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高炉煤气管系用金属波纹管膨胀节失效

发布时间:2013-05-23

高炉煤气管系用金属波纹管膨胀节失效

首秦金属材料有限公司(一下简称首秦公司)1200m³高炉于2004年6月简称投产。自2004年10月至2005年6月,相继在热风炉煤气管系,干法除尘煤气管系以及其它净煤气管系所用的金属波纹管膨胀节波纹元件(该批膨胀节由不同制造厂家提供)出现不同程度破裂泄漏。不仅严重影响了高炉生产的稳定运行,而且极易造成人员煤气中毒和煤气燃爆,引发事故。金属波纹管膨胀节是现代柔性管系设计中的重要部件,它对整个管线系统的安全及运行至关重要。这几起波纹膨胀节的故障引起了我们的高度重视。故障发生后,我们组织有关人员立即进行了分析研究,首秦公司,泊头市鑫龙波纹管制造厂邀请了航天部一院、南京工业大学、洛阳石化工程公司等有关专家进行了多次论证。同时,请国家钢铁材料测试中心对其失效形式进行激励分析,请南京工业大学波纹管研究中心对其先用材料和备选材料进行了同等工况条件下的对比试验,在较短时间内查明了原因,确定了与工况条件相适用的新材料,采取了整台更换与包裹处理相结合的现场施工方案,收到了明显的效果。

根据金属波纹管膨胀节破裂失效情况统计及初步分析,经过对现场失效件的直观检查,初步判定表中序号1、2、3、4项波纹膨胀节失效属于点腐蚀,占失效总量的18.5%,占初装件总量8.9%。表中序号5、6、7项波纹膨胀节失效形式属于应力腐蚀,占失效总量的81.5%,占初装件总量39.3%。

高炉煤气管系波纹膨胀节失效情况统计

序号

使用区域

名称

数量

失效时间

1

2

热风炉煤气总管

自由复式型波纹膨胀节0.02XLH-2000I-F-1500

自由复式型波纹膨胀节0.02XLH-2000I-J-1200

1

1

2004.12.10

2001.12.15

3

4

热风炉煤气支管

自由复式型波纹膨胀节0.02XLH-2000I-J-1500

自由复式型波纹膨胀节0.02XLH-2000I-J-1500

2

1

2004.11.10

2005.05.10

5

6

干法煤气管网

轴向型波纹膨胀节 DN1800

FAZ1404  DN700

1

20

2005.05.20

2005.04.20

7

TRT煤气管网

大拉杆横向波纹膨胀节2.5DHB1600X8-J-3135

1

2005.06.04

合计

 

 

27

 

波纹膨胀节破裂失效的机理分析

介质:高炉煤气;

介质工作压力:运行压力0.012~0.12MPa;设计压力0.25MPa;

介质温度为100~250℃;吹扫温度:常温;环境温度:-21~+40℃;

介质含尘量:10mg/m³(标态);

介质流速:30/sec;介质流动方向为单向脉动式流动。

高炉运行时部分废弃管道实际工况条件:介质工作压力0.012~0.12MPa在正常工作范围之内;

温度100~250℃在正常范围之内。