中氮肥年第期换热器列管与管板焊接应力腐蚀裂纹的防治卿胜前湖南大乘资氮集团有限公司冷水江市据统计，化工设备发生的失效破坏中，近一半是应力腐蚀裂纹造成的，特别是在换热器列管与管板焊缝中，由于应力腐蚀裂纹而造成泄漏是一个普遍存在的问题。　　我公司在役换热器，特别是净化工区的换热器，列管与管板焊缝泄漏很常见。　　鉴于上述原因，我们对列管与管板焊缝易发生泄漏的原因进行了调查分析，并研究了换热器的制造和检修过程中的相应措施。　　泄漏原因分析泄漏。　　奴形态特征我公司组织设计制造检测部门有关技术人员对换热器列管与管板焊缝的泄漏点进行观察分析，结果发现这些泄漏点基本上都是裂纹引起的，其形态是稀松分布的网状或龟裂状，大部分裂纹有分叉现象，裂纹大致垂直于焊缝残余拉应力方向，并由表面向纵深延伸，具有典型的应力腐蚀裂纹特征。　　应力腐性裂纹产生的原因材质介质拉应力是产生应力腐蚀裂纹的三个因素。　　材质在一定介质下，由于拉应力的存在，易产生应力腐蚀裂纹。　　事实上，除纯金属外，合金在腐蚀介质中都有应力腐蚀开裂倾向。　　换热器列管与管板焊缝材质及介质分析换热器列管与管板材质，不是同种材质的情况居多。　　我公司在役换热器中，其管材/板材的匹配常见的有由于材料的化学成分及组织性能的不均匀性，其电极电位不同，与一定的介质电解质匹配，易形成微电池，从而产生电化学腐蚀。　　即使同种材料，其焊缝与母材也往往存在化学成分与组织性能的不均匀性，存在产生电化学腐蚀的倾向。　　而化工企业使用的换热器，不论是管程还是壳程流体，都不可避免地存在一定程度的腐蚀，从我们所掌握的资料看，氮肥厂常见的介质对于低碳钢低合金及奥氏体不锈钢均存在明显的应力腐蚀倾向。　　焊缝应力分析换热器列管与管板焊缝在设备运行中，主要受工作应力和残余应力作用。　　运行中的工作应力，从我公司工艺条件来看，一般相对较小，是次要因素。　　设备在焊接加工及装配过程中产生的残余应力是主要因素，特别是列管与管板焊缝，由于焊缝密集，且分布于管板一侧，再加上管板在钻孔过利用年月停车机会，我们对进行了技术改造，即将原回水管改为从冷却回水来的上水管，把下封头中部开二孔，分别接争管道，一根回到回水总管，另一根走管线。　　前后的氨耗对比情况见表表改造前后吨尿素氨耗情况月份年月份年改造效果中压冷凝器改造后，换热效果一直很好，年大修打开检查基本没有结垢。　　技改后，中压吸收塔的负荷大大降低，减少了回流氨流量，降低了氨耗，雄益显著。　　改造注年1月进行技术改造。　　由表可见，改造以后比改造前，吨尿素可降低氨耗年经济效益万元。　　日期一年第期中氮肥程中产生的加工应力及设备在装配过程中产生的装配应力叠加，使该处焊缝的残余应力所引起的失效，占应力腐蚀开裂失效事故的80 以上。　　应力腐蚀裂纹导致泄漏综上所述，由于换热器列管与管板焊缝在腐蚀介质中，发生电化学腐蚀形成微裂纹源，同时，焊缝本身属非均质材料，又是各种应力叠加的集中处，其表面脆化层易剥落成为微缺陷区，也形成了微裂纹源，再加上焊缝本身可能存在的缺陷，因此在设备运行中，由于腐蚀环境和拉应力的共同作用，裂纹萌生并迅速扩展，加上焊缝本身熔池深浅，易形成穿透性裂纹，从而导致焊缝发生泄漏。　　控制应力腐蚀产生的措施设计方面从设计方面而言，应根据应力腐蚀介质和材料的组合，合理选材，同时，要求结构设计合理，使结合的应力分布均匀，避免产生应力集中源。　　当然，在目前技术条件下，从设计角度采取措施控制应力腐蚀的产生，办法不多，关键还得从制造的角度来考虑。　　制造方面从制造角度而言，可以从冷作变形的控制焊接材料的选择焊接工艺的控制及降低残余应力几个方面采取措施，但是由于制作工艺条件的限制，关键在于焊接工艺控制及降低残余应力两个环节。　　焊接工艺控制首先是选择合适的焊接顺序，在换热器焊接中，要先焊管板与外壳的焊缝，再焊点焊一侧的列管与管板焊缝，*后焊另一侧列管与管板焊缝对于列管与管板焊缝则应根据管板直径的大小，由一名焊工同时对称施焊，列管焊接顺序应遵循从中心开始均匀错开逐渐向外施焊的原则。　　其次要控制焊接线能量，尽量使用线能量较小的焊，焊接参数宜取下限值，避免发生热影响区硬化晶粒长大和各种脆化，同时尽量降低焊缝的残余应力。　　降低焊缝残余应力焊缝残余应力是产生应力腐蚀*主要的原因，设计加工焊接过程中无论怎样采取措施，都只能在一定程度上降低焊缝残余应力，对于在腐蚀介质中运行的换热器，*好经过消除应力处理。　　根据目前的制造工艺技术条件，采用振动时效设备对换热器进行消应处理，成本低，工艺简单，效果很好，可消除残余以上。　　检修方面对于在运行中已发生泄漏的换热器，我公司的检修经验表明，采取简单的焊补措施，显然效果很差。　　如果按下述方法进行修复，效果很好。。2 .3泄漏点焊补对于泄漏点，用角向磨光机将裂纹铲除干净后，再焊补，且补焊点与原焊缝要圆滑过渡，补焊点高于原焊缝的，要用角向磨光机打磨与原焊缝基本平齐。　　焊后消应补焊后，采用振动法对整个换热器进行消应处理。　　结语由于列管与管板焊缝的应力腐蚀开裂是设备运行一段时间后产生的，且通常泄漏还不足以引起停车，或对系统运行造成很大影响。　　因此，一直没有引起设计制造甚至使用单位的足够重视。　　实际上，由于泄漏对系统运行质量造成的影响及重复检修所造成的人财物的浪费，其实也是一个不小的损失，因此，对该类焊缝应力腐蚀的控制是十分必要的。　　控制列管与管板焊缝应力腐蚀的关键在于焊接，而焊接的关键在于焊后消除残余应力。　　我公司年采取上述措施同时修复和制造了净化气水冷器各一台，投人运行两年多，至今没有泄漏现象，提高了系统运行的质量，减少了设备检修费用，取得了良好效果。　　参考文献曾乐。　　现代焊接技术手册。　　上海科学出版社。　　郭海丁，田锡唐。　　不均匀性对焊接接头应力腐蚀开裂的影响焊接学报。　　王宽福。　　压力容器焊接结构工程分析。　　北京化学工业出版社。　　仁日期一