20121128变换事故和管道腐蚀案例.ppt

净化装置安全培训 变换相关事故及管道腐蚀案例,马小东 2012-11-28,一、事故经过 2000 年9月，某化肥厂变换工段正处于停车检修后的开车阶段。变换炉正常接气后，系统逐渐加量，调整工艺指标。在此过程中，变换系统传来一阵闷响，变换系统压力迅速下降。工艺操作人员立即进行紧急停车处理。处理完毕后发现，变换气换热器 下部膨胀节裂开一道约20cm 的口。该设备进行了约 3 天的检修恢复。运行后为带病设备，监控运行。,事故一：变换气换热器下部膨胀节爆炸,二、事故原因分析 （一）变换系统停车时间较长，变换气换热器 管壳程存在温差。在开车接气过程中，因变 换炉内高温气体带入 变换气换热器 内，造成短时间内管壳程温差迅速上涨，热应力过大，引起设备材料产生变化，超过设备的承受能力。造成设备爆炸事故。 （二）变换气换热器 制造存在缺陷，膨胀节没起到相应作用。,变换气换热器下部膨胀节,三、防范措施 （一）系统长时间停车后应开启变换升温系统，或先接入少量水煤气预热设备，在变换炉前放空，消除变换气换热器 温差后，再逐渐加量。 （二）严格控制操作步骤，接气开车时控制好温度、压力、生产负荷加减应缓和， 不能大开大关，避免因工艺指标波动而引起的设备事故。 （三）加强业务学习，掌握设备的结构、原理，掌握其操作技能、要点。,变换气换热器下部膨胀节爆炸,事故经过与紧急处理： 1997年10月11日7:58，某德士古气化的甲醇装置变换入口分离器F7101液位8分钟内从38mm猛涨到636mm，现场可听到管道水击声，虽经排放，液位仍居高不下，引起变换炉进水，催化剂床层温度下跌至其活性温度以下，操作人员通过HV7101阀将合成气放火炬一部分，但炉温仍快速下降。9:30进中变炉气量只有60000m3/h，HV7101开度35%，分离器液位仍未下降。系统生产不能维持，甲醇及CO系统被迫停车。甲醇停车后中变炉氮气循环升温。12日4:00，合成开车。12日18:35，CO压缩机开车。,事故二：中变炉床层垮温,事故原因： 从DCS调出的数据来看，当时德士古负荷无大的波动，合成气流量、压力较平稳，无明显变化，合成气带入中变炉的水应为液态水。而德士古1#洗涤塔液位于7:40开始由1110mm下降，8:05降至803mm，说明在这段时间内有带水现象，带水可能是由于洗涤塔顶部除沫器损坏或回水管堵塞。 事故后果及损失：造成甲醇停车18.5小时，CO停车33小时。,中变炉床层垮温,1、事故经过： 93年11月14日，某厂德士古气化炉投料成功，净化接气开车，煤气入炉后，操作人员发现煤气水分离器报警，立即通知巡检排放，继而发现一变炉温度下降较快，立即作出入工段放空的处理。调度通知气化切气，合成气火炬放空，洗涤塔液位指示稍高但没有高限报警。 净化重新对变换系统升温后，接气生产。15日14：00再次发现煤汽水分离器报警，一变炉温度下降57 。立即进行紧急停车，气化切断了文丘里灰水及洗涤塔塔盘给水，洗涤塔液位仍无下降趋势，判定洗涤塔液位计误指示，后计算机重新组态洗涤塔压差，靠压差值判断塔的液位维持系统运行。,事故三：变换炉催化剂水淹事故,2. 事故损失： 造成净化预变和一变催化剂被淹，活性下降，系统阻力增加，被迫停车三天。 3. 事故原因： 洗涤塔玻璃板液位计被黑水污染，无法现场判断液位高低； 气化炉激冷环垢堵严重，激冷水无法加量，造成灰水补充联锁阀打开，洗涤塔循环泵打量很小； 洗涤塔入高压闪蒸罐黑水管线堵，二次疏通后再次被堵，流量计取压管堵后得不到正确判断，造成洗涤塔无法排水； 净化操作人员无处理该类事故的经验，未能及时切气停车，造成大量积水带入预变炉、一变炉，致使炉温较低。,变换炉催化剂水淹事故, 德士古炉有停车机会时，需对其进行检查，重点检查水洗塔顶除沫器及回流管。 杜绝气化车间洗涤塔液位高限操作，发现液位指示不准或不灵敏及时联系仪表进行调校处理；现场和中控定期校对液位计等仪表，最少每班一次。 加强管理，提高操作人员责任心和业务水平及判断处理事故能力； 气化和净化操作人员应精心操作，相互加强联系，遇到异常情况应及时向调度汇报。 对气化车间“黑水管堵24小时停车的规定”重新修正；加强净化入工段分离器的排放，发现高限报警立即切气，入工段放空，待查明原因方可接气生产。,两起床层进水事故教训和防范措施,事故经过： 1991年8月6日，某化肥厂正常生产时，中变炉突然发生爆炸，炉体拦腰炸断、炉内弊板飞出，落在35m处厂区道路上，砸死1人。爆炸气浪将饱和热水塔掀翻，压坏厂房和设备。 事故原因： 经过分析，爆炸的原因是设备运行时长期超温过热，（持续时间在2000小时以上）。引起设备局部氧化、蠕胀、裂缝，产生材料脆性蠕变断裂而爆炸。造成设备局部超温的主要原因是变换炉内保温层局部损坏。,事故四：变换炉爆炸事故,事故教训： 变换炉内保温层施工时，必须选用耐火质量高的保温器材，施工单位必须选择具有一定资质的建筑队伍，严把质量关。 加强对变换炉炉壁温度的检测，发现温度超高，应及时处理。定期检查炉内壁保温材料完好，发现损坏，及时处理。 严格工艺指标，严禁超温、超压。,变换炉爆炸事故,1994年5月20日下午3点30分，河北宣化化肥厂净化车间变换工段热交换器入口处丁字形立管突然爆炸。一块重约79千克、面积为约089立方米的管壁被炸飞水平距离113米远。 大量含有混合气体、可燃气体、有毒有害气体高速喷泻，引起空间气体爆炸，殃及正在离爆炸处仅3米远的11名堵漏作业人员，当场造成3人死亡，8人受伤。其中7人重伤。在实施抢救的过程中，先后又有5人死亡。事故造成的经济损失达130万元。,事故五：宣化变换520爆炸事故回顾,事故发生后，厂内组织的工程技术人员对现场进行了勘察。经过对设备材质的金相分析，对管壁测厚及介质等因素方面的分析，认定事故的发生与管内介质对管道的超常不均匀化学腐蚀、气体冲刷、管道局部严重减薄、应力集中，导致其工段热交换器丁字立口处不能承受当时的工艺、压力指标，引起突然爆炸。 事故原因是在系统腐蚀严重的情况下， 对管线严重腐蚀的后果认识不足， 未能及时更换管线所致。为防止同类事故需采取以下措施： 1 严格控制半水煤气中的硫含量； 2 严格控制变换系统原料气中湿含量和温度， 防止冷凝； 3 加强压力管道管理， 建立测厚制度， 发现泄漏要检查分析原因， 弄明情况， 及时处理。,宣化变换520爆炸事故回顾,某20万吨甲醇装置变换水洗塔材质为CS，在投入运行6-7年后，大修时对该设备进行了塔体壁厚检测后发现，塔体中有多处壁厚为，相对原壁厚，减薄相当严重； 在筒体部位有多处鼓泡和大片的环状裂纹，且在塔底气液两相处和每层塔盘上方的处居多，大的鼓泡其直径约为，中间鼓起，裂纹呈放射线状。 后该公司将此设备材质改为16MnR+304 L复合，有效地减缓了设备腐蚀问题。,案例六：变换水洗塔腐蚀,在塔体材料的断面上也可以明显见到钢板的分层现象，塔釜液面上100 mm 处及塔釜封头处尤为严重。 镀件均无裂纹，焊缝也无裂纹，但焊缝与母材处有一条沟缝，支承圈（材料为）与卡子（材料为 ）间的交界处有明显的腐蚀缝，缝的深度约为。这些鼓泡和裂纹并不是发生在高应力的区域之内。,变换水洗塔腐蚀,2010年月日上午点半左右，贵州宜化化工有限责任公司车间工作人员发现变换工段管道有泄漏现象，随后组织公司安全检修人员到现场查看，并制定处理方案。 点分左右，变换系统副线管道泄漏气体处发生空间爆炸，造成现场5人死亡、6人受伤，预计经济损失约500万元。,事故七：湖北宜化贵州子公司变换爆炸,爆炸后现场图片,爆炸后现场图片,事故经过与紧急处理： 1995年9月11日17:05，某厂德士古2#炉投料。18:30左右，合成气引入甲醇变换系统充压捉漏。19:00，发现变换废锅2进口合成气管线上焊缝泄漏。19:10，合成气退出变换系统。9月12日1:39，2#德士古炉也被迫停车。 9月16日，开启2.0MPa氮压机对变换系统充压查漏，发现PG7111、PG7112及PG7122三处管道焊缝漏。,事故八：变换管道开裂事故案例分析,事故原因： 设计的管道选材不对，在德士古合成气中温、中压、强还原气氛以及气液两相流条件下，304型不锈钢是不合适的。 事故后果及损失：使德士古炉从9月11日至11月26日无法试车，并推延了甲醇开车时间。 经验教训及防范措施： 变换管道材质更换为普通20#碳钢。 对已更换的管道加强监测，定期侧壁厚。,变换管道开裂事故案例分析,镇海炼化公司化肥厂、乌鲁木齐石化总厂化肥厂和宁夏化工厂,分别于80 年代陆续从日本宇部兴产株式会社引进渣油为原料的1000 吨/ 日的合成氨生产装置。 在三个厂分别建成开车后的几年里,在4114 (一氧化碳变换)工号管道先后多处发生应力腐蚀开裂,严重时因裂纹贯穿工艺气外泄而着火。当时为了继续生产,对裂纹处进行了补焊加强,但不久即出现更严重的裂纹,最终都被迫停车更换管道。,案例八：变换不锈钢管道的腐蚀,经检查，发现三个厂发生开裂的管道都是材质为SUS321TP 的奥氏体不锈钢管道，后各厂陆续将变换管道换成15CrMo才避免了这种突发性管道焊缝开裂事件。 河南龙宇煤化工变换装置从2008年3月开始投运试生产，在试运行期间经过15次开停车，实际运行约10个月。在2008年10月份的运行过程中，发现大量的焊接部位出现了严重的裂纹，开始出现煤气泄漏现象。,变换不锈钢管道的腐蚀,出现开裂的部位主要集中在可产生工艺液冷凝的焊缝附近，管子裂纹开裂长度约100 mm，且裂纹平行于环焊缝，离环焊缝熔合线310 mm，裂缝较为平直。 外裂纹两边无任何腐蚀现象，而内裂纹的四周则出现暗黑色，将裂纹打开以后，断口粗糙度呈冰糖状，断面呈黑暗色，靠内壁颜色深，外壁显现深褐色，表明开裂的时间不同，第一次裂纹扩展的厚度几乎占裂纹总厚度的一半左右。 由于变换304不锈钢管道开裂事件频发，该公司已将部分工艺气管道更换为15CrMo钢管道。,变换不锈钢管道的腐蚀,中原大化变换装置在出热交换器的变换气管线与AV管线相接以后的管线上，操作温度在300以上的弯头同样出现过开裂泄漏现象。中原大化相关技术人员认为造成弯头开裂的原因主要是弯头质量问题，所以在对弯头检修更换时仍使用了304材质的弯头。 通过对304管线弯头开裂时间段的了解，在系统进行催化剂更换以后，由于不需要向煤气中补加过热蒸汽，变换炉的操作水汽比为0.3左右，这以后管线弯头才未再次发生开裂。,变换不锈钢管道的腐蚀,新能凤凰变换汽提塔T2003材质为304，塔内件为304L，塔顶冷凝器E-21017材质为316L。使用不到1 年时间，发现塔顶上部有6层塔盘共计104个泡罩腐蚀较为严重，且上部的塔盘比下部的腐蚀严重，剩余14层塔盘完好无损；塔盘支承圈与塔内壁的焊缝有不同程度的开裂。 T2003与E2017中间部位约1500 mm高的鲍尔环填料已逐步腐蚀粉化。,案例九：变换汽提单元的腐蚀,E2017管板与换热管的环向焊缝已被腐蚀，管头大部已经损坏，同时管口内壁出现分层现象。从金属被破坏的特征分析，T2003与E2017的物料组分均没有强腐蚀性物质，是典型的局部腐蚀。 专家认为，湿H2S环境下，对于碳钢，主要腐蚀形式为腐蚀减薄、点蚀