催化裂化裝置再生滑閥導(dǎo)軌螺栓斷裂的失效分析

鄭端陽(yáng)，南廣利

(1. 河南化工技師學(xué)院，河南 開(kāi)封 475000； 2. 河南豐利石化有限公司，河南 濮陽(yáng) 457000)

再生滑閥是催化裂化裝置最重要的特殊滑閥之一【1】，用于確保原料油所要求的反應(yīng)深度，并作為自保閥門(mén)，在事故狀態(tài)下切斷兩器【2】。若再生滑閥出現(xiàn)故障，將會(huì)直接影響整個(gè)裝置的長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

某公司催化裂化裝置再生滑閥在使用3年后，兩側(cè)導(dǎo)軌螺栓GH4033全部發(fā)生斷裂，并導(dǎo)致導(dǎo)軌連同閥板脫落，如圖1所示。該再生滑閥設(shè)計(jì)溫度780 ℃，工作溫度650～680 ℃，設(shè)計(jì)壓力0.5 MPa，工作壓力0.2 MPa，螺栓規(guī)格型號(hào)為M22 mm×120 mm。

圖1 螺栓斷裂、導(dǎo)軌及閥板脫落

高溫螺栓斷裂原因較復(fù)雜，如材質(zhì)選擇不合適、化學(xué)成分未達(dá)標(biāo)、熱處理不當(dāng)、金相組織不符合要求、雜質(zhì)含量較多、機(jī)械損傷、預(yù)緊力不當(dāng)或存在高溫、交變應(yīng)力和蠕變應(yīng)力等均可導(dǎo)致螺栓發(fā)生斷裂【3】。為避免類(lèi)似事故的再次發(fā)生，對(duì)螺栓斷裂原因進(jìn)行精確故障診斷具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 檢驗(yàn)與分析

1.1 化學(xué)成分

為方便對(duì)比，分別對(duì)失效螺栓以及原始狀態(tài)螺栓(未使用的螺栓)取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，并與相關(guān)高溫合金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照，如表1所示。結(jié)果表明：失效螺栓的化學(xué)成分符合高溫合金標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14992—2005《高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類(lèi)和牌號(hào)》的要求。

表1 螺栓材料的化學(xué)成分 w，%

1.2 力學(xué)性能

根據(jù)GB/T 28—2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》分別對(duì)再生滑閥失效螺栓以及原始狀態(tài)螺栓在螺桿處進(jìn)行取樣，然后按圖2的尺寸要求經(jīng)車(chē)床加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣，預(yù)留0.05 m余量用砂紙打磨至光滑?！?br>