动设备
石油化工设备技术，2016，37（3）·34· Petro-Chemical Equipment Technology
烟气轮机入口法兰变形与裂纹原因分析
潘从锦，梁勇，王进
（中石油克拉玛依石化有限贵任公司，新疆克拉玛依834003）
摘要：某石化公司催化聚化装置烟气轮机（简称烟机)入口锥形短节的2对对焊法兰接头区城，近些年来频繁出现裂纹，存在着焊缝断裂的安全隐惠；短节内侧法兰严重变形，法兰间隙从8mm减小到1.5mm，无法进行今后的开机热紧工作，存在着法兰处泄漏烟气的风险，二者均影响烟机的安全平稳运行。文章从管道布置、金属材质、焊接工艺和操作工况等方面分析了焊缝裂纹和法兰变形的原固，发现焊口区城容易发生高温端变、晶间开裂，焊缝韧性、延展性变差，预紧力过大均是产生失效的原固，并根据原固分析提出了相应的改进建议。
关键词：烟气轮机法兰裂纹法兰变形失效
催化裂化装置烟气轮机（简称烟机）是利用烟
气的高温热能和压力能做功，驱动空气压缩机运转向再生器供烧焦用风的设备；烟机正常运行才能保证装置的满负荷生产，也是炼化企业的重要节能设备。某石化公司烟机为单级悬臂式，烟气自轴向进人，垂直向上排出。烟气管道起点为三旋出口，终点为烟机。近些年来烟机人口短节法兰出现较多的裂纹，对烟机平稳运行带来了安全隐患。如果裂纹进一步扩展，甚至开裂、断裂，高温烟气就会发生大量的泄漏，就会导致烟机联锁停机。泄漏的高温烟气将会造成烫伤事故，损害人员健康；烟机停机会导致装置停工，也会造成巨大的经济损失。因此，烟气管道的正常运行和烟机的安全平稳运行对装置的节能、降耗和增效至关重要。本文就烟机人口法兰裂纹与变形原因进
行分析，为消除安全隐患寻求方法。 1烟机进口管道和法兰工况
烟机入口锥形短节的大口径为1060mmX 16mm，小口径为895mmX16mm，设计温度为 670℃，最高温度700℃，设计压力为0.13MPa。介质为含催化剂颗粒的再生烟气，管道外包覆硅酸铝纤维隔热材料。装置周期性检查烟机动叶、静叶的磨损和结垢情况，以及转子的运行状态，每半年进行一次停机检查。烟气入口短节位于烟机进气锥和烟道之间，检查时拆除烟机人口锥形短
节，方便检修。烟机人口短节法兰见图1。 2烟机进口短节法兰裂纹与变形
烟气管道用0Cr18Ni9奥氏体不锈钢经卷制
焊接而成，法兰材质为0Cr18Ni10Ti，连接法兰用双头螺柱，材质为GH2132，螺母材质为 0Cr18Ni9。近些年来裂纹主要集中在进口锥形短节两端的2对对焊法兰上，2012年因锥形短节法兰裂纹较多，存在断裂风险，整体更换了该锥形短节。2015年检修检查发现短节2对法兰焊缝处有裂纹，法兰裂纹产生于环焊缝及热影响区，升裂形状呈现锯齿形，有的裂纹已穿透整个壁厚，有几处裂纹扩展到母材。短节法兰焊缝裂纹见图2。
图1烟机入口短节法兰
裂纹发生均起始于内壁，并向外壁扩展。裂纹发生部位无明显塑性变形，裂纹宽度较窄，大多是树枝状分叉，并以晶间扩展为主。当烟机停机时，将开裂的法兰现做打磨后挖补再做拉筋处理。
收稿日期：2015-12-24.
作者简介：潘从锦，男，2009年毕业于中国石油大学（北京）化学工程专业，工程颈士，主要从事炼油化工生产、设备技术
管理工作，已发表论文40余篇，高级工程师。 Email:pejksh@petrochina.com.cn.