超声自动检测技术在制氢转化炉上的应用

　　1 前言

　　制氢转化炉是制氢装置的关键设备,长岭炼油化工总厂自1987年开工以来由于各种原因频繁发生故障,使得炉管损坏相当严重,而以前对炉管的检测评定缺乏有效的方法,炉管的损坏事故又直接影响整个炉子的运行,这样形成恶性循环,大大影响了制氢装置的生产能力。为了解决上述问题,决定采用超声自动检测技术对炉管进行检测评定,以便改正制氢炉运行过程中出现的这种不良的恶性循环现象。检测是在1996年12月份停工大检修期间进行的,检测的结果表明,超声自动检测技术应用于炉管的检测评定是可行的。

　　2 超声自动检测技术的应用

　　2.1 基本原理

　　把发射与接收的探头固定在一个探头箱内,探头箱安装在炉管底部,并可上下移动,检测时用压缩空气推动探头箱使它从炉管底部以一定的速度慢慢往上爬行,自来水自炉管顶部连续往下流,作为探头的耦合剂,爬行时超声探头以垂直于管壁的方向向管壁发射宽频超声波,经内外管壁的反射又由探头接收,信号的衰减情况由超声仪接收显示,并同时用X-Y记录仪进行打印,超声波透过裂纹部分时的衰减很大,将透过的能量与健全部分的能量进行比较,即可检测出炉管中的裂纹。

　　2.2 炉管的检测与评定

　　根据爬行机的检测结果,对检测后的炉管一般分为A, B, B+, C四个级别,其中, A级管为合格炉管,未检测到明显的缺陷; B级管为已存在缺陷的炉管,裂纹的深度小于1/3壁厚; B+级管为损伤较为严重的炉管,裂纹的深度为壁厚的1/3~1/2左右; C级管裂纹已穿透管壁。A级管可继续使用;B级管尚可使用,但要加强监护; B+级管需报废更换或短时间监护使用; C级管必需报废更换。炉302-1和炉302-2,每台各有炉管60根,对全部炉管均进行了检测,其检测评定结果如下:

　　a1炉302-2 (已运行32400小时)

　　A级管: 4根(52, 56, 57, 58号管);

　　B级管: 11根(3, 5, 7, 47, 48, 49, 50,53, 54, 59, 60号管);

　　B+级管: 19根(1, 2, 4, 6, 9, 10, 11,12, 14, 26, 30, 34, 35, 39, 41, 44, 46, 51,55号管);

　　C级管: 26根(8, 13, 15, 16, 17, 18,19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 27, 28, 29, 31,32, 33, 36, 37, 38, 40, 42, 43, 45号管)。b1炉302-1 (已运行11280小时)

　　A级管: 34根(除B级管外的其余管子);

　　B级管: 26根(2, 18, 20, 21, 22, 23,24, 25, 26, 30, 36, 37, 38, 40, 43, 44, 45,46, 47, 48, 49, 50, 56, 58, 59, 60号管)。

　　炉302-1由于运行时间不长,炉管的情况较好,尚无严重缺陷。炉302-2经过9个周期的生产后,炉管的损伤程度相当严重。

　　2.3 炉管损坏原因分析

　　通过这次检测发现:火嘴燃料气带油是引起炉302-2炉管大量破坏的主要原因;从检测判级分析情况可看出,炉管的损坏基本集中在炉管下部靠中间处,这是由于燃料气中带油,而油料较气重沉积在下部第一排火嘴附近,使得该部位炉膛经常超温、过烧所致。另外,炉302-2开停工次数频繁,升降温速度过快以及炉管结焦引起的局部超温也影响炉管的使用寿命。