刘旭1，刘驰2
（1.四川泸天化弘旭工程建设有限公司，四川 泸州646300；2. 四川广安玖源化工有限公司，四川 广安638019）
［摘 要］ 四川广安玖源化工有限公司于2012年从加拿大Methanex公司引进了1套二手醇氨联产装置（产能为500 kt/a甲醇、300 kt/a合成氨），其300 kt/a合成氨装置合成气废热锅炉管箱、管板与人孔筒节材料均相当于我国的2.25Cr-1Mo，具有优异的抗氢腐蚀性能，但因其自身强度高、淬硬倾向大，长期在高温临氢环境下易产生氢致裂纹。本台合成气废热锅炉此前服役时间已很长（1985年投用），2012年7月四川泸天化弘旭工程建设有限公司在对其进行无损检测中发现，其合成气进口管箱筒体与管板环焊缝外表面有2条横向裂纹、合成气进口管箱筒体与人孔筒节环焊缝外表面有1条纵向裂纹。为此，制定并实施了详细的裂纹修复步骤：探伤（裂纹位置确认）、金相覆膜检查、打磨消除裂纹、坡口探伤、消氢去氮处理、预热、焊接、热处理、无损检测、金相检查与硬度检测。经修复的合成气废热锅炉投用后，运行状态正常。
［关键词］合成气废热锅炉；无损检测；管箱裂纹；原因分析；裂纹修复；焊接要求；热处理
［中图分类号］TQ113.25+1.5［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）03-0056-04
0 引 言
近年来，随着石油化工生产装置规模的大型化，具有优异抗氢腐蚀性能的2.25Cr-1Mo材料被广泛应用于临氢厚壁压力容器制造中，但2.25Cr-1Mo若长期使用在315～595 ℃的温度条件下，由于其自身强度高、淬硬倾向大，易产生氢致裂纹。
合成气废热锅炉是四川广安玖源化工有限公司（简称广安玖源）于2012年从加拿大引进的1台二手设备，1985年投用，随300 kt/a合成氨装置成套引进。由于合成气废热锅炉此前服役时间已很长，2012年7月四川泸天化弘旭工程建设有限公司（简称泸天化弘旭）在对其进行无损检测中发现，其管箱与管板、管箱与人孔筒节（管箱、管板和人孔筒节所使用的材料均相当于我国的2.25Cr-1Mo）环焊缝分别存在裂纹缺陷；同时，2012年7月的检修还检测了300 kt/a合成氨装置中另外106台静设备，其中12台静设备也发现有裂纹或未熔合等缺陷需修复。2.25Cr-1Mo材料耐高温，但是其自身强度高、淬硬倾向很大、焊接性能差，这是本次裂纹修复的主要技术难点。经无损检测确认缺陷范围后，泸天化弘旭对裂纹进行消除、焊接、热处理等，最终彻底消除了设备存在的隐患。以下对有关情况作一总结，供业内参考。
1 项目背景及系统概况
1.1 项目背景
广安玖源的500 kt/a甲醇、300 kt/a合成氨装置为成套引进加拿大Methanex公司的二手醇氨联产装置，该醇氨联产装置概况如下：甲醇装置（以天然气为原料）原为Davg-Mckee公司设计，选用英国ICI公司的低压法甲醇生产工艺，原设计产能为400 kt/a甲醇，项目于1980年立项，1982年建成投产；1986年，为利用甲醇装置合成系统弛放气中的富余H2，新建1套Kellogg工艺合成氨装置，利用甲醇装置合成系统弛放气中的H2与空分装置来的N2合成氨，原设计产能为180 kt/a合成氨（1992年进行了增产改造）；1993年，新增1套KAM合成氨装置［以天然气为原料生产合成氨，采用Kellogg换热式转化新工艺（KRES）］，设计产能为120 kt/a合成氨；2套合成氨装置共用1套氨合成系统，即共用原180 kt/a合成氨装置的氨合成系统，合计合成氨产能为300 kt/a。也就是说，本醇氨联产装置前后历经数次技改，至成套引进时产能已达500 kt/a甲醇、300 kt/a合成氨。
广安玖源500 kt/a甲醇、300 kt/a合成氨项目由成都通用工程技术有限公司完成初步设计和详细设计，所用设备于2012年从加拿大Methanex公司整套引进，其中，300 kt/a合成氨装置的合成气废热锅炉（隶属于原180 kt/a合成氨装置氨合成系统）由HITACHI ZOSEN CORPORATION MAIZURU WORKS公司制造，为卧式固定管板式换热器［1］。
1.2 合成气废热锅炉系统流程简介
氨合成塔出来的合成气（温度476 ℃）进入蒸汽过热器（82-1308）管程，与壳程中的饱和蒸汽（温度约231 ℃、压力2.758 MPa）换热后，合成气温度降至441 ℃，然后进入合成气废热锅炉（82-1601）管程，与壳程中的锅炉水进行换热，回收的热量产生2.758 MPa饱和蒸汽，出合成气废热锅炉合成气温度降至330 ℃；正常情况下，出合成气废热锅炉的合成气分主、副线全部返回氨合成塔（82-1205）。
1.3 合成气废热锅炉概况
更多内容详见《中氮肥》2019年第3期