煤气发生炉炉体壁厚检测与评价方法探讨

摘要：对炉体判废的标准及壁厚检测部位与壁厚减薄的形成及原因作了简要介绍，对炉体检测程序及数据分析作了详细阐述。

关键词：炉体判废的标准 最小理论允许壁厚 检测程序 数据分析

前言：随着设备日趋复杂化、自动化、连续化，一个零部件一旦发生故障就会影响整个生产过程。生产工人加强维护工作是十分重要的，但是凭借经验，根据视觉、触觉、嗅觉及设备外观检查判定设备故障。由于受训人的感觉器官的局限性，有时是不确切的，甚至是不可能的。即使依据资料和经验，确立检修周期，也会造成检修过多或非计划修理。因此，借助较先进的诊断设备技术，对设备的定期检查，运用方法对数据进行分析，对设备及时诊断是十分重要的。如何判定炉体的使用寿命，及时发现炉体的异常情况，加强对炉体的检查和定期检测，防止发生事故，一直是设备部门关心，谈论的永恒话题。  

一、情况介绍：

武汉市管道煤气公司现有6台WG.3M煤气发生炉及3台UGI.3M煤气发生炉。煤气发生炉是煤气生产主要设备，承担公司60%煤气生产任务。 参照行业规定及其他化工行业规定，我公司规定炉体大修年限为五年，这种规定有利于避免因炉体破裂而引起设备重大事故，甚至危及人员的生命安全，造成重大损失；有利于炉体在发生集中性故障之前有计划进行停机检修，从根本保障煤气发生炉的安全运行，为生产供气创造了有利的条件。

炉体大修年限规定能保证设备的正常运行，但在许多情况下，由于炉体的工况复杂，我们难以预知炉体的壁厚变化的程度快慢，什么部位会先行磨穿、泄漏，很难正确决定检修周期，往往为了“安全”把维修周期制定较短，造成维修过剩，既浪费了生产时间，增加维修劳动量造成经济损失，又增加了设备重新安装中出现人为误差的可能性，定期维修方法已不能满足关键设备的维护检修要求。

我公司及时配置USTM-600超声波测厚仪 ，并制定炉体定期检测制度，由专业人员进行操作检测。本人就炉体判废的标准，壁厚减薄的形成及原因，炉体最小理论允许壁厚，壁厚检测部位，检测程序以及壁厚数据分析等方面谈谈我个人的体会，供有关人员。

二、炉体判废的标准及壁厚检测部位。

2.1 炉体判废的标准

1）夹层：正常年磨指定为6—8mm，外室的使用寿命为内壁和底板的二倍左右；一般规定：内壁和底板的厚度小于10mm，外壁厚度小于6mm，方可更换。

2）炉体钢板腐蚀容量应不小于原板厚的1/2。

2.2 炉体壁厚检测部位如图1

图1 炉体壁厚检测部位

三、壁厚减薄的形成及原因。

设备壁厚减薄可分为全面性和局部性两种。无论哪种形成的壁厚减薄，对设备的强度均有影响，而且局部性壁厚减薄还常常导致设备泄漏。

在化工生产中造成设备壁厚减薄的主要原因是腐蚀，冲蚀和磨损，其中以磨损为主要原因。

壁厚的全面减薄是由均匀腐蚀或磨损造成的。由于这种减薄一般速度较慢，而且均匀，所以实际危害性并不大 ，但经过长时间腐蚀或磨损后，如果设备的壁厚还小于最小允许厚度，则设备应降压使用或报废处理。

局部腐蚀，冲蚀或磨损造成的局部壁厚减薄，一般速度较快，不仅容易形成局部穿孔泄露，而且对设备的强度也有很大影响。因为决定设备强度是最弱截面的承载能力，当局部壁厚减薄至一定程度时，在该处就会产生破裂和泄漏。至于点腐蚀，则往往是在邻处壁面并设有明显减薄的情况下，设备的个别地方就发生了穿孔和渗漏现象。

四、炉体最小理论允许壁厚。

原则上说，全面性壁厚减薄的设备，是要减薄超过腐蚀余量，设备存在强度问题。由此可得出，内压设备最小允许壁厚的公式： 

式中S_min——设备壳体最小允许壁厚，cm

P——实际最高操作压力（以下简称操作压力），kgf/cm²

D_i——设备壳体内径

ф——焊接系数

[б]^t ——工作温度下材料的许用应力, kgf/cm²  (Pa)

其中及的选取可参照<<钢制石油化工压力容器的设计规定>>

当测出的实际壁厚S<S_min 时，设备即应降压使用或作报废处理。

若设备壁厚减薄是局部性，而且比较严重，则可对 减薄部位进行挖补修理。

五、炉体检测程序及数据分析：

我们利用USTM-600超声波测厚仪对全公司的煤气发生炉9台进行定期测量炉体壁厚， 经长期观察与测量数据比较分析，我们发现炉体在灰渣区部位每年磨损量最大，因此，我们重点加强在灰渣区部位的炉体壁厚监控，下面以2#水煤气发生炉为例。

5.1 炉体（灰渣区） 壁厚测量点布置图如图2

图2 水炉炉体 （灰渣区） 壁厚测量点布置图

5.2 炉体 （灰渣区）壁厚测量数据

测量点1至20壁厚值见表1

表1 2#水炉炉体在灰渣区部位的壁厚测量数据

5.3 炉体 （灰渣区）壁厚数据分析

我们分别以日期，壁厚值为坐标作出各测量点壁厚趋势图 如图3

  图3 2#水炉炉体 （灰渣区）壁厚变化趋势图

5.4 钻孔实测炉体壁厚

由以上壁厚数据，我们发现测量点9的壁厚达到5.8mm,其数值大大低于炉体最小允许壁厚规定值。为进一步确定测量点9的壁厚值，我们对该处进行钻孔检查，钻孔直径为Ф4-Ф8mm，然后用特制的深度卡尺进行测量，实测值为6.0mm。

5.5 结论

由以上说明：2004年2#水炉炉体 （灰渣区）壁厚将全部低于最小厚度，建议2003年大修更换

六、结束语

通过多年对炉体壁厚定期检测以及数据分析，我公司于1997-1999年及时依次安排6台机炉炉体更换，于2000-2003年及时依次安排3台水炉炉体更换。这样有利于煤气发生炉炉体在发生集中性故障之前公司就有计划进行停机检修，从根本保障煤气发生炉的安全运行，为生产供气创造了有利的条件；同时又合理安排煤气发生炉大修任务，避免造成维修过剩，浪费生产时间，增加维修劳动量而造成损失，提高大修资金的有效率。

：化工厂机械手册（化工设备的维护检修）.化学出版社 1989.10