减少，但下部母材的强度减少的更多一些。金相组织检查表明下部母材的劣化比上部母材要严重很多。

焦炭塔在长期的运行过程中，材质发生老化，在热应力的作用下，容易发生塑性变形。冷焦阶段产生的应力，以及焊缝金属与塔体母材结构与材料的不连续，引起焊缝附近的应力集中，由于塔体母材强度减小，加上焦炭塔在交变载荷的作用以及热应力的作用，焊缝附近的塑性变形不断积累，最后导致塔体发生变形。长期循环疲劳导致裙座角焊缝产生不同程度的表面裂纹，焊缝附近裂纹进一步发展将出现穿透裂纹。

焦炭塔裙座裂纹发现后应及时进行处理，不及时处理裂纹会进一步扩展，可能导致焦炭塔整体失效。返修时对焊材选用、组对、焊接工艺、热处理工艺提出了更高的要求。 防止产生裂纹的措施：

（1）组装对口时，应避免强力组对，防止由于外加应力作用使焊缝焊接过程中或焊后产生裂纹。

（2）预热和焊后消氢。应严格按照焊接工艺评定指导书的要求进行预热和后热，以降低残余应力，提高接头的强度，避免延迟裂纹的产生。焊后应立即进行后热，提高焊接接头的冲击韧性，有利于扩散氢的逸出，改善焊缝金属的抗裂性能，避免延迟裂纹的产生。

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