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炼油制氢装置换热器出口管线失效分析及改进措施

发布时间:2018-01-24 23:13

  本文关键词: 制氢装置 不锈钢管道 疲劳裂纹 失效分析 防范对策 出处:《华东理工大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:3#炼油制氢装置是以甲烷氢气体为主原料,LPG为备用原料(主要用于甲烷氢中断事故状态),用水蒸汽转化法制气,变压吸附法(PSA)提纯的为中压加氢装置提供氢气的配套装置。2012年12月在巡检管线运行过程中,发现3#炼油制氢装置E5103换热器出口管线靠近阀门处大小管节的短节处的焊缝产生介质泄漏现象,根据3#炼油制氢装置E5103出口管线发生的裂纹失效情况,本文主要对出口管线失效机理和失效原因进行了深入研究,并提出了相应的防范对策,具体研究成果如下:1.通过对出口管线母材和焊缝材料的化学成分分析和力学性能分析,说明以0Cr18Ni10Ti为母材的换热器出口管线材料的金属材料冶炼和制造质量性能符合要求。2.对管线材料的金相组织及管道裂纹断口宏观和微观形貌分析,分析换热器出口管线的失效机理及原因,管线产生裂纹失效机理应为疲劳引起的裂纹扩展,裂纹萌生不受管线内部介质的影响。失效原因为制氢装置在开停车时应力波动过大,引起管线的机械振动以及管线大小管节位置布置不合理,引起管线内部介质流动不稳定,使管线受到交变载荷的影响而产生局部的机械振动,引起管线大小管节接头处焊缝熔合区发生疲劳裂纹扩展。3.通过对本次E5103出口管线裂纹失效机理分析与研究,提出了具有建设性的意义的6点防范措施。
[Abstract]:The hydrogen refining unit is made up of LPG, which is the main raw material of methane hydrogen. It is mainly used for methane hydrogen interruption accident state and steam conversion method to produce gas. Pressure swing adsorption method (PSAA) purification of hydrogen for the medium pressure hydrogenation unit. In December 2012 in the pipeline operation. The leakage of medium was found in the weld of E5103 heat exchanger outlet line near the small and small joints of the valve. According to the crack failure of E5103 outlet pipeline of the hydrogen refining unit E5103, the failure mechanism and failure reason of export pipeline are studied deeply in this paper, and the corresponding countermeasures are put forward. The specific research results are as follows: 1. Through the analysis of the chemical composition and mechanical properties of the base metal and weld material for export pipeline. It is shown that the metallurgical and manufacturing quality properties of the metal material used in the outlet pipeline material of heat exchanger with 0Cr18Ni10Ti as the base metal meet the requirements of .2. the metallographic structure of the pipeline material and the macroscopic and microscopic crack fracture of the pipeline material are obtained. Morphology analysis. The failure mechanism and reason of heat exchanger outlet pipeline are analyzed. The failure mechanism of pipeline crack should be fatigue induced crack propagation. Crack initiation is not affected by the internal medium of the pipeline. The failure reason is that the stress fluctuation of the hydrogen production plant is too large when it is on and off, which causes the mechanical vibration of the pipeline and the unreasonable arrangement of the pipe joints. The fluid flow in the pipeline is unstable and the pipeline is affected by the alternating load, which results in the local mechanical vibration. Fatigue crack propagation occurred in weld seam fusion zone of pipe joints. 3. Through the analysis and study of the failure mechanism of E5103 outlet pipeline crack. Six constructive preventive measures are put forward.
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ116.2

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本文编号:1461296

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